Общие положения

Малоцикловое нагружение (малоцикловая усталость) – повторно-статические нагружение, характеризуется малым числом циклов до разрушения и сравнительно большим уровнем прикладываемых напряжений.

Расчету подлежат аппараты стальные в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности.

Расчетные формулы применимы при условии:

1) расчетная температура стенки из углеродистой стали не превышает 380°С;

2) расчетная температура стенки из низколегированной стали не превышает 420°С;

3) из аустенитной стали - 525°С.

 

Главные циклы нагружения возникают от давления, стесненности температурных деформаций или других видов нагружения.

Предельное состояние определяют главные циклы (предельное число) за весь срок эксплуатации сосуда.

[N] = N_пред. = (10³ ¸ 5 ∙ 10⁵) циклов.

Цикл нагружения - изменение нагрузки, которая заканчивается первоначальным состоянием и затем повторяется. Размах колебаний нагрузки - абсолютное значение разности между максимальным и минимальным ее значениями в течение одного цикла.

 

Необходимо учитывать следующие циклы:

1) между пуском и остановкой;

2) при испытаниях давлением;

3) вызванные стесненностью температурных деформаций;

4) от дополнительных усилий F и моментов М (от крепления аппаратов и трубопроводов).

 

При расчете на малоцикловую усталость не учитывают циклы нагружения от:

а) ветровых и сейсмических нагрузок;

б) нагрузок, возникающих при транспортировании и монтаже;

в) нагрузок, у которых размах колебания не превышает:

- 15% от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность, для углеродистых и низколегированных сталей;

- 25% от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность, для аустенитных сталей;

г) температурных нагрузок, при которых размах колебания разности температур в двух соседних точках менее:

- 15°С для углеродистых и низколегированных сталей;

- 20°С для аустенитных сталей.

Под соседними точками следует понимать две точки стенки сосуда, расстояние между которыми l не превышает:

, (13.1)

где D - диаметр сосуда;

S - толщина стенки сосуда.

 

Расчет на малоцикловую усталость можно производить:

- для отдельных узлов при соответствующих значениях ξ, η, [σ] и [Р];

-для аппарата в целом при наибольших значениях ξ, η, [σ] и наименьшем [Р].