ГОСТ P 52857.02-2007 70 圆柱形外壳、锥形.doc

52857.2-2007联邦技术调节和计量经理处俄罗斯联邦国家标准 52857.2-2007容器和装置强度计算标准和方法圆柱形外壳、锥形外壳、凸面底部和端盖以及平底和平端盖的计算正式出版莫斯科市标准信息出版社，2008年前言俄罗斯联邦标准化的目的和原理是通过2002年12月27日第184-号“关于技术调节”的联邦法律确定的，而俄罗斯联邦国家标准的使用规则是通过俄罗斯联邦国家标准 1.0-2004“俄罗斯联邦的标准化。基本规则”确定的。关于标准的信息1. 制定：“化学机械制造科学研究设计所”开放式股份公司、“岩石化学工程”封闭式股份公司、“全俄罗斯石油机械制造科学研究设计所” 开放式股份公司、联邦生态监督、工艺监督和设计监督部门2. 编写：“化学和石油天然气加工设备”标准化技术委员会TK 2603. 通过联邦技术调节和计量经理处2007年12月27日第503-c号命令批准和执行。4. 在本标准中，考虑到以下国家标准和欧洲标准的基本标准条款：欧洲议会1997年5月29日在涉及到压力设备的成员国法律方面的第97/23 EC号指令；EH 13445-3:2002“在压力下工作的容器。第3部分。计算”（EN 13445-3:2002“Unfilred pressure vesselPart 3:Design”）5. 首次执行关于本标准更改的信息刊登在每年出版的“国家标准”信息一览表中，而更改和修订的正文刊登在每月出版的“国家标准”信息一览表中。在修订（替换）或者取消本标准的情况下，相应的通知将刊登在每月出版的“国家标准”信息一览表中。相应的信息、通知和正文还会刊登在公用信息系统中，即联邦技术调节和计量经理处的官方网站上。目录1使用范围12引用标准13代号24总则95圆柱形外壳的计算106凸面底部和端盖的计算217圆形平底和圆形平端盖的计算328锥形外壳的计算40III 52857.2-2007俄罗斯联邦国家标准 52857.2-2007俄罗斯联邦国家标准强度计算标准和方法圆柱形和锥形外壳、凸面底部和端盖以及平底和平端盖的计算执行日期：2008年4月1日1使用范围本标准规定了在化学工业、石油化学工业、石油加工业和相近工业部门中使用的、在内部剩余压力、真空或者外部压力作用下单次静力负载条件下、以及在轴向力、横向力和弯曲力矩作用下的单次静力负载条件下工作的容器和装置的圆柱形外壳、锥形元件、凸面底部和平端盖的强度计算标准和方法。如果所计算的容器元件的几何形状和加工精确度偏差没有超过标准文件规定的公差，本强度计算标准和方法就适用。本标准与俄罗斯联邦国家标准 52857.1一起使用。2引用标准在本标准中，引用了以下标准文件：俄罗斯联邦国家标准 52857.1-2007。容器和装置。强度计算标准和方法。一般要求俄罗斯联邦国家标准 52857.3-2007。容器和装置。强度计算标准和方法。在内部压力和外部压力条件下，外壳和底部的孔的加固。当外部静负载作用在接管嘴上时，外壳和底部的强度计算俄罗斯联邦国家标准 52857.6-2007。容器和装置。强度计算标准和方法。在小周期负载条件下的强度计算俄罗斯联邦国家标准 52857.8-2007。容器和装置。强度计算标准和方法。带有衬套的容器和装置备注：在使用本标准时，通过联邦技术调节和计量管理处的官方网站或根据截至当年1月1日的“国家标准”信息指南以及当年每月出版的相应信息指南检查公共信息系统中引用的标准是否还有效。如果引用标准被替换（更改），那么，在使用本标准时，应遵守替换（更改过的）标准。如果引用标准被取消，没有更改，那么，引用该标准的条款也失效。1)计算标准和方法也适用于多次负载条件，前提是负载的周期数量和范围没有超过必须根据俄罗斯联邦国家标准 52857.6进行小周期强度计算的数值。653代号在本标准中，使用了以下代号：AK 加强圈的横截面面积，平方毫米；AP 加强肋条的横截面面积，平方毫米；a 球面底部或者球面端盖旁边的加强圈的宽度，毫米；外壳过渡部分的计算长度，毫米；外壳过渡部分的实际长度，毫米；无因次系数；两个相邻加强圈之间的距离，毫米； 底部上的孔的弦长，毫米；计算壁厚增加值的总和，毫米；用于补偿腐蚀和侵蚀的增加值，毫米；用于补偿负公差的增加值，毫米；工艺增加值，毫米；容器或者装置的内部直径，毫米；垫片的平均直径，毫米（厘米）；在外部压力条件下，锥形外壳的有效直径，毫米；在轴向压缩和完全条件下，锥形外壳的有效直径，毫米；光滑外壳的计算直径，毫米；底部（端盖）和锥形外壳的计算直径，毫米；容器或者装置的外部直径，以及锥形外壳最小底座的直径，毫米；端盖外部变薄部分的最小直径，毫米；螺栓圆周的直径，毫米；底部或者端盖上的孔的直径，毫米；螺栓（螺桩）孔的直径，毫米；中心衬套的外部直径，毫米；底部上的孔的直径，毫米；在计算温度条件下的纵向弹性模数，兆帕；加强圈横截面重心和外壳中间表面之间的距离，毫米；从加强肋条横截面重心到它的底座之间的距离，毫米；球面段边壁中线与加强圈的交叉点到经过圈重心的水平轴的距离，毫米；从螺栓位置圆到圈内径的距离，毫米；从螺栓位置圆到垫圈反力作用线的距离，毫米；从带有肋条的端盖板的中间表面到中立面的距离，毫米；计算轴向拉伸力或者压缩力（不考虑内部剩余压力或者外部压力产生的负载），牛；计算拉伸力或者压缩力，牛；取决于弹性范围内的稳定性条件的允许轴向压缩力，牛；取决于条件下的强度条件的允许轴向压缩力，牛；根据弹性范围内的局部稳定性确定的允许轴向压缩力，牛；根据弹性范围内的总体稳定性确定的允许轴向压缩力，牛；H不考虑圆柱形部分的底部凸出部分的高度，毫米；从端盖（底部）的最低表面到衬套最低端面的距离，毫米；衬套高度，毫米；圈的高度，毫米；底部弯边圆柱形部分的长度，毫米；从外壳中间表面测量的加强圈的界面高度，毫米；从端盖（底部）的最低表面到衬套最低端面的距离，毫米；I 加强圈计算横截面的有效惯性力矩，mm4;加强圈的横截面相对于经过加强圈横截面重心的轴（相对于轴X-X）的刚性力矩，mm4;加强圈计算横截面的计算有效惯性力矩，mm4;K 平底和平端盖的结构系数；无因次系数；k 用加强圈固定好的外壳的刚度系数；平底（平端盖）被孔减弱的系数；修正系数；椭圆形底部的曲率半径换算系数；球面底部的壁厚系数；L用加强圈固定的圆柱形外壳的计算长度，毫米；l光滑外壳的计算长度，毫米；锥形外壳的有效长度，毫米；在确定有效惯性力矩时考虑到的外壳边壁的有效长度，毫米；换算长度，毫米；沿着经过加强圈横截面重心的轴线，两个加强圈之间的距离，毫米；边缘加强圈与下一个有效加强元件之间的距离，毫米；在确定计算长度l和L时考虑到的连接元件的长度，毫米；M计算弯曲力矩，牛.毫米；允许弯曲力矩，牛.毫米；径向肋条的数量；根据弹性范围内的稳定性条件确定的允许弯曲力矩，牛.毫米；根据条件下的强度条件确定的允许弯曲力矩，牛.毫米；稳定性安全系数；P计算内部剩余压力或者外部压力，兆帕；在轴向力加载条件下的当量压力，兆帕；在弯曲力矩加载条件下的当量压力，兆帕；允许内部剩余压力或者外部压力，兆帕；根据弹性范围内的稳定性条件确定的允许外部压力，兆帕；根据条件下的强度条件确定的允许外部压力，兆帕；根据整个外壳（带有加强圈）的强度条件或者稳定性条件确定的允许内部剩余压力或者外部压力，兆帕；根据弹性范围内整个外壳（带有加强圈）的稳定性条件确定的允许外部压力，兆帕；根据条件下的整个外壳的强度条件确定的允许外部压力，兆帕；根据两个相邻加强圈之间的外壳的强度条件或者稳定性条件确定的允许内部剩余压力或者外部压力，兆帕；根据弹性范围内的稳定性条件确定的允许横向力，牛；根据条件下的强度条件确定的允许横向力，牛；Q计算横向力，牛；作用在带有肋条的端盖中心部分的补充应力，牛；允许横向力，牛；R底部顶点沿着内表面的曲率半径，毫米；球面部分沿着内表面的曲率半径，毫米；r 锥形外壳（底部）弯边的内部半径，毫米；螺栓负载，牛；垫片的反力，牛；槽的半径，毫米；圆环球面底部弯边的外部直径，毫米；S外壳的执行壁厚，毫米；锥形外壳的执行壁厚，毫米；密封处的端盖厚度，毫米；外壳或者底部的计算壁厚，毫米；锥形外壳的计算壁厚，毫米；底部（端盖）或者锥形外壳过渡部分的计算壁厚，毫米；外壳过渡部分的计算壁厚，毫米；锥形外壳环形异径管的执行壁厚，毫米；慢坡锥形底部的执行壁厚，毫米；带有环形异径管的过渡部分的计算壁厚，毫米；外壳过渡部分的有效壁厚，毫米；底部（端盖）或者锥形外壳过渡部分的执行壁厚，毫米；外壳过渡部分的执行壁厚，毫米；密封范围以外的端盖厚度，毫米；环状槽处底部变薄部分的厚度，毫米；突出出底部之上的外壳部分的执行厚度，毫米；将加强圈焊接到外壳上的焊接处加强圈横截面的宽度，毫米；衬套的厚度，毫米；环状焊缝的受力宽度，毫米；在锥形外壳顶点条件下的张开角的一半，度；形状系数；允许应力的比值；元件的可弯性；边缘区球面段的切线与垂直轴之间的角，度；计算温度条件下的允许应力，兆帕；在20摄氏度条件下的允许应力，兆帕；对于加强肋，在计算温度条件下的允许应力，兆帕；对于容器部分（圆柱形部分、锥形部分、球面部分）而言，在计算温度条件下的允许应力，兆帕；对于加强肋的允许应力，兆帕；对于衬套的允许应力，兆帕； 在底部或者端盖最薄弱的直径截面上，孔的最大弦长总和，毫米；焊缝的强度系数；加强圈焊缝的强度系数；纵向焊缝的强度系数；环状焊缝的强度系数；在根据轴向压缩条件下的局部稳定性条件进行稳定性计算时，允许应力降低系数；在根据轴向压缩条件下的总体稳定性条件进行稳定性计算时，允许应力降低系数；在根据弯曲条件下的总体稳定性条件进行稳定性计算时，允许应力降低系数；4总则4.1本标准中规定的计算方法，适用于满足俄罗斯联邦国家标准 52857.1要求的条件。4.2在评估强度时，本标准中列出的计算公式，其依据是极限负载法。在计算抗外部压力稳定性、真空条件下的稳定性以及抗引起压缩应力的其它负载的稳定性时，作为极限状态，采用达到最低临界应力的状态。4.3当几种负载（压力、轴向压缩等）同时作用时，根据线性累计损伤来检验强度（稳定性）条件，除非有更加精确的解决方案。4.4本标准中，列出的公式是为了在设计计算时确定容器和装置元件的执行尺寸，以及在验算时确定允许负载。5圆柱形外壳的计算5.1计算示意图5.1.1圆柱形外壳的计算示意图见图1图4。带法兰或者平底的外壳；带刚性隔板的外壳带弯边底部的外壳；带没有弯边的底部的外壳图1. 光滑圆柱形外壳图2.带有凸面底部或者锥形底部的光滑外壳图3.带有护套的光滑外壳图4. 用加强圈固定的圆柱形外壳备注：图1图4不规定结构，图形只用于说明计算尺寸。5.2计算公式的使用条件5.2.1在壁厚与直径之比满足以下条件的情况下，计算公式适用：对于毫米的外壳和管子：；对于毫米的管子：。5.2.2第5.3.2条、5.3.45.4.2条列出的公式，应该在以下条件下使用：计算温度不超过在相应温度条件下要考虑材料蠕变性的数值，也就是说在这种温度条件下，允许应力只是根据蠕变性极限或者瞬时强度（强度极限）来确定。如果没有精确的数据，那么，公式允许在这种条件下使用：碳素钢制成的外壳的计算壁温不超过380摄氏度，而低合金钢制成的外壳的计算壁温不超过420摄氏度，奥氏体钢制成的外壳的计算壁温不超过525摄氏度。5.2.3对于用加强圈固定好的外壳，除了第5.2.1条和第5.2.2条的要求以外，还应补充满足以下限制条件：- 加强圈的截面高度与直径之比；- 计算公式应该在加强圈平均分布的条件下使用；- 当加强圈安装得不均匀时，对于两个相邻加强圈之间距离最大的地段，必须使用值和值；- 如果，那么，使用作为计算长度。5.2.4对于在轴向压缩力作用下工作的外壳，第5.3.4条和第5.4.3条中列出的计算公式，在以下条件下适用：或者对于或者的外壳，如果没有更加精确的计算，则允许使用公式（15）和（17）。5.3光滑的圆柱形外壳5.3.1承受着内部剩余压力的外壳5.3.1.1壁厚根据以下公式计算：这里，计算壁厚根据以下公式计算：5.3.1.2允许内部剩余压力根据以下公式计算：5.3.1.3如果使用各种厚度的用纵向缝连接的板材来加工外壳，那么，应针对每种板材结合它们现有的减弱量来进行外壳的厚度计算。5.3.2承受着外部压力的外壳5.3.2.1壁厚预先根据公式（4）和（5）来计算壁厚，然后，必须根据公式（7）进行检验：这里，计算壁厚根据以下公式确定：系数B根据公式（6）计算：5.3.2.2允许外部压力根据以下公式计算：这里，根据强度条件确定的允许压力根据以下公式计算：而根据弹性范围内的稳定性条件确定的允许压力，按以下公式计算：这里，在确定外壳的计算长度l或者L时，连接元件的长度应该根据以下公式计算：对凸面底部；对于没有弯边的锥形外壳（底部），但不大于锥形元件的长度； 对于带有弯边的锥形，但不大于锥形元件的长度。5.3.3承受轴向拉伸力的外壳5.3.3.1壁厚根据以下公式计算：式中，计算壁厚根据以下公式计算：5.3.3.2允许轴向拉伸力根据以下公式计算：5.3.4承受轴向压缩力的外壳5.3.4.1允许轴向压缩力根据以下公式计算：式中，取决于强度条件的允许轴向压缩力根据以下公式计算：而取决于稳定性条件的弹性范围内的允许轴向压缩力根据以下公式计算：备注：在的情况下，公式（16）中取。在公式（16）中，允许轴向压缩力根据弹性范围内的局部稳定性条件按以下公式计算：而取决于弹性范围内的总体稳定性条件的允许轴向压缩力根据以下公式计算：可弯性根据以下公式计算：上面公式中的计算长度根据表1取值。对于表1中没有列出来的图形，通过专门的计算方法来确定。表1. 上面公式中的计算长度计算示意图-/-2/-0.7/-0.5/00,20,40,60,81,02,00/1,73/1,47/1,23/1,06/1,00/00,20,40,60,81,02,00/1,70/1,40/1,11/0,85/0,70/5.3.4.2.对于工作条件，允许压缩力可以根据以下公式计算：系数1和2应该根据图5和图6确定。5.3.5弯曲力矩加载的外壳5.3.5.1允许弯曲力矩根据以下公式计算：这里，取决于强度条件的允许弯曲力矩根据以下公式计算：而取决于弹性范围内的稳定性条件的允许弯曲力矩根据以下公式计算：5.3.5.2对于工作条件，允许弯曲力矩可以根据以下公式计算：系数3应该根据图7确定。5.3.6横向力加载的外壳允许横向力根据以下公式计算：这里，取决于强度条件的允许横向力根据以下公式计算：而取决于弹性范围内的强度条件的允许横向力根据以下公式计算：5.3.7在外部压力、轴向压缩力、弯曲力矩和横向力共同作用条件下工作的外壳在负载共同作用条件下工作的外壳，根据以下公式来检验其稳定性：式中，根据公式（7）确定的允许外部压力；根据公式（14）确定的允许轴向压缩力；根据公式（21）确定的允许弯曲力矩；根据公式（25）确定的允许横向力。图5. 用于确定系数1的图形图6. 用于确定系数2的图形图7. 用于确定系数3的图形5.4用刚性圈固定的圆柱形外壳5.4.1带有内部剩余压力加载的刚性圈的外壳5.4.1.1确定内部压力条件下的刚性圈的尺寸对于规定计算压力P和壁厚S，系数K4应该根据以下公式计算：如果K40，那么，不要求用刚性圈加固。在范围内，两个刚性圈之间的距离根据以下公式计算：刚性圈横截面的面积根据以下公式计算：如果，那么，壁厚必须增加到满足以下条件式为止：备注：在确定刚性圈横截面的面积时，应该考虑到用于补偿腐蚀的增加值C1。5.4.1.2允许内部剩余压力根据以下条件式计算：取决于整个外壳的强度条件的内部剩余压力，根据以下公式计算：根据两个相邻刚性圈之间的外壳强度条件确定的允许内部剩余压力，根据以下公式计算：式中，。5.4.2带有外部压力加载的刚性圈的外壳5.4.2.1固定好的外壳的计算参数在确定有效惯性力矩时考虑到的外壳边壁的有效长度，根据以下条件式确定：刚性圈计算横截面的有效惯性力矩根据以下公式计算：用刚性圈固定的外壳，其刚性系数根据以下公式计算：备注：在确定刚性圈的惯性力矩时，应考虑到用于补偿腐蚀的增加值C1。5.4.2.2允许外部压力根据以下条件式确定：5.4.2.2.1根据整个外壳的稳定性条件确定的允许外部压力，根据以下公式计算：允许外部压力应该符合根据公式（33）在系数值P=1.0和=1.0的条件下确定的的数值。根据弹性范围内的稳定性条件确定的允许外部压力，应该根据以下公式计算：这里，在长度值的条件下，根据刚性圈之间的外壳稳定性条件确定的允许外部压力，应该符合压力（见第5.3.2.2条）。在系数值T=1.0的条件下，允许根据公式（34）取值，以代替 根据公式（8）确定的。5.4.3轴向拉伸力或者压缩力、弯曲力矩或者横向力加载的、带有刚性圈的外壳允许负载应根据计算公式（13）、（14）、（21）、（25）在l=b的条件下计算。在根据表1确定换算计算长度时，应该取总长度L来代替l。5.4.4受负载共同作用的带有刚性圈的外壳计算应该类似于第5.3.7条的计算进行，同时，允许外部压力应该根据第5.4.2.2条确定。6凸面底部和端盖的计算6.1计算示意图6.1.1图8列出的是椭圆形底部、半圆形底部和圆环球面底部的计算示意图。a 椭圆形底部; 半圆形底部; 圆环球面底部备注：图形没有规定底部的结构，画出的图形只是为了说明必要的计算尺寸。图8. 凸面底部图12图17上画出的是球面底部和端盖的计算示意图。6.2计算公式的使用条件6.2.1公式在满足以下条件式时适用：- 对于椭圆形底部- 对于圆环球面底部。对于圆环球面底部，根据参数R1、D1和r1之比采用以下底部型式：- A型：；- B型：；- C型：。对于没有弯边的球面底部和端盖，公式应该在和的条件下使用。对于承受内部剩余压力作用的没有弯边的底部（见图12图15），计算公式应该在补充条件下才能使用。对于没有弯边的底部和端盖，公式在满足双面连续焊透的角焊缝条件下使用。公式不考虑圈承受补充负载（例如，支撑元件）的情况。6.2.2第6.3.2条和第6.4.2条中列出来的公式，在以下条件下使用：如果计算温度没有超过考虑材料蠕变性的温度值，也就是说在此温度下，允许应力只是根据屈服点强度或者瞬时强度（强度极限）来确定。如果没有精确的数据，则允许公式在这种条件下使用：碳素钢制成的底部边壁的计算温度不超过380摄氏度，低合金钢制成的底部边壁的计算温度不超过420摄氏度，而奥氏体钢制成的底部边壁的计算温度不超过525摄氏度。6.3椭圆形底部和半圆形底部6.3.1承受着内部剩余压力的椭圆形底部和半圆形底部6.3.1.1壁厚根据以下公式计算：式中，6.3.1.2允许内部剩余压力根据以下公式计算：6.3.1.3底部顶点的曲率半径等于：式中，R =D ： 对于H等于0.25D的椭圆形底部；R=0.5D：对于H等于0.5D的半圆形底部。6.3.1.4如果底部圆柱形弯边部分的长度（对于椭圆形底部）。或者（对于半圆形底部），那么，底部的厚度不应小于根据第5.3.1条在=1的条件下计算出来的外壳厚度。6.3.1.5对于用同一个毛坯制造出来的底部，系数=1。6.3.2承受着外部压力的椭圆形底部和半圆形底部6.3.2.1预先根据公式（46）和（47）计算壁厚，然后必须根据公式（48）进行检查：式中，为了进行预先计算，的取值等于0.9（对于椭圆形底部），或者1.0（对于半圆形底部）。6.3.2.2允许外部压力根据以下公式计算：这里，允许压力根据强度条件确定：而允许压力根据弹性范围内的稳定性条件确定：6.3.2.3系数根据图9确定，或者根据和之比按公式（51）确定：式中，图9. 用于确定系数的图形6.4圆环球面底部6.4.1承受着内部剩余压力的圆环球面底部6.4.1.1.边缘区的壁厚根据以下公式确定：这里，对于焊接底部，还应该根据以下公式补充检验中心区域的壁厚：式中，根据公式（53）和公式（55）计算出来的最大值作为计算值。6.4.1.2根据边缘区强度条件确定的允许剩余压力，按照以下公式计算：对于焊接底部，还必须补充检验允许剩余压力，根据中心区域的强度条件按以下公式确定：根据公式（57）和（58）确定的压力值中的最小值为允许压力值。6.4.1.3系数根据图10确定，而根据图11确定，或者根据以下公式计算：图10. 用于确定系数的图形图11. 用于确定系数的图形6.4.1.4对于用整块毛坯制成的底部，系数。6.4.1.5如果底部圆柱形弯边部分的长度，那么，底部圆柱形部分的厚度不应小于根据公式（1）和（2）在的条件下计算出来的外壳的厚度。6.4.2承受着外部压力的圆环球面底部6.4.2.1承受着外部压力的圆环球面底部，应该根据公式（46）、（47）和（48）在的条件下计算。除此以外，外部压力不应超过根据公式（57）确定的允许压力。6.5没有弯边的球面底部和端盖6.5.1承受着内部剩余压力的没有弯边的球面底部和端盖6.5.1.1端盖和底部的壁厚通过递次接近法确定。预先根据以下公式计算壁厚：然后，根据以下公式计算：在根据公式（66）确定系数时，如果所得到的数值与取值之差不超过5%，才能进行计算。作为底部或者端盖的计算厚度，从根据公式（60）和（61）确定的两个值中取最大值。边壁的执行厚度6.5.1.2允许剩余压力式中，根据边缘区强度条件确定的允许剩余压力根据中心区强度条件确定的允许剩余压力6.5.1.3在的条件下，根据以下公式计算6.5.1.3.1在规定的底部几何尺寸条件下，三角函数根据以下公式计算：6.5.1.3.2允许应力的比值根据以下公式计算：6.5.1.3.3的数值根据表2规定的公式确定。表2计算模数MM图12-图13图140-图15图12. 没有加固圈的未弯边球面底部图13. 带有加固圈的未弯边球面底部图14. 外壳上带有刚性圈的未弯边球面底部图15. 未弯边的球面端盖预先根据以下条件式选择圈的尺寸a和h：对于图13和图14的模数，；根据图15：；根据图13，必须使e1有最小值。在确定M值时，在公式中规定的端盖所承受的外部压力条件下（见图15），压力P的取值应是负值。如果垫片位于整个 表面，对于端盖而言（见图15），在确定M值时，公式中的e3=0。6.5.2承受着外部压力的未弯边球面底部和端盖6.5.2.1预先根据公式（60）（62）计算出底部或者端盖球面部分的壁厚，然后再根据公式（67）（69）进行检验。6.5.2.2允许外部压力根据以下公式计算：式中，根据中心区强度条件确定的允许外部压力根据弹性范围内的稳定性条件确定的允许外部压力：6.5.2.3系数KC根据表3确定，取决于参数。表3计算模数在比值条件下，系数KC的值255075100150200250300350及以上底部（图12图14）0,330,190,170,150,130,120,120,110,11端盖（图15）0,460,300,250,220,190,170,160,130,127圆形平底和圆形平端盖的计算7.1计算公式的使用范围7.1.1用于计算圆形平底的公式，在以下条件下适用：7.1.2允许在的条件下进行计算，但是，根据公式（75）或者公式（84）计算出来的允许压力值应该乘以修正系数：如果在根据第7.2.1条或者第7.3.1条确定底部厚度时，计算结果显示，那么，必须根据第7.2.7条或者第7.3.8条补充确定允许压力，并乘以系数Kp。在的条件下，底部的厚度应增加，以保证满足以下条件式：7.1.3用于计算带有加强肋的圆形平底和圆形平端盖的公式，在以下条件下适用：7.2圆形平底和圆形平端盖的计算7.2.1在内部剩余压力或者外部压力条件下工作的容器和装置，其圆形平底和圆形平端盖的厚度根据以下公式计算：式中，7.2.2取决于底部和端盖结构的系数K根据表4确定。表4型号图样底部和端盖的固定条件K10,5320,5030,450,4140,410,3850,450,4160,5070,410,3880,410,38P18续表4型号图样底部和端盖的固定条件K9100,410,38110,40120,417.2.3对于有一个孔的底部和端盖，KO根据以下公式计算：7.2.4对于有多个孔的底部和端盖，KO根据以下公式计算：系数KO针对最薄弱的截面确定。在底部或者端盖最薄弱的直径截面上，孔的弦长最大和根据图19按公式来确定。孔的主要计算尺寸在图16和图17上规定。图16图177.2.5没有孔的底部和端盖，KO的取值等于1.0。7.2.6在底部与外壳的所有连接情况下，圆形平底和圆形平端盖的最小厚度不应小于根据第5.3条计算出来的外壳的厚度。7.2.7平底和平端盖的允许压力根据以下公式计算：7.2.8对于连接类型10、11和12而言（见表4），厚度S2根据以下公式计算：-对于类型10：-对于类型11、12：7.3带有补充边缘力矩的圆形平底的计算7.3.1在内部压力作用下的带有补充边缘力矩的圆形平底（见图18），其厚度根据以下公式计算：式中，7.3.2系数根据以下公式计算：或者根据图19确定，取决于与的比值。图18 图19的值根据以下公式计算：式中，对于工作条件和安装条件而言，根据俄罗斯国家标准 52587.4确定。7.3.3系数根据公式（73）或者（74）计算，如果；同时，计算中不采用螺栓孔。7.3.4如果端盖上设有用于隔板的槽（例如，换热器室），那么，用于确定槽处厚度的系数（见图18），结合槽中垫片的压缩力根据以下公式来计算：7.3.5密封处带有补充边缘力矩的圆形平端盖（见图18a），其厚度S2根据以下公式计算：式中，。在确定时，公式中的指数“P”说明：累计螺栓力的值和端盖材料的允许应力值属于工作状态或者试验，而指数“M”说明：累计螺栓力的值和端盖材料的允许应力值属于安装状态。7.3.6系数K7根据以下公式计算：或者根据图20确定，取决于直径的比值。7.3.7在密封区以外具有补充边缘力矩的圆形平端盖（见图18），其边缘的厚度S3根据公式（82）计算，同时，公式（82）和（83）中的应该替换为D2。7.3.8对于带有补充边缘力矩的圆形平端盖而言，在验算时，允许压力根据以下公式计算：图207.4带有径向刚性肋的圆形平底和圆形平端盖7.4.1底部的计算示意图见图21图24.图21 图22图23 图247.4.2为了确定允许剩余压力，预先确定以下参数：-从平板表面到衬套底部端面的计算距离：-衬套的计算高度：- 衬套的相对半径：-从平板的中间表面到中立面的距离：7.4.3用于衬套的弯曲力矩根据以下公式计算：7.4.4用于平板的弯曲力矩根据以下公式计算：7.4.5用于有加筋肋的平板的弯曲力矩根据以下公式计算：7.4.6综合允许弯曲力矩应从力矩M1和M2中选择最小值：7.4.7累积弯曲力矩根据以下公式计算：如果没有中心衬套，而肋条在中心横穿或者用实心凸块来代替衬套，那么，累积弯曲力矩根据以下公式计算：7.4.8作用在端盖（底部）中心部分的补充力，应符合以下条件式：7.4.9作用在端盖（底部）的允许剩余压力，根据以下公式计算：式中，如果力的作用方向Q0与压力的作用方向重合，那么，在用于确定的公式中，Q前面应该插入“-”号。8锥形外壳的计算8.1计算示意图和计算参数8.1.1.1图25图30上画出的是锥形外壳部件的计算示意图。8.1.2计算参数8.1.2.1过渡部分的计算长度根据以下公式计算：- 对于锥形外壳和圆柱形外壳（见图25、）：-对于锥形外壳和圆柱形外壳（见图26）：- 对于圆柱形外壳或者接管嘴（见图25）:a锥形外壳和圆柱形外壳的连接；锥形外壳和圆柱形外壳与加固圈的连接；锥形外壳与最小直径的圆柱形的连接图25. 没有环形异径管的外壳的连接图26. 外壳与环形异径管的连接图27. 锥形异径管的主要尺寸图28. 反对称外壳的连接图29. 带有加强圈的锥形外壳 带有环形异径管的底部；带有加固圈的底部；没有环形异径管和加固圈的底部图30. 慢坡倾斜的锥形底部8.1.2.2光滑的锥形外壳的计算直径根据以下公式计算：- 对于没有环形异径管的锥形外壳（见图25）：；- 对于带有环形异径管的锥形外壳（见图26）：；壁厚呈阶跃状改变的锥形外壳，对于其第二部分以及所有后续部分而言，该外壳部分的计算直径取大底座的内径。8.2计算公式的使用范围和条件8.2.1如果外壳壁厚与直径之比处于以下范围内，计算公式就适用：对于慢坡倾斜的锥形底部而言，不要求满足这种条件。8.2.2第8.3.10条、8.4.2条和8.5.1条中列出来的计算公式，如果计算温度没有超过应该考虑金属蠕变性的数值，也就是说，在此温度下，允许应力只是根据屈服点强度或者瞬时强度（强度极限）确定，那么，这些计算公式就适用。如果没有精确的数据，则允许公式在这种条件下使用：碳素钢制成的外壳边壁的计算温度不超过380摄氏度，低合金钢制成的外壳边壁的计算温度不超过480摄氏度，而奥氏体钢制成的外壳边壁的计算温度不超过525摄氏度。8.2.3本标准的公式不能用于计算护套固定到壳体处的锥形异径管的强度。在这种情况下，计算根据俄罗斯联邦国家标准 52857.8进行。8.2.4如果两个相邻外壳部件之间的距离小于相应外壳计算长度之和，或者如果从部件到容器支撑元件（裙座和支撑环除外）的距离小于第8.1.2.1条规定的外壳计算长度的两倍，公式就不适用。8.2.5计算公式在这种条件下适用：外壳过渡部分的执行长度不小于计算长度a1和a2。如果不能满足这个条件，则需要检验允许压力，同时S1和S2应该替换为：- 对于没有环形异径管的外壳连接；- 对于带有环形异径管的外壳连接，在根据以下公式（114）确定系数时：； 连接好的外壳的实际壁厚（见图25和图26）。8.2.6没有环形异径管的锥形外壳或者圆柱形外壳的部件，如果满足角焊缝并进行双面连续焊透的条件，公式就适用。8.2.7两个外壳连接处的锥形元件，对于相应的负载而言，其执行壁厚或者的取值始终不小于根据第8.3.1条或者第8.3.2条、第8.4.1条或者第8.4.2条和第8.8.1条确定的厚度SK。两个外壳连接出的圆柱形元件，其执行壁厚不应小于根据第5章公式确定的最小壁厚。8.2.8锥形外壳的孔的加固计算根据俄罗斯联邦国家标准 52857.3进行。8.2.9外壳过渡部分的壁厚计算，还可以通过第次渐近法根据预先选择、然后检验所选择数值的方式进行，或者通过线图立即确定：如果过渡部分材料的允许应力不一样的话，那么，根据线图进行的计算在使用其中最小允许应力值的条件下进行。对于锥形外壳而言，允许压力、轴向力和弯曲力矩取根据光滑锥形外壳的强度条件或者稳定性条件、以及过渡部分的强度条件得到的最小值。8.2.10计算还适用于与圆柱形外壳连接的反对称的外壳。a1、D和D1的计算值见图28。8.3承受压力的锥形外壳8.3.1承受内部剩余压力的光滑的锥形外壳8.3.1.1光滑的锥形外壳的壁厚根据以下公式计算：式中，8.3.1.2允许内部剩余压力根据以下公式计算：8.3.2承受外部压力的光滑的锥形外壳8.3.2.1计算公式在的条件下适用。8.3.2.2在一次近似值中，壁厚根据以下公式计算，代入有效尺寸，然后还应根据公式（104）进行检查：式中，在预先确定壁厚时，作为计算值，采用根据公式（107）（109）确定的数值。8.3.2.3允许外部压力根据以下公式计算：式中，取决于强度条件的允许压力：此外，取决于弹性范围内的稳定性条件的允许压力：锥形外壳的有效尺寸根据以下公式计算：系数B1的值根据以下公式计算：8.3.3没有环形异径管的外壳的连接（见图25a）8.3.3.1计算公式在以下条件下适用：如果，那么，在验算时，应取8.3.3.2取决于过渡区强度条件的壁厚根据以下公式计算：在确定时，系数根据公式（114）计算，或者根据线图（见图31）确定。锥形过渡元件的壁厚，借助于壁厚比值进行计算：8.3.3.3形状系数根据以下公式计算：式中，根据公式（114）或者根据图31图32在的条件下和允许应力的条件下确定。图31. 在计算外壳异径管的壁厚时，用于确定系数的线图8.3.3.4取决于过渡部分强度条件的允许内部剩余压力或者外部压力根据以下公式计算：式中，系数根据第8.3.3.3条确定。8.3.4锥形外壳与加固圈的连接（见图25、29）8.3.4.1公式在以下条件下适用：在与圆柱形外壳连接的条件下（见图25）：。如果，那么，在验算时应该取。计算只在加固圈上没有弯曲力矩的条件下才适用。图32. 在进行验算时用于确定系数的线图8.3.4.2加固圈的横截面面积根据以下公式计算：- 在根据图25连接时式中，系数或者根据公式（114）确定，或者根据线图（见图32）确定。在的条件下，不要求用加强圈进行加固。-在根据图29连接时：在由于外部压力或者轴向压缩力或者圈对接焊缝的弯曲力矩产生的负载作用情况下，应采用不连续焊缝进行焊接。在确定横截面面积时，还应考虑到位于圈和外壳的外缝之间的外壳边壁截面。8.3.4.3取决于过渡部分强度条件的允许内部剩余压力或者外部压力，根据以下公式计算：-在根据图29连接的情况下：8.3.4.4用于过渡部分而言，总的形状系数等于：B2和B3根据以下公式计算：8.3.4.5加固圈的焊缝强度检验式中，加固圈与外壳之间的受力焊缝的所有有效宽度之和（见图25）.对于间断性焊缝，它的实际宽度相对于焊缝长度和外壳的整个周长而言在减小。间断性焊缝末端之间的距离不应大于外壳壁厚的八倍，而且，所有焊缝的长度之和不小于加固圈周长的一半。8.3.5外壳与环形异径管的连接（见图26）8.3.5.1计算公式在以下条件下适用：8.3.5.2过渡部分的壁厚根据以下公式计算：式中，图33.在计算外壳异径管的壁厚时用于确定系数的线图根据第8.3.5.4条确定。8.3.5.3取决于过渡部分强度条件的允许内部剩余压力和外部压力系数根据公式（128）计算，而系数和根据公式（114）和（129）计算或者根据图32和图34确定。8.3.5.4等于：式中，系数根据公式（114）计算或者根据图32确定。图34. 在完成验算时，用于确定系数的线图系数根据公式（129）计算，或者根据图34确定：8.3.6接管嘴或者内部圆柱形壳体与锥形外壳的连接（图25）8.3.6.1公式在满足以下条件时适用：8.3.6.2壁厚根据以下公式计算：式中，系数根据第8.3.6.4条确定。过渡部分锥形元件的壁厚借助于壁厚比值进行计算：8.3.6.3取决于过渡部分强度条件的允许内部剩余压力或者外部压力根据以下公式计算：8.3.6.4形状系数等于：式中，根据公式（114）计算，并将D替换成D1：在条件下，在两种情况下，还可以根据图35和图36在D=D1和的条件下确定。图35. 在计算外壳异径管壁厚时，用于确定系数的线图8.3.7带有环形异径管的慢坡倾斜锥形底部（见图30a）8.3.7.1在满足的条件下，公式适用于内部剩余压力作用。8.3.7.2壁厚的取值为：式中，SK根据第8.3.1条在条件下确定和根据第8.3.5条在条件下确定。图36. 在完成验算时，用于确定系数的线图8.3.7.3允许内部剩余压力取以下数值中的最大值：和根据第8.3.1条在条件下确定的值和根据第8.3.5条在条件下确定的值中的最小值。8.3.8带有加固圈的慢坡倾斜锥形底部（见图30）8.3.8.1在满足以下条件时，公式适用于内部剩余压力作用：8.3.8.2锥形底部的壁厚根据第8.3.1.1条在DK=D的条件下确定。8.3.8.3加固圈的横截面面积根据第8.3.4.2条确定，根据本条规定，在确定时，应该取。8.3.8.4对于锥形底部，允许内部剩余压力根据第8.3.1.2条在DK=D的条件下确定；对于加固圈，则根据第8.3.4.3条确定，根据本条规定，在确定时，应该取。在遵守第8.3.4.5条要求的条件下，公式适用。8.3.9没有环形异径管也没有加固圈的慢坡倾斜锥形底部8.3.9.1在满足的条件下，公式适用于内部剩余压力的作用。8.3.9.2壁厚的取值为：根据公式（138）在条件下计算；根据第8.3.1条在条件下计算；根据第8.3.3条计算。8.3.9.3允许内部剩余压力取根据公式（139）在的条件下确定的值中的最大值；和根据第8.3.1条在条件下确定的值和根据第8.3.3条在条件下确定的值中的最小值。8.3.10承受着外部压力的慢坡锥形底部8.3.10.1在以下条件下，公式适用于外部压力作用：8.3.10.2允许外部压力根据公式（104）计算，塑性范围内的允许压力根据公式（105）计算，弹性范围内的允许压力根据以下公式计算：这里，8.4承受轴向力的锥形外壳8.4.1承受轴向拉伸力的光滑的锥形外壳8.4.1.