В тех слуичаях, когда расчет, выполняемый по разрушающей нагрузке и соответствующей характеристике прочности при одноосном напряжении, приводит к необходимости выбора более толстой стенки по сравнению d получающейся при расчете по предельной нагрузке, окончательные формулы для расчета приняты по разрушающей нагрузке.
Используемые в нормах формулы приведены к наиболее удобному для практического применения виду и представлены в двух вариантах: для определения толщины стенки и для определения допустимого давления. В качестве основной нагрузки, по которой определяют толщину стенки котельных элементов, принято давление рабочей среды.
Вагоны
[п] — допускаемое значение коэффициента запаса выносливости, принимаемое в пределах 1,3—2,2 в зависимости от надежности экспериментальных данных о нагрузках детали и прочностных характеристик образцов. Эквивалентное напряжение оаэ в приближенных расчетах допускается определить по условной формуле
где alf о2, сг3, о4 — напряжения в детали от нагрузок по нормам, соответствующим средним эксплуатационным для вагона динамическим—вертикальным, горизонтальным боковым, кососимметрич-ным и от продольных инерционных сил при торможениях поезда.
Где Кэ — эффективный коэффициент концентрации напряжений соединения (в том числе и сварного). Например, при среднем режиме работы С, используя приведенные выше данные распределения нагрузок и принимая коэффициент концентрации напряжений Сэ = 3, будем иметь:
Фэ = j0,25. (0,9)+0,25 • (0,7) + 0,4 (0,4) + 0,1 (0,2)4 = 0,71.
Влияние температуры учитывают, как правило, путем снижения допускаемых напряжений.
Вагоны, предназначенные для эксплуатации по всей сети железных дорог СССР на общих основаниях, проектируют и рассчитывают на основе междуведомственных норм [4], утвержденных руководством МПС и Минтяжмаша. Специализированные вагон-транспортеры для перевозки грузов сверхтяжелых и большого габарита, цистерны для перевозки грузов при высоком давлении и высоких температурах, вагоны промышленного транспорта — самосвалы, рудовозы и др. проектируют по специальным техническим условиям и нормам.
Нормами для расчета и проектирования вагонов предусмотрены требования к методам расчета узлов и конструкции в целом, си
Вагоны
В сосудах различного назначения, камерах котлов и трубопроводах присоединение сваркой или вальцовкой труб малого диаметра (поверхностей нагрева, перепускных труб, дренажных линий и т. д.) выполняют сваркой или вальцовкой.
Вальцовочные соединения труб поверхностей нагрева с барабанами и камерами правилами Горгостехнадзора допускаются при диаметре труб до 102 мм и рабочей температуре стенки не выше 400° С. В котлах малой производительности массового выпуска такие соединения применяют наряду со сварными. Для систем высокого давления они оказались ненадежными и поэтому практически полностью заменены на сварные.
Конструктивное оформление и технологичность 207
Прочноплотным швом. При этом возможны решения, показанные на 10. Сварка осуществляется в следующем порядке. Сначала медь соединяют с проставкой из никеля с применением электродов
с высоким содержанием никеля и сопутствующем подогреве. Сварка же проставки со сталью трудностей не представляет ( 10, б).
Большое количество конструктивно-технологических решений по сварке труб с трубными досками в теплообменных аппаратах поставило эту проблему в число дискуссионных. Появившиеся, особенно в последние годы, многочисленные работы дают в основном частные решения, которые не везде могут быть успешно применены. Рассмотрим наиболее интересные варианты конструкций и техно
Химическая аппаратура
логии, исходя из условий эксплуатации соединений, удобства их монтажа, сварки и ремонтных работ.
Результаты статистической обработки опытов по измерениям динамических сил, действующих на вагон при движении его по магистральным линиям большой протяженности, показывают, что распределение текущих значений динамических сил (напряжений) близко
Конструктивная схема и методы расчета
к нормальному Гауссовому, а их амплитуд — к релеевскому или логарифмически нормальному закону.
В частности, при распределении эксплуатационных напряжений по логарифмически нормальному закону, характерному для вагонных конструкций, рекомендуется определять коэффициент запаса прочности детали по формуле [6]
В случае динамических напряжений несимметричного цикла (со значительной постоянной составляющей 0С) они приводятся к эквивалентным симметричным ад по
Вагоны
Вагоны
Преимущественно в системах высокого давления. В трубах из хромомолибденованадиевых и аустенитных сталей подкладное кольцо после сварки удаляют.. Для этих типов соединений можно рекомендовать также выполнение корневого шва в среде защитных газов без подкладного кольца.
Наиболее технологичным по условиям выполнения сварки и благоприятным по условиям работы шва является соединение типа 9, д с высадкой стенки основной трубы. Его целесообразно использовать в тройниках и камерах высокого давления, работаю-
Типы сварных тройников: а — переходный; б — равнопроходный
щих в наиболее тяжелых условиях. Контроль этого типа соединения неразрушающими методами более надежен по сравнению с другими типами.
Таким образом, принципиальные вопросы изготовления сварной конструкции решают уже на первом этапе ее проектирования. Решение этих вопросов во многом определяет технологичность сварной конструкции, т. е. возможность ее изготовления при наименьших затратах труда, времени и материалов. Технологичность не является непременным свойством сварной конструкции, но достигается только в результате умелого использования богатых возможностей компоновки конструкции из отдельных заготовок и рационального применения наиболее прогрессивных приемов изготовления при помощи сварки. Технолог любой квалификации не в состоянии эффективно использовать передовую технологию там, где констукция разработана без учета технологичности.
Плавный переход от фланца к трубе и применение кольцевого шва вместо двух круговых сваренных в угол практически избавляют соединение от опасности появления эксплуатационных трещин.
При соединении труб с оболочкой рациональным является соединение через штампованный переходник ( 16, б) вместо соединения с высокой концентрацией напряжений конструктивного и технологического характера ( 16, а). Применение переходника позволяетиспользовать в узле только стыковые соединения и увеличить диаметр кругового шва. Это уменьшает радиальные напряжения, оказывающие большое влияние на эксплуатационную прочность таких соединений малых диаметров при переменных тепловых и механических нагрузках, возникающих в химических аппаратах.
|