Расчет и проектирование сварных конструкций нефтегазового профиля. 2-е изд.

ВВЕДЕНИЕ 7 ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА 9 1.1. Стали и цветные сплавы 9 1.2. Сортамент 21 Контрольные вопросы 38 ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ВИДЫ СВАРНЫХ ШВОВ 39 2.1. Соединения, выполненные сваркой плавлением 39 2.1.1. Общие понятия и определения 39 2.1.2. Соединения, выполненные дуговой сваркой 41 2.1.3. Соединения при электрошлаковой сварке 50 2.2. Соединения, выполненные контактной сваркой 51 2.3. Соединения, выполненные специальными способами сварки 57 2.3.1. Сварка трением 57 2.3.2. Высокочастотная сварка 58 2.3.3. Электронно-лучевая сварка 59 2.3.4. Лазерная сварка 60 2.4. Соединения при сварке пластмасс 60 2.4.1. Сварка нагревательным элементом 60 2.4.2. Ультразвуковая сварка 61 2.5. Обозначения сварных соединений на чертежах 62 Контрольные вопросы 66 ГЛАВА 3. КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ 67 3.1. Причины возникновения концентрации напряжений 67 3.2. Распределение напряжений в стыковых швах 70 3.3. Распределение напряжений в лобовых швах 71 3.4. Распределение напряжений во фланговых швах и в соединениях с накладками 73 3.5. Распределение напряжений в соединениях, выполненных контактной сваркой. 77 Контрольные вопросы 80 ГЛАВА 4. ОСНОВЫ РАСЧЕТА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ СТАТИЧЕСКИХ И ПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗКАХ С УЧЕТОМ СПЕЦИФИКИ РАБОТЫ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО ПРОФИЛЯ 82 4.1. Принципы расчета сварных конструкций и сооружений 82 4.2. Соединения, работающие на изгиб и сложное сопротивление 87 4.3. Сопротивление усталости сварных соединений 104 4.3.1. Прочность основного металла при переменных нагрузках 105 4.3.2. Прочность сварных соединений из стали при переменных нагрузках 113 4.3.3. Методы повышения сопротивления усталости сварных соединений 117 4.3.4. Расчет сварных соединений, работающих при переменных нагрузках 119 Контрольные вопросы 125 ГЛАВА 5. СОБСТВЕННЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ ПРИ СВАРКЕ 127 5.1. Понятие о собственных напряжениях и их классификация 127 5.2. Деформации и напряжения при неравномерном нагреве и остывании 131 5.3. Сварочные напряжения и деформации 140 5.4. Определение деформаций конструкций балочного типа 151 5.5. Экспериментальные методы определения сварочных напряжений. 162 5.6. Методы снижения остаточных напряжений и деформаций. 164 Контрольные вопросы 167 ГЛАВА 6. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ БАЛОК 169 6.1. Сведения о балках, схема расчета 169 6.2. Расчет балок на прочность и жесткость 171 6.2.1. Определение расчетных усилий в балках с помощью линий влияния 171 6.2.2. Определение требуемой высоты сечения балки из условия жесткости и условия наименьшего веса 176 6.2.3. Подбор сечения балки 180 6.2.4. Проверка максимальных напряжений в опасных точках сечения 181 6.3. Общая устойчивость балок 183 6.4. Местная устойчивость балки и расстановка ребер жесткости 186 6.5. Сварные соединения балок 189 6.5.1. Расчет поясных швов 189 6.5.2. Стыки балок 191 6.6. Опорные части балок 192 6.7. Пример расчета и проектирования сварной балки 194 Контрольные вопросы 202 ГЛАВА 7. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ СТОЕК 204 7.1. Сведения о стойках, типы поперечных сечений 204 7.2. Расчет прочности и устойчивости стоек со сплошными и составными поперечными сечениями 206 7.2.1. Расчет стоек со сплошными поперечными сечениями при центральном сжатии 206 7.2.2. Расчет стоек со сплошными поперечными сечениями при эксцентрическом сжатии 209 7.2.3. Расчет стоек с составными поперечными сечениями 213 7.3. Соединительные элементы стоек 215 7.4. Базы и оголовки стоек 218 7.5. Пример расчета и проектирования сварной стойки 220 Контрольные вопросы 229 ГЛАВА 8. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ ФЕРМ 231 8.1. Понятие о фермах 231 8.2. Элементы строительной механики стержневых систем 234 8.2.1. Геометрическая неизменяемость и статическая определимость 234 8.2.2. Определение расчетных усилий в стержнях ферм 236 8.3. Подбор сечений растянутых и сжатых элементов ферм 248 8.4. Узлы ферм 251 8.5. Примеры расчета и проектирования конструкции сварной фермы 254 Контрольные вопросы 283 ГЛАВА 9. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕФТЕГАЗОВЫХ СООРУЖЕНИЙ ОБОЛОЧКОВОГО ТИПА 285 9.1. Классификация сооружений оболочкового типа 285 9.2. Стальные вертикальные цилиндрические резервуары 286 9.3. Цистерны и сферические резервуары 291 9.4. Трубопроводы 295 Контрольные вопросы 300 ГЛАВА 10. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 301 10.1. Примеры сварных деталей машин 301 10.2. Сварные барабаны лебедок грузоподъемных машин 303 10.3. Сварные корпуса редукторов 306 10.4. Сварные рамы и станины 307 10.5. Зубчатые колеса, шестерни, шкивы 309 Контрольные вопросы 312 ГЛАВА 11. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ НЕФТЕГАЗОВЫХ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ 313 11.1. Сопротивление разрушению сварных конструкций и сооружений 313 11.2. Основные положения и критерии механики разрушения 314 11.3. Протяженные разрушения магистральных газопроводов 323 Контрольные вопросы 340 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 341