Дата введения 1 августа 2018 года
Отправить по почте
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ГЕРМЕТИЧНОСТЬ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ГОСТ 34233.4-2017
Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. Strength and leak-tightness calculation of flange joints (ISO 16528-1:2007, NEQ) (ISO 16528-2:2007, NEQ)
Действует на территории РК с 01.02.2019 г. согласно Приказу Председателя Комитета технического регулирования и метрологии Министерства по инвестициям и развитию РК от 25.12.2018 г. № 383-од
Дата введения 1 августа 2018 года
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 523 "Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа"; Закрытым акционерным обществом "ПЕТРОХИМ ИНЖИНИРИНГ" (ЗАО "ПХИ"); Акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения" (АО "ВНИИНЕФТЕМАШ"); Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-техническое предприятие ЦЕНТРХИММАШ" (ООО "НТП ЦЕНТРХИММАШ"); Акционерным обществом "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" (АО "НИИХИММАШ")
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 июля 2017 г. N 101-П)
За принятие проголосовали:
|
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 |
Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 |
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
|
Армения |
AM |
Минэкономики Республики Армения |
|
Беларусь |
BY |
Госстандарт Республики Беларусь |
|
Казахстан |
KZ |
Госстандарт Республики Казахстан |
|
Киргизия |
KG |
Кыргызстандарт |
|
Россия |
RU |
Росстандарт |
|
Узбекистан |
UZ |
Узстандарт |
|
Украина |
UA |
Минэкономразвития Украины |
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. N 1992-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34233.4-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2018 г.
5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов:
- ISO 16528-1:2007 "Котлы и сосуды, работающие под давлением. Часть 1. Требования к рабочим характеристикам" ("Boilers and pressure vessels - Part 1: Performance requirements", NEQ);
- ISO 16528-2:2007 "Котлы и сосуды, работающие под давлением. Часть 2. Процедуры выполнения требований ISO 16528-1" ("Boilers and pressure vessels - Part 2: Procedures for fulfilling the requirements of ISO 16528-1", NEQ)
6 Подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52857.4-2007 <*>
--------------------------------
<*> Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 декабря 2017 г. N 1992-ст ГОСТ Р 52857.4-2007 отменен с 1 августа 2018 г.
7 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений сосудов и аппаратов из углеродистых и легированных сталей, цветных металлов (алюминия, меди, титана и их сплавов), применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, работающих под внутренним избыточным давлением или вакуумом, под действием осевых сил и изгибающих моментов в условиях однократных и многократных нагружений. Использование настоящего стандарта также допускается для расчета фланцевых соединений трубопроводов. Нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений применимы при условии, что технические требования к конструированию, изготовлению и контролю удовлетворяют требованиям нормативных документов. Если свойства материалов, отклонения от геометрической формы, неточности или качество изготовления отличаются от требований нормативных документов, то при расчете на прочность эти отступления должны быть учтены соответствующей корректировкой расчетных формул.
Настоящий стандарт применяют совместно с ГОСТ 34233.1 - 34233.3, ГОСТ 34233.6, ГОСТ 34233.10, ГОСТ 34233.12 и ГОСТ 34283.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 34233.2-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек
ГОСТ 34233.3-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер
ГОСТ 34233.5-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок
ГОСТ 34233.6-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках
ГОСТ 34233.7-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Теплообменные аппараты
ГОСТ 34233.8-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты с рубашками
ГОСТ 34233.9-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типа
ГОСТ 34233.10-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами
ГОСТ 34233.11-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек
ГОСТ 34233.12-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Требования к форме представления расчетов на прочность, выполняемых на ЭВМ
ГОСТ 34283-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность при ветровых, сейсмических и других внешних нагрузках
ГОСТ 5632-2014 Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки
ГОСТ 9045-93 Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. Технические условия
ГОСТ 33259-2015 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250. Конструкция, размеры и общие технические требования
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
|
A б |
- суммарная площадь сечения болтов (шпилек) по внутреннему диаметру резьбы или нагруженному сечению наименьшего диаметра, мм 2 ; |
|
a |
- плечо усилий в болтах (шпильках) свободного фланца, мм; |
|
b |
- плечо усилий в болтах (шпильках), мм; |
|
b 0 |
- эффективная ширина прокладки, мм; |
|
b П |
- ширина прокладки, мм; |
|
c |
- прибавка на коррозию, мм; |
|
C F |
- коэффициент, учитывающий изгиб тарелки фланца между болтами (шпильками); |
|
D Н |
- наружный диаметр фланца, мм; |
|
D |
- внутренний диаметр фланца, мм; |
|
D б |
- диаметр окружности расположения болтов (шпилек), мм; |
|
D СП |
- расчетный диаметр прокладки, мм; |
|
D НП |
- наружный диаметр прокладки, мм; |
|
D К |
- внутренний диаметр кольца свободного фланца, мм; |
|
D Н.К |
- наружный диаметр кольца свободного фланца, мм; |
|
D S |
- наружный диаметр контакта бурта и кольца свободного фланца, мм; |
|
D * |
- приведенный диаметр фланца, мм; |
|
d |
- наружный диаметр болта (шпильки), мм; |
|
E П |
- условный модуль сжатия прокладки, МПа; |
|
|
- модуль продольной упругости материала болта (шпильки) при температуре 20 °C, МПа; |
|
|
- модуль продольной упругости материала свободного кольца при температуре 20 °C, МПа; |
|
E К |
- модуль продольной упругости материала свободного кольца при расчетной температуре, МПа; |
|
E б |
- модуль продольной упругости материала болта (шпильки) при расчетной температуре, МПа; |
|
|
- модуль продольной упругости материала фланца при температуре 20 °C, МПа; |
|
E 1 , E 2 , E |
- модуль продольной упругости материала фланца при расчетной температуре, МПа; |
|
|
- модуль продольной упругости материала крышки при температуре 20 °C, МПа; |
|
E кр |
- модуль продольной упругости материала крышки при расчетной температуре, МПа; |
|
e |
- плечо усилия от действия давления внутри фланца, мм; |
|
F |
- внешняя осевая сила (растягивающая сила берется со знаком плюс, сжимающая сила - со знаком минус), Н; |
|
f |
- коэффициент увеличения изгибных напряжений в сечении S 0 приварного встык фланца; |
|
f б |
- площадь поперечного сечения болта (шпильки) по внутреннему диаметру резьбы или сечению наименьшего диаметра, мм 2 ; |
|
h , h 1 , h 2 |
- толщина тарелки фланца, мм; |
|
h 0 |
- расстояние от наружной поверхности обечайки до внутренней окружности контакта бурта и кольца свободного фланца, мм; |
|
h К |
- толщина кольца свободного фланца, мм; |
|
h кр , |
- толщина крышки и ее фланцевой части в зоне уплотнения соответственно, мм; |
|
h п |
- толщина прокладки, мм; |
|
h р |
- толщина трубной решетки или закладной детали между прокладками, мм; |
|
h ш |
- толщина шайбы, мм; |
|
K обж |
- коэффициент обжатия прокладки; |
|
K |
- отношение наружного диаметра тарелки фланца к внутреннему диаметру; |
|
K кр |
- отношение наружного диаметра плоской крышки к среднему диаметру прокладки; |
|
K Т |
- коэффициент увеличения допускаемых напряжений при расчете фланцев с учетом стесненности температурных деформаций; |
|
K у.р |
- коэффициент условий работы; |
|
K у.з |
- коэффициент условий затяжки болтов (шпилек); |
|
K у.т |
- коэффициент учета нагрузки от температурных деформаций; |
|
K s |
- коэффициент учета размеров тарелки фланца; |
|
|
- коэффициент увеличения допускаемого угла поворота фланцев при испытании; |
|
L б |
- эффективная длина болта (шпильки) при определении податливости, мм; |
|
L б,о |
- расстояние между опорными поверхностями гайки и головки болта или опорными поверхностями гаек, мм; |
|
l |
- длина конической втулки приварного встык фланца, мм; |
|
l 0 |
- параметр длины втулки, мм; |
|
M |
- внешний изгибающий момент, Н·мм; |
|
M М |
- расчетный изгибающий момент, действующий на фланец при затяжке, Н·мм; |
|
M Р |
- расчетный изгибающий момент, действующий на фланец в рабочих условиях, Н·мм; |
|
|
- расчетный изгибающий момент, действующий на кольцо свободного фланца при затяжке, Н·мм; |
|
|
- расчетный изгибающий момент, действующий на кольцо свободного фланца в рабочих условиях, Н·мм; |
|
M кр |
- крутящий момент на ключе при затяжке для болтов (шпилек), Н·мм; |
|
m |
- прокладочный коэффициент; |
|
N Р |
- число циклов изменения режимов эксплуатации; |
|
N С |
- число циклов сборок- разборок; |
|
[ N ] Р |
- допускаемое число циклов изменения режимов эксплуатации; |
|
[ N ] С |
- допускаемое число циклов сборок- разборок; |
|
n |
- количество болтов (шпилек); |
|
n Т |
- коэффициент запаса прочности по пределу текучести; |
|
n Д |
- коэффициент запаса прочности по пределу длительной прочности; |
|
n П |
- коэффициент запаса прочности по пределу ползучести; |
|
P обж |
- усилие, необходимое для смятия прокладки при затяжке, Н; |
|
P б1 |
- расчетная нагрузка на болты (шпильки) при затяжке, необходимая для обеспечения в рабочих условиях давления на прокладку, достаточного для герметизации фланцевого соединения, Н; |
|
P б2 |
- расчетная нагрузка на болты (шпильки) при затяжке, необходимая для обеспечения обжатия прокладки и минимального начального натяжения болтов (шпилек), Н; |
|
|
- расчетная нагрузка на болты (шпильки) при затяжке фланцевого соединения, Н; |
|
|
- расчетная нагрузка на болты (шпильки) фланцевых соединений в рабочих условиях, Н; |
|
p |
- расчетное давление (внутреннее - положительное, наружное - отрицательное), МПа; |
|
p пр |
- приведенное давление, МПа; |
|
Q Д |
- равнодействующая нагрузка от давления, Н; |
|
Q FM |
- приведенная нагрузка, вызванная воздействием внешней силы и изгибающего момента, Н; |
|
Q t |
- нагрузка, вызванная стесненностью температурных деформаций, Н; |
|
[ q ] |
- допускаемое удельное давление, МПа; |
|
q |
- расчетное удельное давление, МПа; |
|
q обж |
- удельное давление обжатия прокладки, МПа; |
|
R С |
- радиус кривизны сферической части неотбортованной крышки, мм; |
|
R П |
- усилие на прокладке в рабочих условиях, необходимое для обеспечения герметичности фланцевого соединения, Н; |
|
S э |
- эквивалентная толщина втулки фланца, мм; |
|
S 0 |
- толщина втулки приварного встык фланца в месте приварки к обечайке (трубе), толщина обечайки (трубы) плоского фланца или бурта свободного фланца, мм; |
|
S 1 |
- толщина втулки приварного встык фланца в месте присоединения к тарелке, мм; |
|
t |
- расчетная температура стенки корпуса (штуцера) в месте расположения фланцевого соединения, °C; |
|
t ф1 , t ф2 , t ф |
- расчетная температура фланца, °C; |
|
t б |
- расчетная температура болта (шпильки), °C; |
|
t к |
- расчетная температура свободного кольца, °C; |
|
t кр |
- расчетная температура крышки, °C; |
|
t р |
- расчетная температура трубной решетки или иной закладной детали, зажатой между фланцами,°C; |
|
X кр |
- параметр плоской крышки; |
|
X |
- относительная длина втулки фланца; |
|
y П |
- податливость прокладки, мм/Н; |
|
y б |
- податливость болтов (шпилек), мм/Н; |
|
y ф1 , y ф2 , y ф |
- угловая податливость фланца при затяжке, 1/Н·мм; |
|
y К |
- угловая податливость свободного кольца при затяжке, 1/Н·мм; |
|
y ф.н |
- угловая податливость фланца, нагруженного внешним изгибающим моментом, 1/Н·мм; |
|
y ф.с |
- угловая податливость кольца свободного фланца, нагруженного внешним изгибающим моментом, 1/Н·мм; |
|
y кр |
- угловая податливость плоской крышки или угловая податливость фланца со сферической неотбортованной крышкой, 1/Н·мм; |
|
|
- коэффициент жесткости фланцевого соединения, нагруженного внутренним давлением или внешней осевой силой; |
|
|
- коэффициент жесткости фланцевого соединения, нагруженного внешним изгибающим моментом; |
|
|
- температурный коэффициент линейного расширения материала фланца, 1/°C; |
|
|
- температурный коэффициент линейного расширения материала болта (шпильки), 1/°C; |
|
|
- температурный коэффициент линейного расширения материала кольца свободного фланца, 1/°C; |
|
|
- температурный коэффициент линейного расширения материала крышки, 1/°C; |
|
|
- температурный коэффициент линейного расширения материала трубной решетки или иной закладной детали, зажатой между фланцами, 1/°C; |
|
|
- температурный коэффициент линейного расширения материала шайбы, 1/°C; |
|
|
- коэффициент концентрации напряжений; |
|
|
- расчетные коэффициенты, зависящие от соотношения размеров тарелки фланца; |
|
|
- расчетные коэффициенты, зависящие от соотношения размеров втулки фланца; |
|
|
- отношение толщины втулки в сечении S 1 к толщине в сечении S 0 ; |
|
Y |
- жесткость фланцевого соединения, Н/мм; |
|
|
- коэффициент увеличения допускаемых напряжений при затяжке для фланцевых соединений; |
|
|
- коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений в резьбе; |
|
|
- угол поворота кольца свободного фланца в рабочих условиях, рад; |
|
|
- допускаемый угол поворота приварного встык фланца, плоского фланца или бурта свободного фланца в рабочих условиях, рад; |
|
|
- допускаемый угол поворота кольца свободного фланца в рабочих условиях, рад; |
|
|
- коэффициент; |
|
|
- параметр сферической неотбортованной крышки; |
|
|
- коэффициент, зависящий от соотношения размеров втулки фланца; |
|
|
- расчетная амплитуда приведенных упругих напряжений, МПа; |
|
|
- расчетная амплитуда приведенных упругих напряжений для рабочих условий, МПа; |
|
|
- временное сопротивление материала болтов (шпилек) при температуре 20 °C, МПа; |
|
|
- временное сопротивление материала болтов (шпилек) при расчетной температуре, МПа; |
|
|
- предел текучести при остаточном удлинении 0,2% материала болтов (шпилек) при температуре 20 °C, МПа; |
|
|
- предел текучести при остаточном удлинении 0,2% материала болтов (шпилек) при расчетной температуре, МПа; |
|
|
- среднее значение предела длительной прочности материала болтов (шпилек) за 10 5 ч при расчетной температуре, МПа; |
|
|
- средний 1% предел ползучести материала болтов (шпилек) за 10 5 ч при расчетной температуре, МПа; |
|
|
- меридиональное изгибное напряжение во втулке фланца в сечении S 1 и S 0 соответственно, МПа; |
|
|
- расчетные меридиональные напряжения в обечайке (втулке) фланца при затяжке на наружной и внутренней поверхности соответственно (сечение S 1 ), МПа; |
|
|
- расчетные меридиональные напряжения фланца при затяжке на наружной и внутренней поверхности соответственно (сечение S 0 ), МПа; |
|
|
- окружные напряжения при затяжке на наружной и внутренней поверхности соответственно (сечение S 1 ), МПа; |
|
|
- радиальные напряжения при затяжке (сечение S 1 ), МПа; |
|
|
- окружные напряжения при затяжке на наружной и внутренней поверхности соответственно (сечение S 0 ), МПа; |
|
|
- радиальные напряжения при затяжке (сечение S 0 ), МПа; |
|
|
- расчетные меридиональные изгибные напряжения в рабочих условиях (в сечении S 1 и S 0 соответственно), МПа; |
|
|
- меридиональные мембранные напряжения в рабочих условиях во втулке фланца (в сечении S 1 и S 0 соответственно), МПа; |
|
|
- окружные мембранные напряжения в рабочих условиях в сечении S 0 , МПа; |
|
|
- меридиональные напряжения в обечайке (втулке) в рабочих условиях на наружной и внутренней поверхности соответственно (сечение S 1 ), МПа; |
|
|
- меридиональные напряжения в обечайке (втулке) в рабочих условиях на наружной и внутренней поверхности соответственно (сечение S 0 ), МПа; |
|
|
- окружные напряжения в обечайке (втулке) в рабочих условиях на наружной и внутренней поверхности соответственно (сечение S 0 ), МПа; |
|
|
- радиальные напряжения в рабочих условиях (сечение S 0 ), МПа; |
|
|
- окружные напряжения в обечайке (втулке) в рабочих условиях на наружной и внутренней поверхности соответственно (сечение S 1 ), МПа; |
|
|
- радиальные напряжения в рабочих условиях (сечение S 1 ), МПа; |
|
|
- расчетное напряжение в болтах (шпильках) при затяжке, МПа; |
|
|
- расчетное напряжение в болтах (шпильках) в рабочих условиях, МПа; |
|
|
- расчетное напряжение в кольце свободного фланца при затяжке, МПа; |
|
|
- расчетное напряжение в кольце свободного фланца в рабочих условиях, МПа; |
|
|
- радиальное напряжение в тарелке приварного встык фланца, плоского фланца и бурте свободного фланца в условиях затяжки, МПа; |
|
|
- окружное напряжение в тарелке приварного встык фланца, плоского фланца и бурте свободного фланца в условиях затяжки, МПа; |
|
|
- радиальное напряжение в тарелке приварного встык фланца, плоского фланца и бурте свободного фланца в рабочих условиях, МПа; |
|
|
- окружное напряжение в тарелке приварного встык фланца, плоского фланца и бурте свободного фланца в рабочих условиях, МПа; |
|
|
- допускаемое значение условных упругих напряжений в сечении S 0 , МПа; |
|
|
- номинальное допускаемое напряжение для болтов (шпилек) в рабочих условиях, МПа; |
|
|
- допускаемое напряжение для болтов (шпилек) при затяжке, МПа; |
|
|
- допускаемое напряжение для болтов (шпилек) в рабочих условиях и при расчете на условия испытания, МПа; |
|
|
- допускаемое напряжение для материала фланца или бурта свободного фланца при температуре 20 °C, МПа; |
|
|
- допускаемое напряжение для материала фланца или бурта свободного фланца при расчетной температуре, МПа; |
|
|
- допускаемое напряжение для материала кольца свободного фланца при температуре 20 °C, МПа; |
|
|
- допускаемое напряжение для материала кольца свободного фланца при расчетной температуре, МПа; |
|
|
- допускаемое значение общих мембранных и изгибных напряжений в соответствии с ГОСТ 34233.1 (пункт 8.10), МПа; |
|
|
- допускаемое значение суммарных условных упругих напряжений в соответствии с ГОСТ 34233.1 (пункт 8.10), МПа; |
|
|
- максимальные разности значений напряжений при различных эксплуатационных нагрузках, имеющих место в течение одного цикла нагружения, МПа; |
|
|
- коэффициент; |
|
|
- коэффициент сферической неотбортованной крышки. |
, 
, 
, 
, 
, 
, 
