Оценка работоспособности сосудов с овальностью
Рассмотрены методы, позволяющие оценить остаточную работоспособность конструкции по условиям прочности. Показано, что овальность не более 1%, предусмотренная в нормативном документе НПАОП 0.00-1.07–94 («Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением») — является явно...
Збережено в:
| Дата: | 2013 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2013
|
| Назва видання: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102578 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Оценка работоспособности сосудов с овальностью / В.М. Долинский, В.Н. Стогний, В.И. Черемская // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 1. — С. 51-52. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-102578 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1025782016-06-13T03:03:12Z Оценка работоспособности сосудов с овальностью Долинский, В.М. Стогний, В.Н. Черемская, В.И. Производственный раздел Рассмотрены методы, позволяющие оценить остаточную работоспособность конструкции по условиям прочности. Показано, что овальность не более 1%, предусмотренная в нормативном документе НПАОП 0.00-1.07–94 («Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением») — является явно завышенной нормой недопустимой дефектности, что приводит к отбраковке работоспособных объектов. Хотя данные расчетов по рассмотренным методам не совпадают, достаточно близкие и обоснованные результаты дают расчеты по ГОСТ Р52857.11—2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчетов на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек» и СОУ-011:2010. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчетов на прочность. Метод расчета овальных сосудов с вмятинами. УКРНИИХИММАШ», которые можно рекомендовать для использования в практических расчетах при прогнозе остаточной работоспособности промышленных объектов. Библиогр. 7 назв., рис. 2. Methods allowing evaluation of residual serviceability of the structure in terms of strength are considered. It is shown that not more than 1% envisaged in normative document NPAOP 0.00-1.07-94 (Rules of design and safe service of pressure vessels") is an obviously conservative norm of inadmissible defect level that leads to rejection of serviceable objects. Although the data of calculations by the considered methods do not coincide, calculations to GOST R52857.11-2007. "Vessels and apparatuses. Norms and methods of strength analysis. Method of strength analysis of shells and bottoms allowing for displacement of welded joints edges, angularity and nonroundness of shells" and SOU-011:2010. "Vessels and apparatuses. Norms and methods of strength analysis. Method of calculation of oval vessels with dents. UkrNIIKHIMASH" yield quite close and substantiated results, which can be recommended for application in practical calculations at prediction of residual serviceability of industrial facilities. 7 References, 2 Figures. 2013 Article Оценка работоспособности сосудов с овальностью / В.М. Долинский, В.Н. Стогний, В.И. Черемская // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 1. — С. 51-52. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0235-3474 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102578 620.14.40 ru Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Долинский, В.М. Стогний, В.Н. Черемская, В.И. Оценка работоспособности сосудов с овальностью Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description |
Рассмотрены методы, позволяющие оценить остаточную работоспособность конструкции по условиям прочности. Показано, что овальность не более 1%, предусмотренная в нормативном документе НПАОП 0.00-1.07–94 («Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением») — является явно завышенной нормой недопустимой дефектности, что приводит к отбраковке работоспособных объектов. Хотя данные расчетов по рассмотренным методам не совпадают, достаточно близкие и обоснованные результаты дают расчеты по ГОСТ Р52857.11—2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчетов на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек» и СОУ-011:2010. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчетов на прочность. Метод расчета овальных сосудов с вмятинами. УКРНИИХИММАШ», которые можно рекомендовать для использования в практических расчетах при прогнозе остаточной работоспособности промышленных объектов. Библиогр. 7 назв., рис. 2. |
| format |
Article |
| author |
Долинский, В.М. Стогний, В.Н. Черемская, В.И. |
| author_facet |
Долинский, В.М. Стогний, В.Н. Черемская, В.И. |
| author_sort |
Долинский, В.М. |
| title |
Оценка работоспособности сосудов с овальностью |
| title_short |
Оценка работоспособности сосудов с овальностью |
| title_full |
Оценка работоспособности сосудов с овальностью |
| title_fullStr |
Оценка работоспособности сосудов с овальностью |
| title_full_unstemmed |
Оценка работоспособности сосудов с овальностью |
| title_sort |
оценка работоспособности сосудов с овальностью |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102578 |
| citation_txt |
Оценка работоспособности сосудов с овальностью / В.М. Долинский, В.Н. Стогний, В.И. Черемская // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 1. — С. 51-52. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| work_keys_str_mv |
AT dolinskijvm ocenkarabotosposobnostisosudovsovalʹnostʹû AT stognijvn ocenkarabotosposobnostisosudovsovalʹnostʹû AT čeremskaâvi ocenkarabotosposobnostisosudovsovalʹnostʹû |
| first_indexed |
2025-07-07T12:31:15Z |
| last_indexed |
2025-07-07T12:31:15Z |
| _version_ |
1836991355891482624 |
| fulltext |
УДК 620.14.40
ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ СОСУДОВ С ОВАЛЬНОСТЬЮ
В. М. ДОЛИНСКИЙ, В. Н. СТОГНИЙ, В. И. ЧЕРЕМСКАЯ
ПАО «УКРНИИХИММАШ», 610126, г. Харьков, ул. Маршала Конева, 21. Е-mail: div5@himmash.com.ua
Рассмотрены методы, позволяющие оценить остаточную работоспособность конструкции по условиям прочности.
Показано, что овальность не более 1%, предусмотренная в нормативном документе НПАОП 0.00-1.07–94 («Правила
устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением») — является явно завышенной нормой
недопустимой дефектности, что приводит к отбраковке работоспособных объектов. Хотя данные расчетов по рас-
смотренным методам не совпадают, достаточно близкие и обоснованные результаты дают расчеты по ГОСТ
Р52857.11—2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчетов на прочность. Метод расчета на прочность обечаек
и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек» и СОУ-011:2010.
«Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчетов на прочность. Метод расчета овальных сосудов с вмятинами.
УКРНИИХИММАШ», которые можно рекомендовать для использования в практических расчетах при прогнозе
остаточной работоспособности промышленных объектов. Библиогр. 7 назв., рис. 2.
К л ю ч е в ы е с л о в а : остаточная работоспособность конструкций, овальность обечаек, дефектность
Овальность — дефект сосудов и трубопроводов,
который в различных нормативных документах
оценивается по разному. В соответствии с Пра-
вилами по устройству и эксплуатации сосудов, ра-
ботающих под давлением [1], предельные значе-
ния овальности в зависимости от категории со-
судов не должны превышать 11,5 %. Такое ус-
ловие можно считать уместным при изготовлении
сосудов, поскольку это требование ужесточает
технологическую дисциплину производства и
обеспечивает качественную сборку и надежность
конструкции. При эксплуатации решающим усло-
вием работоспособности объекта являются усло-
вия его статической и циклической прочности. Су-
ществуют нормативные документы [2–4], позво-
ляющие выполнить оценку прочности овального
сосуда. В задачу настоящей работы входит срав-
нительный анализ указанных методик по крите-
рию статической прочности, а также оценка цик-
лической прочности овальных обечаек.
Критерий статической прочности имеет вид:
1. По РД [2]
(K2 – G2)/(2KG), где K = 10–2[+(2+104)1/2]. (1)
2. По ГОСТ Р [3]
(1/)G) – (1/3)](1+3,64G2). (2)
3. По СОУ [4]
(1+0,5)/(1-0,5)2 2[]+[(1+0,5(1))/(1-0,5(1))2],(3)
где (1) ={– + [2-0,25(G2/[nт]
2–1)]1/2}/(0,25G/[nт]).
Здесь — овальность; = 2(Dmax – Dmin)/
/(Dmax+Dmin); Dmax, Dmin — максимальные и ми-
нимальные значения диаметра; G — степень наг-
руженности конструкции; G = /[]; — напря-
жения в оболочке с овальностью = 0; [] —
допускаемые напряжения; — относительный ра-
диус обечайки, = D/(2S); D, S — средний диаметр
и толщина стенки обечайки; = []/E; E — модуль
Юнга; [] — допускаемые деформации; [nт] — за-
пас прочности по пределу текучести.
Приведенные зависимости позволяют полу-
чить допускаемые значения параметров в фун-
кции от степени нагруженности в интервале
0,2 G 1, относительного радиуса в интервале
10 500, а также от отношения характеристик
материала , минимальное значение которого в
соответствии с ГОСТ Р [5] составляет = 610–4.
Значение допускаемой деформации принято рав-
ным [] = 0,01 = 1 %, что значительно меньше
допускаемых деформаций по ДСТУ [6].
Максимальные значения амплитуды цикличес-
ких напряжений A
max могут быть определены в
соответствии с СОУ [4]
A
max = (0,25E/) (1,5+0,25)/(1–0,5)2, (4)
что позволяет оценить допускаемое число циклов
нагружений [7].
На рис. 1 представлены значения нагруженнос-
ти и овальности для ряда промышленных сосудов,
а также даны результаты расчетов, которые поз-
воляют сделать следующие заключения.
1. Значения допускаемых овальностей возрас-
тают с понижением степени нагруженности и с
повышением относительного радиуса. Исключе-
ние представляют результаты по РД [2], где до-
пускаемые овальности с ростом относительного
радиуса уменьшаются.
2. Во всех случаях значения допускаемой
овальности превышают 6,6 % за исключением
расчетов по РД [2], по которому овальность при
нагруженности G = 1 в точности равна 1 %. Рас-
четы по РД [2] базируются на двух допущениях:
допускаемая овальность при G = 1 в любом слу-© В. М. Долинский, В. Н. Стогний, В. И. Черемская, 2013
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1,2013 51
чае составляет 1 %; возникновение пластических
шарниров на осях овальной обечайки приводит к
росту овальности (рис. 2) при дальнейшем росте
давления. Многочисленные эксперименты показа-
ли ошибочность указанных допущений. Под дейс-
твием внутреннего давления обечайка рихтуется
и исходная овальность уменьшается до оваль-
ности (1). Сделанные замечания подтверждаются
опытом промышленной эксплуатации сосудов, ко-
торые по РД [2] «не проходят», а по ГОСТ Р [3]
и СОУ [4] удовлетворяют условию прочности.
3. Условия статической прочности овальных
обечаек практически обеспечены, поскольку оваль-
ность всегда меньше допускаемой < 6,6 %, так
как столь большие значения овальности не позво-
ляют обеспечить стыковку обечаек с днищами. При
этом расчет по СОУ [4] обнаруживает завышенные
запасы прочности, принятые в ГОСТ Р [3].
4. Допускаемое количество циклов нагруже-
ний овальных обечаек превышает 105.
Таким образом, существующие значения оваль-
ности обечаек не лимитируются условиями проч-
ности корпусов. Этот вывод распространяется на
сосуды, изготовленные из углеродистых и низко-
легированных сталей, определяющей нагрузкой у
которых является внутреннее давление. Рекомен-
дации не распространяются на вакуумные сосуды,
колонны под действием ветровой и сейсмической
нагрузок, гибы трубопроводов. В этих случаях тре-
буется проводить специальные расчеты, учитыва-
ющие возможность увеличения овальности при со-
ответствующих нагрузках.
1. ДНАОП 0.00-1.07–94. Правила устройства и безопасной
эксплуатации сосудов, работающих под давлением.
2. РД 26-6–87. Сосуды и аппараты стальные. Методы рас-
чета на прочность с учетом смещения кромок сварных
соединений, угловатости и некруглости обечаек.
3. ГОСТ Р52887.11–2007. Нормы и методы расчета на
прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ
с учетом смещения кромок сварных соединений, углова-
тости и некруглости обечаек.
4. СОУ ОАО «УкрНИИхиммаш» — 011:2010. Сосуды. Ап-
параты. Трубопроводы. Нормы и методы расчета на
прочность. Оценка работоспособности объектов с вмя-
тинами, выпучинами, овальностью и смещением кромок
сварных соединений.
5. ГОСТ 14249–89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы
расчета на прочность.
6. ДСТУ 4003–2000. Сосуды и аппараты. Выбор парамет-
ров упрочняющей обработки.
7. ГОСТ 25859–83. Сосуды и аппараты стальные. Нор-
мы и методы расчета на прочность при малоцикло-
вых нагрузках.
Methods allowing evaluation of residual serviceability of the structure in terms of strength are considered. It is shown that
not more than 1% envisaged in normative document NPAOP 0.00-1.07-94 (Rules of design and safe service of pressure
vessels") is an obviously conservative norm of inadmissible defect level that leads to rejection of serviceable objects.
Although the data of calculations by the considered methods do not coincide, calculations to GOST R52857.11-2007.
"Vessels and apparatuses. Norms and methods of strength analysis. Method of strength analysis of shells and bottoms
allowing for displacement of welded joints edges, angularity and nonroundness of shells" and SOU-011:2010. "Vessels and
apparatuses. Norms and methods of strength analysis. Method of calculation of oval vessels with dents. UkrNIIKHIMASH"
yield quite close and substantiated results, which can be recommended for application in practical calculations at prediction
of residual serviceability of industrial facilities. 7 References, 2 Figures.
K e y w o r d s : residual serviceability of a structure, shell ovality, defect level
Поступила в редакцию
24.10.2012
Рис. 1. Допускаемые значения овальности цилиндрической
обечайки при = 30 — сплошные линии; при = 100 —
пунктирные; 1, 4 — по РД [2]; 2, 5 — по ГОСТ P [3]; 3, 6 —
по СОУ [4]. Сосуды с овальными обечайками: № 1 — емкость
бутана Е-9/1, ПАО «Укртатнафта» ( = 160, = 2,5 %, G =
= 0,801); № 2 — емкость пропана А-5, ПАО «Укртатнафта»,
( = 72, = 1,1%; G = 0,72); № 3 — выпарной аппарат, ПО
«Химпром» ( = 128, = 1,86 %, G = 0,48); № 4 — ресивер
воздуха, ПО «Краситель» ( = 99,0, = 2,16%, G = 0,540);
№ 5 — омылитель, ПО «Краситель» ( = 60, = 1,4 %, G = 0,33)
Рис. 2. Деформация овальной обечайки под действием внут-
реннего давления: 1 — ненагруженная обечайка с оваль-
ностью ; 2 — обечайка под давлением P (рихтуется до
овальности (1)); 3 — обечайка с овальностью = 0
52 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №1,2013
|