ПАССАТ → Работа с программой → Задание исходных данных → Штуцер (врезка)

3.29. Штуцер (врезка)

Рис. 1. Штуцер (врезка)

Имя элемента, нормативный документ, материал, геометрия, коэффициент прочности сварных швов штуцера и накладного кольца (при его наличии), а также условия нагружения задаются по аналогии с цилиндрической обечайкой. Расположение штуцера определяется в зависимости от типа элемента, к которому штуцер присоединяется. Для цилиндрической и конической обечайки, а также конического днища штуцер может быть радиальным (Рис. 2а), располагаться в плоскости поперечного сечения (Рис. 2б), смещенным (Рис. 2в), а также произвольного расположения (наклонный) (Рис. 2г).

Рис. 2. Варианты расположения штуцера на цилиндрической обечайке

Для врезного штуцера, выполненного заподлицо с внутренней поверхностью обечайки, следует выбрать конфигурацию “Проходящий” и задать l₃=0.

Рис. 3. Штуцер с отбортовкой внутрь

Для штуцера с отбортовкой внутрь (Рис. 3) следует задать отрицательное значение выступа “x”.

Для выпуклых днищ (в том числе для сферических неотбортованных) штуцер может задаваться как в полярной, так и в декартовой системе координат, быть радиальным, располагаться вдоль оси сосуда, а также произвольного расположения (наклонный) (Рис. 3а). Для плоских днищ предусмотрено расположение штуцеров только перпендикулярно поверхности.

Рис. 3а. Штуцер (врезка) на сферическом неотбортованном днище

Рис. 4. Варианты расположения штуцера на днище

Расчетная схема штуцера определяется ГОСТ 34233.3–2017 (ГОСТ 24755-89), варианты приведены на Рис. 5.

1 – непроходящий без укрепления	2 – проходящий без укрепления	3 – непроходящий без укрепления	4 – проходящий без укрепления
5 – С накладным кольцом и внутренней частью	6 – С отбортовкой	7 – С торовой вставкой	8 – С вварным кольцом

Рис. 5. Варианты исполнения врезки

При радиальном расположении штуцера для цилиндрической и конической обечаек, а также выпуклых днищ возможен расчет прочности места врезки от внешних сил и моментов, которые задаются после нажатия кнопки .

Рис. 6. Нагрузки на штуцер

В этом случае, помимо укрепления отверстий от давления, производится расчет от внешних сил и моментов по выбранному НД: ГОСТ 34233.3-2017,  РД 26.260.09-92 , WRC 537(107)/297, EN 13445-3.

Нагрузки могут быть определены автоматически при расчете от пристыкованного к штуцеру элемента или заданы вручную. При активации функции  заданные нагрузки от штуцера будут передаваться на элементы всей модели.

Опция “Одинаковые во всех режимах” позволяет избежать заполнения таблицы нагрузок индивидуально по каждому режиму, если нагрузки одинаковы или отличаются незначительно.

При помощи функции “Система координат нагрузок” нагрузки могут быть заданы в системе координат штуцера (“Локальная”) или в системе координат модели (“Глобальная”).

При ручном задании нагрузок можно дополнительно указать, в какой точке они приложены (опция “Расположение нагрузок”). При задании нагрузок на срезе патрубка, во время расчета они автоматически пересчитываются с учетом длины l₁.

В случае плоского днища его работоспособность от действия давления оценивается с учетом наличия отверстий.

При задании сил и моментов особое внимание необходимо обратить на знаки. Положительные значения соответствуют направлениям, обозначенным на схеме. Приведенная на Рис. 6 расчетная схема применима только для радиальных штуцеров. Для других вариантов конструкции необходимо контролировать направление нагрузок по отображаемой модели, так как система координат штуцера в общем случае разворачивается сначала на угол q, затем на w, и затем на g или y. Например, смещенный штуцер получается из наклонного при w = 90°.

При расчете нагрузок по МКЭ врезка представляется в виде нескольких балочных элементов (Рис. 7):

· элемент, показанный синим, соединяет наружную стенку несущей обечайки в месте врезки с осевой линией обечайки. Этот элемент является жёсткой связью.

· цепочка элементов, показанных красным цветом, моделируется невесомыми балочными элементами кольцевого сечения. Весовая нагрузка прикладывается к жёлтому узлу, находящемуся в центре тяжести патрубка

В зависимости от выбранного расположения внешние нагрузки прикладываются к точке 1 или 2.

Рис. 7. Моделирование штуцера балочными элементами