Свойства материала элемента, несущего штуцер

Допускаемые напряжения для материала 12Х18Н10Т при температуре t = 250 ^oC (рабочие условия):

[s]=

154 МПа

Модуль продольной упругости при температуре 250 ^oC:

E =	1,94∙105 МПа

Свойства материала штуцера

Допускаемые напряжения для материала 12Х18Н10Т при температуре t = 250 ^oC (рабочие условия):

[s]1=

154 МПа

Модуль продольной упругости при температуре 250 ^oC:

E1 =	1,94∙105 МПа

 

Расчётная толщина стенки штуцера:
	=0,1 * (20 + 2 * 0) / (2 * 154 – 0,1)	= 0,006495615 мм

Допускаемое наружное давление из условия прочности:

=

min{1.0, 9.45 * 20 / 33 * (20 / (100 * (5 - 0)))1/2}

=1

Допускаемое наружное давление из условия устойчивости:

=

20.8 * 10-6 * 1,94∙105 * 20 / (2,4 * 1 * 33) * (100*(5 - 0) / 20)2.5

=3,184343∙103 МПа

Допускаемое наружное давление из условия прочности:

	=	2 * 154 * (5 - 0) / (20 + 5 - 0)	=61,6 МПа
	=	61,6 / (1 + (61,6 / 3,184343∙103)2)1/2	=61,58848 МПа

61,58848 МПа ³ 0,1 МПа

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Расчёт укрепления отверстия по ГОСТ 24755–89

Расчётная толщина стенки несущего элемента:

s_p = 1,188362 мм

Условный расчётный диаметр отверстия:

=20

= 20 мм

Расчётный диаметр отверстия (ось штуцера совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия):

=20 + 2 * 0

= 20 мм

 

Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления:
	= 2 * ((5 – 0) / 1,188362 – 0.8) * (330 * (5 – 0))1/2	= 276,8243 мм

d_p < d₀: Условие прочности выполнено

 

Расчетная длина внешней части штуцера:
	= min{ 33; 1.25 * ((20 + 2 * 0) * (5 – 0))1/2}	= 12,5 мм

Отношения допускаемых напряжений (п. 2.6)

Для внешней части штуцера:

=min{1.0, 154 / 154}

= 1

 

Ширина зоны укрепления:
	= (330 * (5 – 0))1/2	= 40,62019 мм

 

Расчетная ширина зоны укрепления:
		= 40,62019 мм

 

Расчетный диаметр:
	= 0.4 * (330 * (5 – 0))1/2	= 16,24808 мм

 

= min{1; [1 + (12,5 * (5 – 0) * 1 + 0 * 0 * 0 + 0 * (0 – 2 * 0) * 1) / (40,62019 * (5 – 0))] / [1 + 0.5 * (20 – 16,24808) / 40,62019 + 1 * (20 + 2*0) / 330 * 12,5 / 40,62019] = 1,228107}

= 1

 

=2 * 1 * (5 – 0) * 154 * 1 / [330 + (5 – 0) * 1]

= 4,597015 МПа

Допускаемое наружное давление:

= 4,597015 / (1 + (4,597015 / 3,646191)2)1/2

= 2,856697 МПа

где [P]_E – допускаемое наружное давление в пределах упругости для элемента, несущего штуцер (см. расчет элемента “Рубашка цилиндрическая №1”)

Отверстие считается одиночным, если ближайшее к нему отверстие Штуцер №1 не оказывает на него влияния, т.е. расстояние между наружными поверхностями соответствующих штуцеров удовлетворяет условию:

= (330 * (5 – 0))1/2 + (330 * (5 – 0))1/2

= 81,24038 мм

Условие выполнено, дальнейших расчётов укреплений не требуется.

Допускаемое давление [p] = 2,856697 МПа ³ 0,1 МПа

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Минимальные размеры сварных швов

Минимальные размеры сварных швов должны удовлетворять условию:

= 2.1 * (12,5 * 0,006495615) / (20 + 2 * 0,006495615)

=0,008519961 мм £ 5 мм

Заключение: Условие прочности выполнено

Расчёт в условиях испытаний

Расчёт испытаний не выбран и не проводился.

 

 

Штуцер №1

Расчёт прочности узла врезки штуцера

 

Исходные данные

Элемент:	Штуцер №1
Условное обозначение (метка)	Штуцер №1
Элемент, несущий штуцер:	Рубашка цилиндрическая №1
Тип элемента, несущего штуцер:	Обечайка цилиндрическая
Тип штуцера:	Непроходящий без укрепления

Материал несущего элемента:	12Х18Н10Т
Толщина стенки несущего элемента, s:	5 мм
Сумма прибавок к стенке несущего элемента, c:	0 мм
Материал штуцера:	12Х18Н10Т
Внутренний диаметр штуцера, d:	20 мм
Толщина стенки штуцера, s1:	5 мм
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера (включая коррозию), cs:	0 мм
Длина штуцера, l1:	33 мм

Смещение штуцера, Lш:	215 мм
Угол поворота штуцера, J:	0 градус
Минимальный размер сварного шва, D:	5 мм

Расчётные параметры размещения штуцера:

Ближайший штуцер

Название штуцера:	Штуцер №2
Расстояние до стенки ближайшего штуцера, b: (для наклонных штуцеров определяется приближенно)	340 мм
Угол b:	90 градус

Коэффициенты прочности сварных швов:

Продольный шов штуцера:

jl

= 1

 

Шов обечайки в зоне врезки штуцера:

j

= 1

Расчётный диаметр цилиндрической обечайки:

= 330 мм

Расчёт в рабочих условиях

Условия нагружения:

Расчётная температура, T:	250	oC
Расчётное наружное избыточное давление, p:	0,1	МПа