Данный калькулятор поможет произвести проверочный расчет на прочность и устойчивость
самой простой вертикальной емкости (сосуда) при наружном избыточном давлении.
Емкость - сосуд, предназначенный для хранения жидких или газообразных веществ.
Емкость, оборудованная внутренними устройствами для химико-технологических процессов, называется аппаратом.
Расчет сосуда на прочность необходимо проводить для всех прогнозируемых состояний:
эксплуатация, испытания, транспортировка, монтаж. Факторы воздействующие на сосуды:
- внутреннее/внешнее давление
- окружающая/рабочая температура
- масса сосуда
- масса продукта
- инерционные нагрузки
- ветровые нагрузки
- сейсмические нагрузки
- реакции опор
- гидроудары
- ползучесть металла
- вибрация
- резонанс
- коррозия и эрозия
- старение и охрупчивание материала
За расчетную температуру принимают максимальную ожидаемую температуру в процессе эксплуатации. Рабочее
давление - это давление при нормальных условиях эксплуатации. Кратковременные скачки давления не должны считаться рабочим давлением.
Расчетное давление, как правило, равно рабочему или превышает его на величину нестабильности системы. Расчетное давление складывается из
избыточного, гидростатического и инерционных нагрузок. Пробное давление - давление при испытаниях. Находится по формуле
1.25*Pрасч*[σ]20/[σ]. Так как испытания чаще всего проходят с водой, то к пробному давлению прибавляют
гидростатическое давление водяного столба. И если полученное давление больше, чем 1.35*Pрасч*[σ]20/[σ],
то его и принимают за давление расчетное и давление испытания. В противном случае давление расчетное останется прежим, а
давлением испытания будет пробное. Произвести расчет давления
испытания можно здесь .
Данные для Таблицы 1 взяты из ГОСТ 34233.1-2017 . Данные взяты выборочно. В ГОСТ 34233.1-2017 больше данных.
| Расчетная температура | Допускаемые напряжения [σ], МПа некоторых материалов | |||||
| Ст3 | 09Г2С | Сталь 20 | 17Г1С | |||
| до 20 мм | св. 20 мм | до 32 мм | св. 32 мм | до 160 мм | ||
| 20 | 154 | 140 | 196 | 183 | 147 | 183 |
| 100 | 149 | 134 | 177 | 160 | 142 | 160 |
| 150 | 145 | 131 | 171 | 154 | 139 | 154 |
| 200 | 142 | 126 | 165 | 148 | 136 | 148 |
| Расчетная температура | Допускаемые напряжения [σ], МПа некоторых материалов | |||||
| 12ХМ | 15ХМ | 08Х18Н10Т | 08Х17Н13М2Т | 12Х18Н10Т | 10Х17Н13М2Т | |
| 20 | 147 | 155 | 168 | 168 | 184 | 184 |
| 100 | 146.5 | 153 | 156 | 156 | 174 | 174 |
| 150 | 146 | 152.5 | 148 | 148 | 168 | 168 |
| 200 | 145 | 152 | 140 | 140 | 160 | 160 |
| Расчетная температура | Допускаемые напряжения [σ], МПа некоторых материалов | ||||
| АДМ | АМцМ | АМг3М | АМг6М | М2 | |
| 20 | 20 | 33 | 47 | 73 | 51 |
| 50 | 19 | 31 | 47 | 69 | 49 |
| 100 | 17 | 28 | 45 | 61 | 48 |
| 120 | 14 | 25 | 44 | 58 | - |
| 150 | 11 | 16 | 31 | 40 | 43 |
| 200 | - | - | - | - | 38 |
| Расчетная температура | Допускаемые напряжения [σ], МПа некоторых материалов | |||
| М3 | Л63 | ЛЖМц 59-1-1 | ВТ1-0 | |
| 20 | 54 | 70 | 136 | 143 |
| 50 | 50 | 67 | 134 | - |
| 100 | 45 | 63 | 124 | 126 |
| 120 | - | - | - | - |
| 150 | 42 | 60 | 120 | - |
| 200 | 39 | 57 | 106 | 106 |
Данные для Таблицы 2 взяты из ГОСТ 34233.1-2017 .
| Вид сварного шва и способ сварки |
Коэффициент прочности сварного шва |
||
| Сталь при 100% контроле швов |
Сталь при 10%-50% контроле швов |
Алюминий | |
| Двусторонние швы с полным проплавлением стыковой или угловой, выполняемые автоматической или полуавтоматической сваркой | 1 | 0,9 | - |
| Двусторонние швы с полным проплавлением стыковой или угловой, выполняемые автоматической или ручной сваркой в среде аргона или гелия | - | - | 0,9 |
| Односторонние швы с полным проплавлением стыковой или угловой, выполняемые автоматической или ручной сваркой в среде аргона или гелия | - | - | 0,85 |
| Двусторонние швы с полным проплавлением стыковой с подваркой корня шва или угловой, выполняемые ручной сваркой | 1 | 0,9 | - |
| Двусторонний шов с полным проплавлением стыковой, выполняемый ручной дуговой сваркой | - | - | 0,8 |
| Односторонний шов с металлической подкладкой по всей длине стыковой | 0,9 | 0,8 | - |
| Двусторонний шов с неполным проплавлением угловой | 0,8 | 0,65 | 0,75 |
| Односторонний шов с флюсовой или керамической подкладкой стыковой, выполняемый автоматической или полуавтоматической сваркой | 0,9 | 0,8 | - |
| Односторонний шов с технологической подкладкой стыковой в среде аргона или гелия | - | - | 0,9 |
| Односторонний шов стыковой, выполняемый ручной сваркой | 0,9 | 0,65 | - |
| Вид сварного шва и способ сварки |
Коэффициент прочности сварного шва |
||
| Медь и латунь | Тинан при 100% контроле швов |
Титан при 10%-50% контроле швов |
|
| Двусторонние швы с полным проплавлением стыковой или угловой, выполняемые автоматической или ручной сваркой в среде аргона или гелия | - | 0,9 | 0,8 |
| Двусторонний шов с полным проплавлением стыковой, выполняемый ручной дуговой сваркой | 0,85 | - | - |
| Двусторонний шов с неполным проплавлением угловой | - | 0,8 | 0,65 |
| Односторонний шов с технологической подкладкой стыковой, выполняемый ручной дуговой сваркой | 0,8 | - | - |
| Односторонний шов с защитой с обратной стороны стыковой в среде аргона или гелия | - | 0,7 | 0,6 |
| Паянный нахлесточный | 0,85 | - | - |
| Сварка неплавящимся электродом в среде защитного газа или под флюсом | 0,9 | - | - |
Данные для Таблицы 3 взяты из ГОСТ 34233.1-2017 . Данные взяты выборочно. В ГОСТ 34233.1-2017 больше данных.
| Материал | Модуль продольной упругости E, МПа при температуре | |||
| 20°C | 100°C | 150°C | 200°C | |
| углеродистые и низколегированные стали |
199000 | 191000 | 186000 | 181000 |
| теплоустойчивые и коррозионно-стойкие стали |
215000 | 215000 | 205000 | 198000 |
| жаропрочные и жаростойкие стали |
200000 | 200000 | 199000 | 197000 |
| алюминий | 72000 | 69000 | 67000 | - |
| медь | 124000 | 121000 | 119000 | 117000 |
| медные сплавы |
105000 | 102000 | 100000 | 98000 |
| титан | 115000 | 110000 | 106000 | 101000 |
| титановые сплавы |
110000 | 106000 | 102000 | 96000 |