17. Укрепления отверстий в стенке оболочки. Расчет укрепления отверстий. Основные конструкции укрепления отверстий основные формулы расчета

2.1. Расчетные диаметры

2.1.1. Расчетные диаметры укрепляемых элементов определяют по формулам:

1) для цилиндрической обечайки

Dp=D;                                    (3)

2) для конической обечайки, перехода или днища

                         (4)

3) для эллиптических днищ

    (5)

4) в случае эллиптических днищ при Н = 0,25 D

          (6)

5) для сферических днищ, а также торосферических днищ вне зоны отбортовки

                               (7)

где R - для торосферических днищ определяют по ГОСТ 14249.

2.1.2. Расчетный диаметр отверстия в стенке обечайки, перехода или днища при наличии штуцера с круглым поперечным сечением, ось которого совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия (черт. 4, 6а, 6б, 11б) или кругового отверстия без штуцера определяют по формуле

                        (8)

Расчетный диаметр отверстия и штуцера, ось которого лежит в плоскости поперечного сечения цилиндрической или конической обечайки (черт. 9в и 9г), определяют по формуле

       (9)

Расчетный диаметр отверстия для смещенного штуцера на эллиптическом днище (черт. 11а) определяют по формуле

               (10)

При наличии наклонного штуцера с круглым поперечным сечением, когда большая ось овального отверстия составляет угол   с образующей обечайки (черт. 9а), расчетный диаметр отверстия определяют по формуле

      (11)

Для цилиндрических и конических обечаек в случае, когда ось штуцера (черт. 9б) лежит в плоскости продольного сечения обечайки   и для всех отверстий в сферических и торосферических днищах расчетный диаметр определяют по формуле

.                       (12)

Расчетный диаметр овального отверстия для перпендикулярно расположенного штуцера к поверхности обечайки определяют по формуле

       (13)

Для выпуклых днищ  .

Расчетный диаметр отверстия для штуцера с круглым поперечным сечением, ось которого совпадает с нормалью к поверхности обечайки в центре отверстия, при наличии отбортовки или торообразной вставки, определяют по формуле

    (14)

2.2. Коэффициент прочности сварных соединений

Если ось сварного шва обечайки (днища) удалена от наружной поверхности штуцера на расстояние более чем три толщины укрепляемого элемента (3s, черт. 6б), то коэффициент прочности этого сварного соединения при расчете укрепления отверстий следует принимать  . В исключительных случаях, когда сварной шов пересекает отверстие или удален от наружной поверхности штуцера на расстояние менее 3s, принимают   в зависимости от вида и качества сварного шва.

Если плоскость, проходящая через продольный шов вальцованного штуцера и ось этого штуцера, образует угол   не менее 60° с плоскостью продольного осевого сечения цилиндрической или конической обечайки (черт. 12), то принимают  . В остальных случаях   в зависимости от вида и качества сварного шва.

2.3. Расчетные толщины стенок

2.3.1. Расчетные толщины стенок укрепляемых элементов определяют в соответствии с ГОСТ 14249. Для эллиптических днищ, работающих под внутренним давлением, расчетную толщину стенки sp определяют по формуле

                   (15)

где коэффициент   определяют по п. 2.2.

2.3.2. Расчетную толщину стенки штуцера, нагруженного как внутренним, так и наружным давлением, определяют по формуле

             (16)

где коэффициент   определяют по п. 2.2.

Для овального штуцера в этой формуле d = d1.

2.4. Расчетные длины штуцеров

Расчетные длины внешней и внутренней частей круглого штуцера, участвующие в укреплении отверстий и учитываемые при расчете (черт. 4), определяют по формулам:

          (17)

    (18)

Для овального штуцера (черт. 10) в этих формулах d = d2.

В случае проходящего штуцера (черт. 5) s3 = s1.

2.5. Расчетная ширина

2.5.1. Ширину зоны укрепления в обечайках, переходах и днищах определяют по формуле

                   (19)

2.5.2. Расчетную ширину зоны укрепления в стенке обечайки, перехода или днища в окрестности штуцера при наличии торообразной вставки или вварного кольца (черт. 8) определяют по формуле

                    (20)

В случае отбортовки (черт. 7), а также при отсутствии торообразной вставки или вварного кольца

                                 (21)

2.5.3. Расчетную ширину накладного кольца определяют по формуле

         (22)

2.5.4. Для отверстий, удаленных от других конструктивных элементов на расстояние Lк < Lo (черт. 6), расчетную ширину lp, l2p определяют следующим образом:

для зоны соединения обечайки с кольцом жесткости, плоским днищем, трубной решеткой (черт. 6а) - по формулам (20) или (21) и (22);

для зоны соединения конической обечайки с другой обечайкой и обечайки с коническим или выпуклым днищем (черт. 6б), а также с фланцем или седловой опорой сосуда по формулам:

                 (23)

2.6. Отношения допускаемых напряжений:

1) для внешней части штуцера 

2) для накладного кольца 

3) для внутренней части штуцера 

2.7. Расчетный диаметр определяют по формуле

                        (24)