3.2 Отвори, які можливо не укріплювати.

Не завжди є необхідність укріплювати всі отвори. Наприклад, у посудинах при невеликих тисках малі отвори можна не укріплювати (отвори під різьбу, під розвальцовку, отвори під патрубки).

Згідно ГОСТ Р 52857.3 – 2007 найбільший діаметр отвору, який можливо не укріплювати може бути розрахований по формулі:

,

де - розрахунковий діаметр;

- товщина стінки;

- прибавка на корозію.

У будь- якому випадку отвір більший 75мм необхідно укріплювати.

3.3 Метод укріплення, оснований на виділенні зони укріплення.

У розрахунковій практиці широке розповсюдження отримав геометричний критерій укріплення, що передбачає компенсацію площини поздовжнього перерізу вирізу за допомогою додаткових укріплюючих елементів, які розташовані в зоні укріплення (рис.4). Зоною укріплення отвору вважається прямокутник АБВГ з розмірами:

АБ = 2,5 δ_р; БВ = 2 d,

де δ_р – розрахункова товщина стінки апартату, d – діаметр отвору.

Вважається, що весь матеріал, який знаходиться всередині зони укріплення в вигляді укріплюючого елементу, а також у вигляді товщини стінки посудини і патрубка, що взяті додатково до розрахункового, входять в укріплення стінки посудини біля отвору.

Площа матеріалу яка приходиться на частину перерізу, що утворює прибавку на корозію вважається не укріплюючою.

Умова укріплення отворів

Сума площ укріплюючих елементів (укріплюючого кільця і надлишкового матеріалу стінки і патрубка) повинна бути більша або рівна площі видаляємого матеріалу отвором за вирахуванням площі отвору, який можна не укріплювати.

,

де - сума площ укріплюючих елементів;

- площа стінки, видалена отвором ;

- площа стінки отвору, який не потребує укріплення (абсд).

Рис. 4 Укріплення отвору

Знайдемо площу отвору, яку необхідно компенсувати.

Площа, видалена отвором:

,

де - внутрішній діаметр патрубка;

с^п – прибавка на корозію для патрубка;

δ_р – розрахункова товщина стінки посудини.

Площа отвору, який не потрібно укріплювати:

Звідси площа матеріалу, що видалена отвором, яку потрібно компенсувати:

Видалена площа стінки посудини компенсується:

1. надлишковим матеріалом самої стінки посудини ;

2. надлишковим матеріалом патрубка ззовні та зсередини оболонки, який вварюється. ;

3. привареним укріплюючим кільцем .

Виразимо згідно рисунку ці площі, що знаходяться в зоні укріплення.

1. Площа надлишкового матеріалу стінки посудини, що знаходиться в зоні укріплення:

2. Площа надлишкового матеріалу патрубка який вварюється (ззовні та зсередини оболонки, що знаходиться в зоні укріплення)

,

де 2- коефіцієнт що враховує площу по дві сторони від осі отвору.

3. Площа привареного укріплюючого кільця:

Після знаходження площі видаленого матеріалу, який підлягає компенсації, вона прирівнюється площі матеріалу, яка її компенсує. З цієї умови знаходиться діаметр компенсуюючого кільця.

Методика укріплення отворів використовується при розрахунку укріплень вирізів в стінках посудини, які виготовляються з матеріалів, що добре працюють в пластичній стадії при даній температурі, коли немає втомленості матеріалу. Приведені формули справедливі при однакових міцностних характеристиках матеріалу укріплюючих елементів і посудини.

Рис. 5 До визначення площі укріплюючого кільця