Беляев В.М., Миронов В.М. Конструирование и расчет элементов оборудования отрасли. Часть 1: Тонкостенные сосуды и аппараты химических производств

Подождите немного. Документ загружается.

151

Таблица XXII

Механические свойства листов из титана и сплавов

Марка Состояние испытываемых образцов

Толщина

листа, мм

, МПа δ, %

не менее

ВТ1-00 Поставки

0,3—1,8

300

1,8—6,0 25

6,0—10,5 20

ВТ1-0 Тоже

0,3—0,4

380

0,4—1,8 30

1,8—6,0 25

6,0—10,5 20

ОТ4-0 Тоже

0,3—0,4

480

0,4—1,8 30

1,8—6,0 25

6,0—10,5 20

ОТ4-1 Тоже

0,3—0,7

600

0,7—1,8 20

1,8—6,0 15

6,0—10,5 13

ОТ-4 Тоже

0,5—1,0

700

1,0—1,8 15

1,8—6,0 12

6,0—10,5 10

ВТ5-1 Тоже

0,8—1,2

750

1,2—1,8 12

1,8—6,0 10

6,0—10,5 8

ВТ6С

Отожженные

1,0—6,0

850

6,0—10,5 10

Закаленные и искусственно

состаренные

1,0—10,5 1030 8

ВТ14

Отожженные

0,8—5,0 900 8

5,0—10,5 850 8

Закаленные и искусственно

состаренные

0,8—1,5 1100 5

1,5—5,0 1200 6

5,0—7,0 1100 4

7,0—10,5 1120 4

ВТ20 Отожженные

0,8—1,8

950

1,8—4,0 10

4,0—10,5 8

152

Таблица XXIII

Нормативное допускаемое напряжение ([σ], МПа)

для титана и его сплавов при толщине стенки до 60 мм

Марка

титана

Расчетная температура t, °С

20 100 200 250 300 350 400

ВТ1-0 141 129 107 95 86 — —

ОТ4-0 184 159 128 115 98 95 93

АТ3 230 202 171 164 159 145 —

Примечание. Для прутков и поковок нормативное допускаемое напряжение

уменьшается в 1,15 раза

Таблица XXIV

Коэффициент прочности φ сварных швов аппаратов из титана

Конструкция

шва

Способ сварки

Коэффици-

ент φ

Стыковой с

двухсторонним

проваром

Автоматическая под флюсом. Автоматиче-

ская и ручная в защитной среде аргона или

гелия

0,95

Тавровый с

двухсторонним

проваром

Автоматическая и ручная в защитной среде

аргона или гелия

0,9

Тавровый с од-

носторонним

проваром

Ручная дуговая электросварка 0,8

Стыковой одно-

сторонний

Сварка в среде аргона или гелия и обеспе-

чение защиты с обратной стороны

0,7

Таблица XXV

Предел текучести (σ

, MПа) и предел прочности (σ

, MПа)

титана и его сплавов (листовой прокат до 60 мм)

Темпе-

ратура

t, °С

Механические свойства титана марки

ВТ1-0 ОТ4-0 АТЗ

20 310 380 400 480 540 600

100 260 335 330 415 475 528

200 210 280 240 333 402 447

250 190 250 200 300 387 430

200 175 225 180 255 374 415

350 — — 160 250 340 379

400 — — 150 245 — —

153

Таблица XXVI

Модуль продольной упругости (Е 10

-5

, МПа) титана и его сплавов

Марка титана

Температура t, °C

20 100 150 200 250 300 350 400

ВТ1-0 1,15 1,10 1,06 1,01 0,95 0,88 — —

ОТ4-0 1,10 1,06 1,02 0,96 0,90 0,83 0,76 0,70

АТ3 1,12 1,12 1,11 1,10 1,08 1,05 1,02 —

Таблица XXVII

Механические свойства титана и титанового сплава

Темпера-

тура, °С

, МПа σ

, МПа [σ], МПа σ

, МПа σ

, МПа [σ], МПа

Титан марки ВТ 1-0 Сплав марки ОТ4-0

20 310 400 133 400 500 167

100 260 354 118 330 435 145

200 210 280 93 240 333 111

250 190 250 83 200 300 100

300 175 225 75 180 255 85

350 — — — 160 250 83

400 — — — 150 245 81

154

Приложение 2

К КОНСТРУИРОВАНИЮ И РАСЧ ЕТУ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Таблица XXVIII

Области применения фланцев для корпусов аппаратов (ОСТ 26-425-79)

МПа

Марка стали фланца

Давление, МПа, при

t, °C, не более

≤100 200 300 400 425 450 475 500 520 540

0,3

20; 20К; 10Х17Н13М2Т;

10Х17Н13МЗТ; 12Х18Н10Т

0,3 0,28 0,23

0,6

20; 20К; 16ГС; 10Г2; 09Г2С 0,6 0,56 0,50 0,38 0,35 0,26 0,20

12Х18Н10Т; 10Х17Н13М2Т 0,6 0,56 0,52 0,49 0,45 0,43 0,41 0,37 0,34 0,30

1,0

20; 20К; 10Г2; 16ГС; 09Г2С 1,00 0,93 0,83 0,63 0,58 0,43 0,33

15ХМ 1,00 0,98 0,95 0,90 0,85 0,78 0,75 0,60 0,45 0,33

15Х5М 1,00 0,95 0,85 0,75 0,72 0,67 0,63 0,57 0,49 0,33

12Х18Н10Т; 10Х17Н13М2Т; 1,00 0,93 0,86 0,82 0,76 0,72 0,69 0,62 0,56 0,50

1,6

20; 20К; ЮГ2; 16ГС; 09Г2С 1,60 1,50 1,33 1,01 0,94 0,69 0,53

15ХМ 1,60 1,57 1,52 1,44 1,36 1,25 1,15 0,96 0,72 0,53

15Х5М 1,60 1,52 1,36 1,20 1,15 1,07 1,01 0,91 0,78 0,53

12Х18Н10Т; 10Х17Н13М2Т 1,60 1,49 1,38 1,31 1,21 1,15 1,10 0,99 0,90 0,80

2,5

20; 16ГС; 10Г2; 09Г2С 2,50 2,33 2,08 1,58 1,46 1,08 0,83

15ХМ 2,50 2,45 2,37 2,25 2,12 1,95 1,80 1,50 1,12 0,83

15Х5М 2,50 2,38 2,12 1,87 1,80 1,67 1,57 1,43 1,22 0,83

12Х18Н10Т; 10Х17Н13М2Т 2,50 2,32 2,15 2,05 1,90 1,80 1,72 1,55 1,40 1,25

4,0

20; 16ГС; 10Г2; 09Г2С 4,00 3,74 3,34 2,54 2,34 1,73 1,33

15ХМ 4,00 3,92 3,80 3,60 3,40 3,12 2,88 2,40 1,80 1,32

15Х5М 4,00 3,80 3,40 3,00 2,88 2,68 2,52 2,28 1,96 1,32

12Х18Н10Т; 10Х17Н13М2Т 4,00 3,72 3,44 3,28 3,04 2,88 2,76 2,48 2,24 2,00

6,3

20; 16ГС; 10Г2; 09Г2С 6,40 6,00 5,33 4,06 3,74 2,78 2,13

15ХМ 6,40 6,27 6,08 5,76 5,44 5,00 4,60 3,84 2,88 2,11

15Х5М 6,40 6,08 5,74 4,80 4,61 4,28 4,03 3,65 3,14 2,10

12Х18Н10Т; 10Х17Н13М2Т 6,40 5,95 5,50 5,25 4,86 4,61 4,42 3,97 3,58 3,20

8,0

20; 10Г2; 16ГС 8,00 7,00 6,00 5,00 4,20 3,20

15ХМ 8,00 8,00 7,20 6,80 6,40 6,00 5,60 4,50 3,90 2,50

12Х18Н10Т 8,00 7,00 6,50 6,00

10,0

20; 10Г2; 16ГС 10,0 9,00 7,70 6,30 5,20 4,10

15ХМ 10,0 10,0 9,20 8,50 8,00 7,50 7,00 6,00 4,50 3,20

12Х18Н10Т 10,0 8,80 8,20 7,60

16,0

20; 10Г2; 16ГС 16,0 14,0 12,0 10,0 8,30 6,60

15ХМ 16,0 16,0 14,7 13,6 12,8 12,0 11,2 9,10 7,80 5,10

12Х18Н10Т 16,0 14,0 13,1 12,1

Примечания:

1. Давление (избыточное рабочее наибольшее) для промежуточных температур до-

пускается определять методом линейной интерполяции.

2. Плоские фланцы разрешается применять до температуры 300 °С.

3. Первая ступень рабочего давления (при температуре до 100 °С) распространяется

155

на минусовые температуры, но не ниже пределов, которые допускаются для сталей по

ОСТ 26-291-79.

4. Допускается применение других марок сталей, предусмотренных ОСТ 26-291-79, с

механическими свойствами, обеспечивающими работу фланцевых соединений аппаратов

в пределах давлений и температур, указанных в таблице.

5. Расчет стандартных фланцевых соединений проведен по ОСТ 26-373-78 при тем-

пературе 100 °С с учетом прибавки на коррозию с = 2 мм и без учета внешнего изгибаю-

щего момента для всех категорий аппаратов, предусмотренных ОСТ 26-291-79. Расчет

плоских фланцев проведен при наличии паронитовой прокладки, для приварных встык

фланцев под плоскую прокладку расчетом предусмотрена асбостальная прокладка.

Таблица XXIX

Типы и параметры стандартных фланцев

Назна-

чение

фланцев

Тип фланцев Стандарт р

, МПа D

, мм

Для корпусов аппаратов

Стальные плоские приварные с

гладкой уплотнительной поверх-

ностью, с шипом и пазом, с вы-

ступом и впадиной

ОСТ 26-426—79

0,3

0,6; 1,0

1,6

600—4000

400—3200

400—2400

Стальные приварные встык с впа-

диной и выступом, с пазом и ши-

пом

ОСТ 26-427—79

0,6

1,0

1,6

2,5

4,0; 6,3

3400—4000

400—4000

400—3200

400—2000

400—1600

Стальные приварные встык под

металлическую прокладку вось-

миугольного сечения

ОСТ 26-428—79

6,3; 8,0;

10,0; 16,0

400—1600

Примечание. Конструкция фланцевого соединения принимается в зависимости

от рабочих параметров аппарата: плоские приварные фланцы - при р ≤ 2,5 МПа,

t ≤ 300°С и числе циклов нагружения за время эксплуатации до 2000; приварные

встык фланцы - при р ≤ 2,5 МПа, t > 300 °С и t ≤ -40 °С. Во фланцевых соединениях

при р ≤ 4,0 МПа и t ≤ 300 °С применяют болты, а при р > 4,0 МПа и t > 300 °С -

шпильки. В соединениях при р > 6,3 МПа под гайки шпилек устанавливают шайбы

по ГОСТ 9065-75* или ОСТ 26-2042-77.

156

Таблица XXX

Рекомендуемые материалы для крепежных деталей (ОСТ 26-429-79)

Крепежные

детали

Максимально до-

пустимые рабочие

параметры

Максимально до-

пустимый диаметр

фланца

, мм

Марки сталей для крепежных

деталей

, МПа t, °с

Болты по

ГОСТ 7798-70*,

ОСТ 26-2037-77;

шпильки по

ГОСТ 22032-76*,

ОСТ 26-2039-77

≤2,5

От -70

до -40

В пределах

ОСТ 26-426-79,

ОСТ 26-427-79

20ХН3А

0,3

От -40

до +300

3600

12Х18Н10Т

10Х17Н13М2Т

0,6 1500

1,0; 1,6 800

2,5 600

Гайки по

ГОСТ 5915-70*,

ОСТ 26-2038-77

≤2,5

От -70

до -40

В пределах

ОСТ 26-426-79,

ОСТ 26-427-79

10Г2

От -40

до +300

25; 30; 35; 40

От -70

до +300

12Х18Н10Т; 10Х17Н13М2Т

Шпильки по

ОСТ 26-2040-77,

типы 1

* и 2

≤16,0

От -40

до +400

В пределах

ОСТ 26-426-79,

ОСТ 26-427-79,

ОСТ 26-428-79

35Х; 38ХА; 30ХМА

От -40

до +450

37Х12Н8Г8МФБ

От -40

до +540

25Х2М1Ф; 20Х1М1Ф1ТР;

20Х1М1Ф1БР;

08Х14Н20В2ТР

18Х12ВМБФР

От -70

до -40

20ХНЗА

Гайки по

ОСТ 26 2041 77;

шайбы

* по

ГОСТ 9065-75*,

ОСТ 26-2042-77

≤16,0

От -40

до +400

35; 40

От -40

до +450

37Х12Н8Г8МФБ

От -40

до +510

40Х; ЗОХМА; 25Х1МФ

От -40

до +540

45Х14Н14В2М; 12Х18Н10Т

От -70

до -40

20ХНЗА; 10Г2

Примечания:

1. Допускается применение сталей других марок, не указанных в таблице, если их

механические свойства не ниже, чем для сталей марок, приведенных в таблице.

2. Механические свойства болтов, шпилек, гаек и шайб должны соответствовать ука-

занным в ГОСТ 1759-70 и ОСТ 26-2043-77.

* Для фланцев из сталей аустенитного класса от -70 °С.

* Для фланцев из сталей типа 15ХМ и 15Х5М до 300 °С.

* Шпильки типа 1 применяют при температуре до 300 °С.

* Шайбы устанавливают под гайки для фланцев по ОСТ 26-428-79 при р

> 6,3 МПа.

157

Таблица XXXI

Типы и параметры прокладок для стандартных фланцевых соединений

труб, трубной арматуры и корпусов аппаратов

Назначе-

ние флан-

цевых со-

единений

Тип прокладки

Стандарт на

прокладки

Параметры фланце-

вых соединений

МПа D

. мм

Для труб и трубной арматуры

Плоские эластичные из паронита

для фланцев с соединительным

выступом

ГОСТ 15180-86

0,25; 0,6;

1,0; 1,6; 2,5

10-1200

Плоские эластичные из паронита

для фланцев с выступом и впа-

диной и с шипом и пазом

4,0 10-800

0,6; 1,0;

1,6;

2,5; 4,0

10-600

Металлические овального сече-

ния

ОСТ 26-373-78

6,3; 10,0;

16,0

15-400

Металлические восьмиугольного

сечения

16,0 200; 250

10,0; 16,0 300-400

Для корпусов аппаратов

Из неметаллических материалов

для фланцев с соединительным

выступом, с уплотнительными

поверхностями выступ-впадина и

шип-паз

ОСТ 26-430-79

0,3; 0,6; 1,0 400-4000

1,6 400-3200

2.5 400-2000

4,0; 6,3 400-1600

Асбометаллические для фланцев

с соединительным выступом, с

уплотнительными поверхностя-

ми выступ – впадина и шип-паз

ОСТ 26-431-79

1,0 400-4000

1,6 400-3200

2,5 400-2000

4,0; 6,3 400-1600

Металлические восьмиугольного

сечения для фланцевых соедине-

ний стальных аппаратов

ОСТ 26-432-79

6,3; 8,0;

10,0

400-1600

16,0 400-1200

Примечания:

1. Материал прокладок из неметаллических материалов: паронит по ГОСТ 481-80*,

резина по ГОСТ 7338 - 77*, картон асбестовый по ГОСТ 2850-80* фторопласт-4 по

ГОСТ 10007 - 80* Е.

2. Материал оболочек асбометаллических прокладок: алюминий АД по

ГОСТ 13726-78*, латунь Л63 по ГОСТ 2208-75*, сталь 10Х13М по ГОСТ 4986-79*, сталь

08Х18Н9М по ГОСТ 4986-79*, сталь 08Х18Н12БМ по ГОСТ 4986 - 79*. Толщина оболо-

чек из алюминия и высоколегированных сталей - 0,2 мм. Материал наполнителя асбоме-

таллических прокладок - картон асбестовый по ГОСТ 2850 - 80* или бумага асбестовая по

ГОСТ 23779-79*.

3. Материал металлических прокладок овального и восьмиугольного сечений: сталь

08кп по ГОСТ 9045 - 80*. Э12 по ГОСТ 11036-75, 08X13 по ГОСТ 5632-72*, 08Х18Н10Т

по ГОСТ 5632-72*.

4. Толщина прокладок из паронита для всех размеров - 2 мм, из резины - 3 мм.

158

Для уплотнения во фланцевых соединениях применяют стандартизован-

ные прокладки:

1) неметаллические, асбометаллические и комбинированные на соедини-

тельном выступе фланцев;

2) неметаллические и асбометаллические в уплотнении “выступ-

впадина”;

3) неметаллические и асбометаллические в уплотнении “шип-паз” для

сред с высокой проникающей способностью (водород, гелий, легкие нефте-

продукты, сжиженные газы);

4) металлические плоские в уплотнении “шип-паз”;

5) металлические овального и восьмиугольного сечений.

Трубную арматуру и трубы присоединяют к аппарату большей частью с

помощью фланцевых штуцеров, а когда штуцер по каким-либо соображениям

применить невозможно или нецелесообразно (например, из-за отсутствия

места и др.), на аппарате приваривают фланцевую бобышку, к которой непо-

средственно и присоединяют арматуру или трубу с соответствующим флан-

цем. Фланцевые бобышки стандартизованы (ОСТ 26-01-748-73).

Наряду с основными стандартными фланцевыми соединениями аппара-

тов на рабочие параметры p

≤ 1,6 МПа и t ≤ 300°С при диаметрах аппарата

D = 400÷2000 мм применяют также менее металлоемкие фланцевые соедине-

ния на зажимах (ОСТ 26-01-396-78 и ОСТ 26-01-64-77).

Таблица XXXII

Рекомендуемые диаметры болтов (шпилек)

d (мм)

Внутрен-

нее дав-

ление

, мм

Диаметр аппарата, мм

800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 ≥ 2200

0—0,6

0,6—1,0

1,0—1.6

1,6—2,5

2,5—4,0

4,0—6,4

6,4—8,0

8,0—10,0

30—36

36—42

24—30

52—56

24—30

52-56

56—64

24—30

52—56

56-64

24-30

24—30

—

24—30

—

159

Таблица XXXIII

Допускаемое напряжение

[

]

(МПа) для стальных болтов (шпилек)

Расчетная

темпера-

тура t,.°С

Марка стали

35;

Вст5

12Х18H10T;

10X17H13M2T

45X14H14B2M

35X;

45X;

37X12H8Г8MФБ

38XA

25Х2МФА

25Х1МФ

25Х2М1Ф

100

200

250

300

350

375

400

425

450

475

500

510

520

530

540

550

130

126

120

107

—

110

105

—

160

150

138

132

126

120

117

114

110

107

104

100

230

225

222

220'

185

175

160

—

230

225

220

215

210

182

156

127

—

230

225

220

215

210

195

180

165

150

137

120

100

Таблица XXXIV

Расчетная площадь поперечного сечения

болта (шпильки)

по внутреннему диаметру резьбы

ммd

20 22 24 27 30 36

м,10⋅

2,35 2,95 3,4 4,45 5,4 7,9

ммd

42 48 52 56 60 65

м,10⋅

10.9 14.4 18.2 19.65 23.0 26.0

160

Таблица XXXV

Вспомогательные величины для определения размеров фланца

Диа-

метр

болта

d , мм

Диаметр

отвер-

стия под

болт d,

мм

Конструктивная добавка а, мм Нормативный параметр e, мм

для гаек шес-

тигранных

(обычных)

для гаек шес-

тигранных с

уменьшенным

размером под

ключ

для плоских

прокладок

для прокладок

овального или

восьмиугольного

сечения

М20

М22

М24

М27

М30

М36

М42

М48

М52

М56

М60

М64

110

115

120

—

195

240

Таблица XXXVI

Размеры прокладок b

Прокладки

Диаметр аппарата D, мм Ширина прокладки

, мм

Плоские неметаллические

≤

1000

12—15

1000

≤

2000

15—25

D >2000 25

Плоские металлические

≤

1000 10—12

D >1000 12—15

Плоские в металлической оболочке

и зубчатые металлические

≤

1600 12—18

D >1600 13—25

Овального и восьмиугольного се-

чения для p ≥ 6,4 МПа

≤

600 12—13

600

≤

800 16—22

800

≤

1000 18—28

1000

≤

1600 22—42