Сидоркин Петр Михайлович

Уважаемые эксперты,
благодарю вас за подробные и терпеливые разъяснения, которые,надеюсь, помогли разобраться в сложном для меня вопросе.

1. "расчитываем наихудшие условия. этого никто не запретит сделать." -конечно, никто не запретит. Более того, мы обязаны проводить расчет для наиболее тяжелых условий.
2."при внутреннем избыточном давлении расчитывать на устойчивость нет смысла, поскольку обечайка заведомо подкреплена изнутри распором среды. " - да, это понятно.
При этих условиях устойчивость обеспечивается внутренним давлением.
3."принимает два наихудших варианта:
действие внутреннего избыточного давления – выбираем максимальное воздействие – 0,1МПа;
действие наружного давления – выбираем максимальное воздействие – 0,004МПа."
Это является не наихудшим вариантом, а минимально необходимым.
Что касается внутреннего давления, то тут вопросов нет.

А вот по режиму наружного нагружения - при расчете на устойчивость - вопрос так и остался: на основании чего расчетное давление мы берем равным рабочему (0,004 МПа), если ГОСТ Р 52630-2006 (п.8.11.3) задает расчетное давление равное 0,1 МПа? Независимо от величины внутреннего давления (если оно меньше атмосферного).
Конечно, я мог бы взять и внешнее расчетное давление 0,1 МПа, как это требует, в моем понимании, упомянутый ГОСТ, но тогда металлоемкость аппарата, по крайней мере части его элементов, существенно увеличится. И тогда уже заказчик потребует от меня обосновать металлоемкость и цену разработанной мною конструкции. Он скажет, на основании чего я в 25 раз увеличил расчетное давление в сравнении с рабочим…Вот в такие ножницы я попал…Неужели нет оптимального решения и/или обоснования определения расчетного давления сосуда, работающего под слабым разряжением (вакуумом)?… Или я совсем непонятно спрашиваю…

Спасибо. С уважением, С.П.М.

Александр Васильевич, спасибо за четкие ответ и совет. Понимаю, что расчет должен обязательно проводиться по утвержденным методикам.Иное Ростехнадзор и не пропустит. Поэтому и стараюсь вникнуть в специфику.
Описанный Вами алгоритм расчета полностью соответствует моему представлению о техническом решении вопроса обеспечения устойчивости и прочности сосуда. Но не означает ли это, что мы этим самым действие ГОСТ Р 52630-2006 (п.8.11.3) ограничиваем только областью расчета на прочность при гидроиспытаниях, а расчет на устойчивость в рабочем состоянии - главном режиме работы сосуда - проводим без учета этого ГОСТа, подставляя рабочее давление? Вправе ли мы так делать? Если ДА, то на каком основании? Вот какие сомнения. Ведь в Ростехнадзоре укажут на ГОСТ Р 52630-2006 (п.8.11.3), а что можно будет в таком случае ответить? Ведь не сошлешься на негласную практику проектных организаций…

Спасибо. С уважением, С.П.М.

Александр Васильевич, спасибо за ответ.
Начинаю немного понимать логику Ваших рассуждений. Но часть вопросов осталась.
Сразу скажу, что я, как мне кажется, понимаю разницу в расчетах на прочность и устойчивость.И формулу Эйлера для стержневых конструкций (область применения, влияние различных заделок концов балок) помню со студенческих времен. И форма канистр, плоских фляг, пластиковых бутылок и тому подобных герметичных емкостей, закрытых знойным днем и обнаруженных прохладным утром, знакома с тех же времен.
Наверное, это известно и понятно для многих инженеров, не только для меня. И то, что я применял термин "расчет на прочность", это упрощение, вызванное тем, что бы оттенить эти расчеты от определения давлений при гидроиспытаниях (ведь от ссылки на этот раздел ГОСТа начался разговор). Кроме того, расчет на устойчивость является, в общем случае, элементом прочностного расчета, по крайней мере при разговоре о расчетах конструкции условно объединяется с ним (для разделения с другими расчетами конструкции, например, кинематическими, динамическими, тепловыми). Частично это подтверждается и Вашими словами - то, что "в гостах для расчетов под вакуум использован подход именно обеспечения устойчивости идеальной цилиндрической оболочки, но никак не прочность. там использован подход упругодеформированной идеальной оболочки равномерно нагруженной по всей площади" - и это в ГОСТ Р 52857.1…12-2007, который называется "Нормы и методы расчета на прочность".Но я согласен с Вами, если речь идет о конкретной специфике расчета, то нужно применять соответствующую терминологию. В данном случае - какое расчетное давление у сосуда, работающего под вакуумом, при его расчете на устойчивость?
1."для расчета толщины стенки необходимо определять устойчивость оболочки."-да, понятно, разделяю.
"но этот прием в практике расчетов используется слабо, поскольку не каждый понимает разницы прочность-устойчивость." - но это проблема не инженерного плана, а совсем другого…
2."для этих целей произведена подмена этих понятий." - но ведь так не обосновать отклонение расчетной схемы от схемы действия реальных нагрузок…И адекватность расчета ставиться под сомнение…
3."для контролирующих организаций каждый раз приводить доводы не очень удобно" - разве сам расчет с соответствующими ссылками не может служить доводом и обоснованием адекватности его выполнения?
4. Будем считать п.п.1,2 и 3 некоторым риторическим отступлением от темы разговора.
5. "вам придется выполнять расчет на прочность (0,1 МПа), а затем проверять и корректировать эти значения при расчетах на устойчивость для уже рабочих условий" - т.е. после расчета на прочность (понятно) я делаю расчет на устойчивость - так вот какое расчетное давление при этом расчете - на устойчивость - брать? 0,004 МПа(рабочее давление) -если ДА, то почему? - или 0,1 МПа (регламентировано ГОСТ Р 52630-2006 (п.8.11.3))? Оно должно быть ВНЕШНИМ? Уж простите, пожалуйста, это я не понял из Вашего ответа.
6. "при этом необходимо выбирать середину между полученными значениями" - почему среднее, а не наибольшее?
7. "именно про это я и сказал, что использование программного комплекса лишь заводит в тупик специалиста. вы вводите данные только те, что запрашиваются, а зачем это нужно в теории расчетов - неведомо." Наверное, так часто и бывает. И Ваше предостережение имеет быть место. Но эти вопросы стоят перед расчетчиком независимо от того, считает он в программном комплексе или в ручную на калькуляторе.Поэтому я и пытаюсь разобраться.

Спасибо. С уважением, С.П.М.

Спасибо, Александр Васильевич, за Ваши ответы.
1. Вариант с вынесенным сепаратором буду анализировать. Однако, поле для маневра при этом не очень большое, т.к. уже есть расчетная схема технологических процессов в абсорбере и монтажные привязки-растановка оборудования в цеху - боюсь, что такое изменение аппарата не согласуют технологи и монтажники.
2."Пассат" действительно многие расчетные процессы скрывает. Но при выводе результатов расчета там все расписано, причем все достаточно подробно и в соответствии с ГОСТ Р 52857.1…12-2007 "Нормы и методы расчета на прочность".
При этом существенно ускоряется расчет и оформление отчетной документации .Кроме того, при задании исходных данных "Пассат" все-таки запрашивает основные исходные данные и просто так, без более-менее ясного понимания этих данных он остановит расчет. Но соглашусь с Вашим тезисом, что нужно обязательно пройти этап ручного расчета. Раньше я такой этап прошел. Провел несколько (правда, не самых сложных)
ручных расчетов и программных в "Пассате", чтобы сопоставить их сходимость. Хорошее совпадение результатов и относительное удобство его использования (к сожалению, не все реальные конструкции он моделирует) вызвало доверие к "Пассату" и в дальнейшем я не делал сравнения.Но в данном случае, постараюсь снова сравнить эти два способа.
3."в качестве рабочего более наглядным будет указывать не разряжение или вакуум, а абсолютное давление в паскалях."
Я так и делаю.В документации всегда ставим значение давления. Если без комментариев - по умолчанию избыточное. В моем случае говорим "Рабочее давление (абсолютное) - 0,096МПа". Это сразу распознается как давление, меньшее атмосферного, т.е. по ГОСТ 5197-85 «Вакуумная техника. Термины и определения» - вакуум со всеми вытекающими последствиями.
4."в проекте же вам все равно придется принимать расчетное давление 0,1МПа избыточного (внутреннего) давления"
Александр Васильевич, пожалуйста, поясните этот момент - возможно, здесь мое непонимание нормативов. Если определять давление гидроиспытаний и соответствующий расчет на прочность при этом, то я целиком разделяю этот подход.
Но если мы считаем на прочность сосуд в рабочем состоянии, то в этом случае рабочее давление ВНЕШНЕЕ ?Ведь схема нагружения другая? И результаты получаются разными.
5."по поводу больших толщин еще раз уточню, скорее всего вы неправильно пользуетесь конструкциями тарелок. так как они играют роль ребер жесткости и очень сильно уменьшают расчетную толщину! посчитайте две формулы для расстояния междутарелками и удвоенного расстояния. думаю результаты вас удивят! "
Конечно, Вы правы, что ребра жесткости существенно упрочняют конструкцию. И если говорить об элементах, к которым они присоединяются - в данном случае к цилиндрическим обечайкам 3-х метрового сепаратора и 1,7 -й м колонны, то эти стенки укрепляются. Однако меня беспокоит именно переход от сепаратора к колонне, выполненный в виде кольца Днар=3м/Двнутр=1,7 м, которое я считаю как плоское днище с радиальными ребрами жесткости.Вот оно то получается значительно более толстым.

И все-таки, какое расчетное давление сосуда работающего под очень слабым разряжением:
- 0,1 МПа при любых перепадах внешнего и внутреннего давлений?
- это НАРУЖНОЕ или ВНЕШНЕЕ давление (относительно сосуда)?
Спасибо за ответы.

Уважаемые эксперты!

Прежде всего большое спасибо Вам за ответы.
Ярослав Николаевич,серию ГОСТ Р 52857.1…12-2007 "Нормы и методы расчета на прочность", относящиеся к сосудам и аппаратам, применяю постоянно в качестве базовых при расчете толщин элементов этих конструкций. Правда, напрямую обращаюсь к ним не так часто, потому что при расчетах применяю сертифицированную специализированную программу "Пассат".
Какие толщины в сосудах и аппаратах при внешних давлениях я представляю. И они
действительно большие. И существенно зависят от величины наружного давления (точнее, перепада давлений внешней и внутренней среды).Именно поэтому и возникла у меня проблема с определением расчетного давления. Ведь реальный перепад давлений всего 0,004 МПа, а по ГОСТ Р 52630-2006 (п.8.11.3), если я правильно понимаю, нужно считать на 0,1 МПа, т.е. в 25 раз больше. Соответственно, и толщины будут существенно больше. Получается, что технические требования и требования ГОСТ значительно расходятся. Возможно, я не все понимаю в этой проблеме. И поэтому хочу разобраться. Просто сослаться только на этот ГОСТ, без попытки найти компромиссное (но обязательно обоснованное) решение,опасаюсь, может выглядеть как недостаточно проработанным.
Александр Васильевич, наверное, из-за стремления сделать исходный вопрос лаконичней, я очень мало дал исходных данных. В моем случае получаются другие толщины.Постараюсь исправить это упущение. Дело в том, что мой абсорбер представляет собой колонну в виде гриба. Сверху в виде шляпки находится сепаратор
диаметром 3 метра. Он опирается на колонну ("ножку") диаметром 1,7 метра.А соединение их происходит по плоскому кольцу - что-то типа нижней пленки у шляпки гриба масленка (извините, пожалуйста, за такое бытовое сравнение - к сожалению, не могу приложить схему). И расчет этого элемента - кольца с внешним диаметром 3 метра и с внутренним - 1,7 м - ведется как плоского дниша. Кольцо усиливаем радиальными ребрами. При разработке конструкции абсорбера взял в качестве опорной, исходной, толщину этого кольца 20 мм. При этих толщинах кольцо-днище держит всего 0,03 МПа - в три раза меньше требуемого ГОСТ Р 52630-2006 (п.8.11.3).Возможно,нужно будет переходить от плоского кольца к конусному переходу (верхняя часть сепаратора заканчивается конусом), однако, это не очень желательный вариант, так как приведет к увеличению высоты абсорбера (есть ограничения по высоте цеха) и необходимости согласования с разработчиком ТЗ на абсорбер.
И еще вопрос. Моя проблема базируется на том, что я РАСЧИТЫВАЮ толщины исходя из требования п.8.11.3 ГОСТ Р 52630-2006. Но ведь это приведено в разделе для гидравлических испытаний сосудов (0,1 МПа). Т.е. для определения давления гидроиспытаний (Внутренних давлений). Между тем, есть определение
расчетного давления - что оно обычно равно рабочему давлению(0,004 МПа). И здесь мне тоже не очень понятно. Обязан ли я переносить требования к гидравлическим испытаниям (ясно, что для этого случая делаем свой расчет, но это будут уже не НАРУЖНОЕ, а ВНУТРЕННЕЕ давление) к требованиям расчета на прочность по рабочим нагрузкам(ВНЕШНИМ)?

Уважаемые эксперты! Прошу Вас,поделитесь своим опытом,помогите разобраться с этими тонкостями.