ГОСПРОМАТОМНАДЗОР СССР
АТОМНЫЕ СТАНЦИИ.
СТАЛЬНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ ОБОЛОЧКИ.
НОРМЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
ПНАЭ Г-10-012-89
Москва
1990
Государственный комитет СССР
по надзору за безопасным
ведением работ в промышленности и атомной энергетики
УТВЕРЖДЕНЫ
постановлением
Госатомэнергонадзора СССР
от 26.10.89 № 15
АТОМНЫЕ СТАНЦИИ. СТАЛЬНЫЕ
ЗАЩИТНЫЕ ОБОЛОЧКИ. НОРМЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
ПНАЭ Г-10-012-89
Москва 1990
Нормы содержат условные
обозначения и основные определения, примеры разделения напряжений на категории
и расчетные группы категорий напряжений, перечень основных нагрузок и
воздействий, допускаемые напряжения, расчеты по выбору основных размеров, на
статическую прочность, устойчивость, циклическую прочность, сопротивление
разрушению, динамические воздействия и правила определения параметров
пневматических испытаний.
Обязательны для всех министерств, ведомств,
организаций и предприятий, проектирующих, конструирующих, изготавливающих и
эксплуатирующих атомные электростанции, теплоцентрали, опытные и исследовательские
ядерные реакторы и установки, подконтрольные Госпроматомнадзору СССР
Дата введения 01.09.90
УСЛОВНЫЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ
Dа - номинальный наружный диаметр цилиндрической
или сферической части оболочки, мм;
D - номинальный внутренний диаметр
цилиндрической или сферической части оболочки, мм;
Dm - средний диаметр цилиндрической или
сферической части оболочки, мм;
d - диаметр отверстия, мм;
SR - расчетная толщина стенки, мм;
S - номинальная толщина стенки, указанная в
чертеже детали, узла или изделия, мм;
Sf - фактическая толщина стенки, мм;
So - минимальная расчетная толщина стенки при jd =
1 и С = 0, мм;
С = С1 + С2 + С3 - прибавка к толщине стенки, мм;
C1 - прибавка, учитывающая утонение стенки за
счет минусового допуска, мм;
C2 - прибавка, учитывающая утонение стенки за
счет всех видов коррозии за срок службы изделия, мм;
C3 - прибавка, компенсирующая возможное утонение
полуфабриката при изготовлении, мм;
j - расчетный коэффициент снижения прочности;
jd - коэффициент снижения прочности оболочек с
неукрепленным отверстием;
jc - коэффициент снижения прочности оболочек с
укрепленным отверстием;
jw - коэффициент снижения прочности сварного шва;
H - высота выпуклой части днища, мм;
jo - номинальный допускаемый
коэффициент снижения прочности;
[s] - номинальное допускаемое напряжение, МПа;
[Pa] - допускаемое наружное
давление, МПа;
P - расчетное давление, МПа;
T - расчетная (средняя по толщине стенки)
температура, °С;
- минимальное значение
предела текучести при расчетной температуре, МПа;
RTm - минимальное значение временного сопротивления при
расчетной температуре, МПа;
n0,2 - коэффициент запаса прочности по пределу
текучести;
nm - коэффициент запаса прочности по временному
сопротивлению;
Е - модуль упругости при
расчетной температуре, МПа;
d - раскрытие трещины;
dc - критическое раскрытие
трещины;
Tk - критическая температура хрупкости, °С;
Tko - критическая температура хрупкости материала
в исходном состоянии, °С;
DТT - сдвиг критической
температуры хрупкости вследствие температурного старения, °С;
DТN - сдвиг критической
температуры хрупкости вследствие циклической повреждаемости, °С;
Tn - температура пневматических испытаний, °С,
Pn - давление пневматических испытаний, МПа;
А - относительное удлинение, %;
Z - относительное сужение, %;
sа - амплитуда напряжений без учета концентрации,
МПа;
saF - амплитуда напряжений с учетом концентрации, МПа;
Ke - коэффициент концентрации напряжений;
[N] - допускаемое число циклов
нагружения;
nэ - число циклов в процессе эксплуатации;
АС - атомная станция;
СЗО - стальная защитная оболочка;
ПНАЭ Г-7-002-86 - Нормы расчета на прочность
оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок;
ПНАЭ Г-7-008-89 - Правила устройства и
безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических
установок.
1.
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1.1. Категории напряжений
В элементах оболочек:
sm - общие мембранные
напряжения, вызываемые действием механических нагрузок, нормальные к
рассматриваемому сечению, равные среднему значению напряжений в данном сечении;
smL - местные мембранные напряжения
- частный случай мембранных напряжений, действующих в пределах зоны, где
напряжения превосходят 1,1 [s]; при этом размеры этой зоны
не превышают 0,7 , и эта зона расположена на расстоянии не менее 1,7 по отношению к другой
зоне, где напряжения превышают [s];
sb -
общие изгибные напряжения, вызываемые действием механических нагрузок,
меняющиеся от положительного значения до отрицательного по всему сечению
оболочки, несамоуравновешенные по сечению;
sbL -
местные изгибные напряжения, вызываемые действием механических нагрузок,
самоуравновешенные по сечению оболочки (возникают от действия внутренних и
внешних краевых сил и моментов);
sТ -
общие температурные напряжения, возникающие от неравномерного распределения
температур по объему рассчитываемого элемента или из-за различия коэффициентов
линейного расширения материалов, приводящие в предельном случае к недопустимым
остаточным изменениям формы и размеров конструкции;
sTL- местные температурные
напряжения, возникающие из-за неравномерного распределения температур по объему
рассчитываемого элемента или из-за различия коэффициентов линейного расширения
материалов, которые не вызывают недопустимых остаточных изменений формы и
размеров конструкции;
sк -
напряжения компенсации, возникающие от стеснения температурных расширений и
перемещений мест закрепления трубопроводов;
sкm - напряжения компенсации растяжения или сжатия;
sкb - напряжения компенсации изгиба;
tкs - напряжения компенсации кручения.
В болтах и шпильках:
smw - напряжения растяжения в
болтах или шпильках, вызванные механическими нагрузками;
sbw-
напряжения изгиба в болтах или шпильках, вызванные механическими нагрузками;
tкs -
касательные напряжения в болтах или шпильках.
1.2.
Расчетные группы категорий напряжений
В элементах оболочек:
(s)1
- группа приведенных напряжений, определяемых по составляющим общих мембранных
напряжений;
(s)2
- группа приведенных напряжений, определяемая по суммам составляющих общих или
местных мембранных и общих изгибных напряжений;
(s)RV
- размах приведенных напряжений, определяемых по суммам составляющих общих или
местных мембранных, общих и местных изгибных и общих температурных напряжений;
(saF)V -
амплитуда приведенных напряжений, определяемых по суммам составляющих общих или
местных мембранных, общих и местных изгибных, общих и местных температурных
напряжений с учетом концентрации напряжений.
В болтах и шпильках:
(s)1w -
средние напряжения по сечению болта или шпильки, вызванные механическими
нагрузками;
(s)3w -
средние напряжения растяжения по сечению болта или шпильки, вызванные
механическими нагрузками и температурными воздействиями;
(s)4w -
приведенные напряжения, определяемые по суммам составляющих средних напряжений
растяжения по сечению болта или шпильки и изгибных напряжений, вызванных
механическими нагрузками и температурными воздействиями, а также напряжений
кручения.
1.3.
Примеры разделения напряжений на категории (табл. 1.1)
Таблица 1.1
Разделение напряжений на
категории и расчетные группы категорий, напряжений
Рассчитываемая зона | Вид нагружений | Категория определяемых
напряжений | Расчетная группа категорий
напряжений |
Цилиндрическая часть оболочки (гладкая часть) | Внутреннее давление | Общие мембранные | (s)1 |
Внутреннее давление, весовая нагрузка и/или
динамические воздействия | Общие (местные) мембранные + общие изгибные | (s)2 |
Внутреннее давление, весовая нагрузка, температурный
перепад по образующей и/или динамические воздействия | Общие (местные) мембранные + общие изгибные + общие
температурные | (s)RV |
Внутреннее давление, весовая нагрузка,
температурный перепад по образующей и толщине стенки и/или динамические
воздействия | Общие (местные) мембранные + общие изгибные + общие
температурные + местные температурные | (saF)V |
Зоны соединения цилиндрической части оболочки | Внутреннее давление, весовая нагрузка и/или
динамические воздействия | Общие мембранные | (s)1 |
с куполом (сферическая оболочка) | Внутреннее давление, весовая нагрузка, поля
температур в цилиндрической части оболочки и куполе и/или динамические
воздействия | Общие или местные мембранные | (s)2 |
Общие или местные мембранные + местные изгибные +
общие температурные | (s)RV |
Общие или местные мембранные + местные изгибные +
общие и местные температурные + местные напряжения в зонах концентрации | (saF)V |
Болты и шпильки фланцевых соединений и крышек | Внутреннее давление, затяг шпилек и/или
динамические воздействия | Средние напряжения растяжения по сечению болта или
шпильки | (s)1w |
Внутреннее давление, затяг шпилек, температурные
и/или динамические воздействия | Средние напряжения растяжения по сечению болта или
шпильки, вызванные механическими нагрузками и температурными воз действиями | (s)3w |
Средние напряжения растяжения по сечению болта или шпильки
и общие изгибные напряжения, вызванные механическими на грузками и
температурными воздействиями, а также напряжения кручения | (s)4w |
Средние напряжения растяжения по сечению болта или
шпильки и общие изгибные напряжения, вызванные механическими нагрузками и
температурными воздействиями, напряжения кручения, местные напряжения с
учетом концентрации в резьбе | (saF)w |
Зона заделки цилиндрической или сферической
оболочки | Внутреннее давление, весовая нагрузка и/или
динамические воздействия | Местные мембранные | (s)2 |
Внутреннее давление, весовая нагрузка, поля
температур в оболочке и заделке и/или динамические воздействия | Местные мембранные + местные изгибные + общие
температурные | (s)RV |
Местные мембранные + местные изгибные + общие
температурные + местные температурные + местные напряжения в зонах
концентрации | (saF)V |
Эллиптическое днище или крышка | Внутреннее давление и/или динамические воздействия | Общие мембранные | (s)1 |
Внутреннее давление, весовая нагрузка и/или
динамические воздействия | Общие мембранные + общие изгибные | (s)2 |
Внутреннее давление, весовая нагрузка, поле
температур и/или динамические воздействия | Общие мембранные + общие изгибные + общие
температурные | (s)RV |
Общие мембранные + общие изгибные + общие
температурные + местные температурные + местные напряжения в зонах
концентрации | (saF)V |
Компенсатор (сильфон, тор), зоны проходки | Внутреннее давление | Общие мембранные | (s)1 |
Внутреннее давление, перемещения трубопровода и
места приварки к оболочке и/или динамические воздействия | Общие или местные мембранные + общие температурные
+ местные изгибные + местные напряжения в зонах концентрации | (saF)V |
Зона приварки технологических проходок и врезки
шлюза оболочки | Внутреннее давление и/или динамические воздействия | Местные мембранные | (s)2 |
Внутреннее давление, поля температур в оболочке и
привариваемом элементе, усилия со стороны трубопровода и/или динамические
воздействия | Местные мембранные + местные изгибные + общие
температурные + напряжения от компенсации трубопровода | (s)RV |
Местные мембранные + местные изгибные + общие
температурные + местные температурные + напряжения от компенсации
трубопровода + местные напряжения в зонах концентрации | (saF)V |
2.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Настоящие нормы должны
соблюдаться при проектировании СЗО.
2.2. СЗО является элементом
локализующей системы безопасности оборудования и трубопроводов и
предназначается для удержания в заранее определенных границах радиоактивных
веществ с целью обеспечения требований действующих норм и правил по
предотвращению опасного воздействия на население, персонал и окружающую среду
как при нормальных условиях эксплуатации (НУЭ), так и при проектных авариях
(ПА), рассматриваемых в проекте, а также при проектных (ПЗ) и максимальных
расчетных (МРЗ) землетрясениях и различных динамических воздействиях.
2.3. СЗО должна выдерживать нагрузки
при всех проектных режимах.
2.4. Параметры нагрузок на
оболочку (давление, температура, внешние воздействия и др.), режимы
эксплуатации (в том числе ПА) определяются техническим заданием на
проектирование.
2.5. Нормы распространяются
на расчет на прочность стальных защитных оболочек сферической формы и
цилиндрической формы с полусферическим или торосферическим куполом и
эллиптическим или торосферическим днищем.
2.6. В основу норм расчета на
прочность положены те же основные принципы, что и в Нормах расчета на прочность
оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. ПНАЭ Г-7-002-86.
2.7. В рамках настоящих норм
выполняются:
1) выбор основных размеров
СЗО;
2) поверочный расчет.
2.8. При выборе основных
размеров в качестве основной нагрузки принимаются расчетные давление и
температура, определяемые техническим заданием.
Расчетное давление должно
приниматься не менее наибольшего избыточного давления, которое возникает в СЗО
при ПА (разгерметизация оборудования или трубопровода, охватываемых СЗО).
Под расчетной температурой
понимается наибольшая температура СЗО в процессе прохождения ПА.
2.9. При поверочном расчете
учитывают все силовые и температурные нагрузки, действующие на СЗО,
определяемые в соответствии с п. 2.4.
В рамках поверочного расчета
выполняют:
1) расчет на статическую
прочность;
2) расчет на сопротивление
хрупкому разрушению;
3) расчет на устойчивость;
4) расчет на циклическую
прочность;
5) расчет на динамические
воздействия (сейсмические, от падения самолета, ударной волны, от летящих
предметов и струй теплоносителя).
2.10. Настоящие нормы
построены в предположении, что СЗО после нагружения в процессе ПА должна
сохранять свою дальнейшую работоспособность.
2.11. При проведении
поверочного расчета напряжения рассчитываются в предположении упругого
поведения материалов и в том случае, если напряжения, определенные по расчету,
превышают предел текучести материала. Эти напряжения пропорциональны
упругопластической деформации в рассчитываемой точке. Условные упругие
напряжения вместо упругопластических деформаций вводятся для удобства
выполнения расчетов, принятых в инженерной практике.
2.12. Конструкция,
изготовление и монтаж СЗО должны удовлетворять требованиям Правил устройства и
безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических
установок. ПНАЭ Г-7-008-89.
3.
МАТЕРИАЛЫ
Комментарии (0)
Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться