Штуцер-МКЭ 3.5. Руководство пользователя

5.5. Вычисление допускаемых нагрузок на штуцер

Для назначения допускаемых нагрузок, действующих на штуцер, проводятся расчеты по определению максимальных напряжений от действия единичных сил, моментов и давления поочередно. Т.е. при расчете от заданной единичной силы или момента все остальные нагрузки (включая давление) приравниваются 0. Для каждого вида напряжений (мембранных и общих) определяется минимальный запас прочности с учетом коэффициента разбивки.

При определении допускаемой нагрузки его единичная величина умножается на полученный минимальный запас прочности. Полученные значения формируют таблицу индивидуальных допускаемых нагрузок (табл. 5.3).

Примечание:

1. При превышении любого компонента требуется усиление врезки, либо уменьшение нагрузки.

Далее определяются допускаемые нагрузки на штуцер при отсутствии давления. В этом случае допускаемые нагрузки определяются из условия, что при их одновременном действии на штуцер при отсутствии давления максимальные напряжения не превышают допускаемые. Практика расчетов показывает, что данное условие выполняется при величине нагрузок, равной 1/3 от допускаемых индивидуальных нагрузок.

При действии расчетного давления допускаемые нагрузки дополнительно уменьшаются на множитель $\left(1-\alpha_p\frac{p}{[p]}\right)$, где $p$ - расчетное давление; $[p]$ - допускаемая величина давления, вычисленного по изгибным напряжениям; $\alpha_p$ - коэффициент, зависящий от нормативного документа. При оценке напряжений по ПНАЭ-Г-7-002-86 [6] коэффициент $\alpha_p$ принимается равным 0.87, который учитывает, что при действии давления с нагрузками местные мембранные напряжения не должны превышать $1.5[\sigma]$, в то время как при действии только давления - $1.3[\sigma]$. В остальных случаях $\alpha_p$ принимается равным 1.0.

В таблице 5.4 приведены результаты расчета допускаемых нагрузок при их совместном действии.

Примечание:

2. При превышении одного или нескольких компонентов необходим дополнительный расчёт на прочность

Данная таблица может быть рекомендована при назначении допускаемых нагрузок на штуцер при прочностных расчетах трубопроводных обвязок сосуда (аппарата).

Следует отметить, что допускаемые нагрузки при расчетном давлении носят консервативный характер. Как правило, при их единовременном приложении с учетом давления максимальные напряжения составляют 50-80% от допускаемых величин. Поэтому в сноске к таблице 2 указывается, что при превышении нагрузок над допускаемыми величинами, для заключения о работоспособности врезки необходим дополнительный расчет с полученными нагрузками.  При этом нагрузки в любом случае не могут превышать значений, указанных в таблице 5.3.