Сосуд под внутренним давлением: напряжения и толщина стенки
Кольцевое и осевое напряжения в цилиндрической обечайке сосуда, аппарата или трубы под внутренним давлением, расчётная толщина стенки и допускаемое давление по ГОСТ 34233.2 с учётом коэффициента прочности сварного шва и прибавок.
σ_t = p · (D + s − c) / (2 · (s − c))σ_x = p · D² / (4 · (s − c) · (D + s − c))s_R = p · D / (2 · φ · [σ] − p), s ≥ s_R + c[p] = 2 · φ · [σ] · (s − c) / (D + s − c)Формулы ГОСТ 34233.2 для цилиндрических обечаек применимы при (s − c) / D ≤ 0,1 (для труб диаметром до 200 мм — до 0,3). Напряжения мембранные, по толщине без прибавок; осевое — от давления на днища, без изгиба, веса и опорных нагрузок. ASME VIII-1 (UG-27) даёт практически ту же толщину: t = P · R / (S · E − 0,6 · P). Днища, штуцеры и опоры проверяют отдельно.
Источник: ГОСТ 34233.2-2017 (ранее ГОСТ 14249-89) — расчёт цилиндрических обечаек; ASME BPVC Section VIII Div. 1, UG-27
Исходные данные
Единицу у поля можно сменить: значение пересчитается в единицы формулы автоматически.
Не ниже рабочего давления и давления настройки предохранительного клапана.
Прибавка на коррозию (скорость коррозии × срок службы, обычно 1–3 мм) плюс минусовой допуск проката и технологическое утонение.
По ГОСТ 34233.1 при 20 °C: 09Г2С — 196 МПа, сталь 20 — 147, Ст3сп — 154, 12Х18Н10Т — 184; ASME SA-516 Gr. 70 — 138 МПа. При повышенной температуре — по таблицам стандарта.
1,0 — стыковой шов с двусторонним сплошным проваром и 100 % контролем, бесшовная труба; по ASME VIII-1 — 1,0 / 0,85 / 0,70 при полном, выборочном и без радиографического контроля.
Конвертер единиц для этой формулыДавление · Длина · Доли и проценты
- МПа1
- кПа1 000
- бар10
- атм9,86923
- кгс/см²10,1972
- мм рт. ст.7 500,62
- МПа изб.0,898675
- бар изб.8,98675
- psi145,038
- psia145,038
- psig130,342
- ksi (тыс. psi)0,145038
psi и psia — абсолютное давление; «изб.» и psig — избыточное, над атмосферным (101,325 кПа = 14,696 psi). Разность давлений в формулах от этого не зависит.
- σ_x — Осевое (продольное) напряжение–
- s_R — Расчётная толщина стенки без прибавок–
- s_min — Требуемая толщина с прибавками–
- [p] — Допускаемое давление при толщине s–
- σ_t / (φ · [σ]) — Использование прочности–
Ещё в теме «Прочность и крепёж»
Момент затяжки для заданного усилия предварительной затяжки — в долях предела текучести материала болта — через коэффициент затяжки K, учитывающий трение в резьбе и под гайкой.
Усилие предварительной затяжки и напряжение в болте или шпильке при известном моменте на ключе, и их доля от предела текучести.
Результаты — инженерные оценки по стандартным формулам; для проектных решений сверяйте их с нормативами, проектной документацией и расчётами специалистов. Формулы, перенесённые из исходного набора расчётов, оставлены без изменений, а их ошибки описаны в примечаниях.