ГОСТ Р 56296-2014

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИИ

ГОСТ Р 56296— 2014

Технические требования и оценка прочности

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

ГОСТ Р 56296-2014

1    РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Красноармейский научно-исследовательский институт механизации» (ОАО «КНИИМ»)

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 декабря 2014 г. № 1968-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года)    информационном указателе «Национальные стандарты», а

официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

© Стандартинформ. 2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

6.3.2.7 Толщину шибера назначают по графикам рисунка 5. если

a s 40°: 1.25i0,15 S I S 1,60±0.20; 0.80±0.10:»bS 1.6010.20.

6.3.2.8    Если проектируемый шибер не подпадает ни под одно из выше перечисленных условий, то толщина шибера определяется по формуле, представленной в 8.2.1.

6.3.2.9    Рекомендуется назначать толщину однослойного шибера в интервале 5 S S S 50 мм. Если толщина однослойного шибера не удовлетворяет требованиям безопасности, следует применять трехслойный шибер.

6.3.2.10    Трехслойный шибер состоит из двух металлических облицовочных плит и жесткого наполнителя. Толщина трехслойиого шибера, мм. показана на рисунке 6 и составляет

где - строительная высота, равная толщине однослойного шибера, определяемого S согласно 6.3.2.4-6.3.2.7. мм;

Si - толщина металлической облицовочной плиты, мм.

6.3.2.11    Если относительное расстояние от центра заряда до центра шибера находится в диапазоне 2 < rj < 10 и при взрыве возможно образование осколков (осколочные снаряды или заряды в оболочке), то шибер должен иметь толщину не менее 32 мм.

6.3.2.12    Для плоских шиберных устройств допускается применение разрезных шиберов, состоящих из двух металлических плит, стыкующихся между собой по линии разреза. При этом толщины плит получат умножением значения толщины шибера, выбранного согласно 6.3.2.4-6.3.2.7 на коэффициент 1,2. Остальные основные параметры выбирают так же как и для неразрезного шибера.

6.3.3    Толщина минимального сечения направляющей S₂ показана на рисунке 1 и выбирается согласно графикам рисунка 7, или вычисляется по формуле, представленной в 8.2.2.

6.3.4    Толщина основания плоского ШУ S_oc. м, выбирается равной половине толщины однослойного шибера

S. >-S'. •    4

(6)

S„.

(7)

8

ГОСТ Р 56296-2014

1    Область применения................. 1

2    Нормативные ссылки ......................................................... .................1

3    Термины и определения ................................................... 1

4    Обозначения и сокращения.................................................... 2

5    Технические требования.....................................................................................................4

6    Основные параметры и размеры шиберных устройств....................................................5

7    Расчет нагрузок, действующих на шиберное устройство

при взрыве заряда ВВ в кабине ..........................................................................................19

8    Расчет на прочность шиберных устройств.......................................................................25

Приложение А (справочное) Примеры расчета шиберных устройств для взрывоопасных производств ................................................................... 30

III

УСТРОЙСТВА ШИБЕРНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ ДЛЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ Технические требования и оценка прочности

Mela! gate devices for explosives facility sites.

Technical requirements and strength assessment

Дата введения — 2015—07—01

Настоящий стандарт распространяется на шиберные металлические устройства (ШУ) для взрывоопасных производств, предназначенные для защиты обслуживающего персонала, находящегося в закабинном пространстве, от действия воздушной ударной волны (ВУВ) и осколков корпусов боеприпасов и оборудования при взрыве конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) в кабине.

ШУ устанавливается в технологическом проеме кабины, через который производится загрузка оборудования взрывчатыми материалами и взрывоопасными изделиями для производства опасных и особо опасных операций.

Стандарт устанавливает типы, основные параметры и размеры, методы расчета и технические требования к ШУ.

Положения настоящего стандарта должны применять расположенные на территории Российской Федерации организации, предприятия и другие субъекты научной и хозяйственной деятельности независимо от форм собственности и подчинения.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия

ГОСТ 2850-95 Картон асбестовый. Технические условия

ГОСТ 6636-69 Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные линейные размеры

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссыпку.

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    кабина железобетонная монолитная (далее по тексту кабина):    Монолитное

железобетонное сооружение, предназначенное для локализации взрыва и обеспечения безопасности обслуживающего персонала.

3.2    вышибная поверхность: Легкосбрасываемая конструкция, заменяющая одну из стен и/или покрытие кабины, и предназначенная для сброса избыточного давления при аварийном взрыве.

Издание официальное

ГОСТ Р 56296-2014

3.3    шиберное устройство: Конструкция, предназначенная для перекрытия технологического проема в стене кабины с целью защиты обслуживающего персонала, находящегося о закабинном пространстве, от действия поражающих факторов взрыва.

3.4    шибер: Основной элемент шиберного устройства, представляющий собой задвижку, перекрывающую технологический проем.

3.5    строительная высота: Расстояние между продольными осями симметрии облицовочных плит для трехслойного шибера.

ВВ    -    взрывчатое вещество;

ВУВ    -    воздушная ударная волна;

ШУ    -    шиберное устройство;

а - угол падения воздушной ударной волны, образованный между направлением из центра заряда на центр шибера и нормалью к нему, град; о,    -    тротиловый эквивалент взрывчатого вещества.

б - единичный прогиб цилиндрического шиберного устройства под приведенной массой, м/кг;

б| - единичный прогиб цилиндрического шиберного устройства под сосредоточенной массой, м/кг;

с - максимальный зазор между каркасом и наружной поверхностью цилиндрического шиберного устройства, мм;

П    -    относительное расстояние;

р    -    плотность материала шибера, кг/м³;

От    -    статический предел текучести материала шибера. Па;

Tmw    -    максимальные касательные напряжения. Па;

[т_т]    -    допустимые касательные напряжения. Па;

т. - характерное время фазы положительного давления, действующего на шибер, с; и) - частота собственных колебаний цилиндрического шиберного устройства, с'¹; а    -    скорость звука, м/с; для металла а = 5100 м/с;

Ь    -    высота технологического проема, м;

В    -    высота шибера, м:

С*»    - масса эквивалентного сферического заряда ВВ. кг;

С_р    -    масса расчетного заряда ВВ. кг;

С    -    масса используемого заряда ВВ. кг;

d,    -    диаметр болтов крепления направляющей, мм;

d₂    -    минимальный диаметр оси. мм;

Di - местная ширина шибера цилиндрического шиберного устройства, м;

Dm - наименьшая ширина шибера цилиндрического шиберного устройства, м;

Е    -    модуль Юнга. Па;

F,    -    площадь i-го поперечного сечения, м²:

F„ - площадь технологического проема в стене кабины, м²;

For, - площадь поперечного сечения оси цилиндрического шиберного устройства, м²;

2

ГОСТ Р 56296-2014

ускорение свободного падения, м/с²;

высота шибера цилиндрического шиберного устройства, м;

высота кабины от пола до внутренней поверхности перекрытия, м;

высота цилиндрической выемки в технологическом проеме, м;

расстояние от центра массы заряда до пола кабины, м;

минимальное расстояние от центра массы заряда до пола кабины, м;

момент инерции i-ro сечения цилиндрического шиберного устройства, м⁴;

первичный импульс. Па с;

вторичный импульс. Па с;

суммарный равномерно распределенный импульс. Па с; коэффициент снижения нагрузки: коэффициент динамичности;

расстояние от центра массы заряда до боковой стены кабины, м; минимальное расстояние от центра массы заряда до боковой стены кабины, м; расстояние от точки приложения расчетной статически эквивалентной нагрузки Р до опоры, м;

ширина технологического проема, м; длина пролета ко поперечного сечения, м; приведенная длина пролета i-ro поперечного сечения. 1/Н м; длина болтов для крепления направляющей, мм. ширина шибера, м;

расстояние между боковыми стенами, м;

изгибающий момент в i-ом поперечном сечении при действии единичной нагрузки. H WH;

максимальный изгибающий момент. Н м;

приведенная масса цилиндрического шиберного устройства, кг;

предельный изгибающий момент на единицу длины наиболее нагруженного сечения цилиндрического шиберного устройства. Н м;

максимальный изгибающий момент, возникающий в сечении цилиндрического шиберного устройства при действии единичной нагрузки. Н м/Н; сосредоточенная масса ко поперечного сечения цилиндрического шиберного устройства, кг;

запас прочности по предельным нагрузкам;

количество болтов крепления направляющей, шт;

фиктивная нагрузка i-ro поперечного сечения. Н;

единичная нагрузка, которая при расчете принимается равной 1. Н;

давление на фронте проходящей воздушной ударной волны при воздушном взрыве. Па;

давление на фронте отраженной воздушной ударной волны при воздушном взрыве. Па;

давление на фронте проходящей ударной волны при наземном взрыве. Па:

давление на фронте головной ударной волны. Па;

давление, действующее на шибер. Па: ³

3

ГОСТ Р 56296-2014

ДР_д - статическая эквивалентная сосредоточенная нагрузка, Н;

Q - расчетная статическая эквивалентная равномерно распределенная нагрузка, q - действующая на шиберное устройство. Па;

кратчайшее расстояние между центром заряда и центром шибера, м;

R - расстояние по нормали от центра заряда до шибера, м;

R_n - реакция опоры цилиндрического шиберного устройства. Н;

R_on - местный радиус цилиндрической выемки в технологическом проеме, м; г, - радиус эквивалентного сферического заряда, м;

Го - толщина однослойного или трехслоймого шибера, мм;

S    -    строительная высота, мм.

S    -    толщина металлической облицовочной плиты, мм;

S, - толщина минимального сечения направляющей, мм;

S₂ - толщина нижней полки направляющей, мм;

S'2    -    толщина каркаса, мм;

Sj    -    толщина обечайки, мм;

Бд    -    толщина диска, мм;

Ss - толщина стенки защитного кожуха цилиндрического ШУ с S-образным шибером, мм; S₆    -    толщина основания, мм;

Soc - время разрушения опоры, с;

t - период собственных колебаний цилиндрического шиберного устройства, с;

Т - статический момент сечения цилиндрического шиберного устройства, м³.

W - приведенное расстояние от центра заряда до центра шибера. мУкг"³;

Z

5.1    ШУ должно изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

5.2    ШУ должно размещаться на стене кабины с ее внутренней стороны.

5.3    Конструкция ШУ должна исключать возможность проникновения продуктов взрыва и ударной волны через зазоры между элементами устройства.

5.4    Устанавливаются для применения следующие типы ШУ;

-    плоские, рисунок 1;

-    цилиндрические с плоским шибером, рисунок 8;

- цилиндрические с S-образным шибером, рисунок 9.

5.5    Зазоры между направляющей и шибером плоского ШУ должны соответствовать посадке не

НИ

ниже-.

dll

5.6    Зазоры между наружной поверхностью цилиндрического ШУ и каркасом должны быть не более 3 мм. Уплотнение должно обеспечивать плотное прилегание к наружной поверхности цилиндрического ШУ.

5.7    Конструкция цилиндрического ШУ с S-образным шибером должна предусматривать установку внутри кабины защитного металлического кожуха с толщиной стенки не менее 5 мм.

5.8    Конструкция цилиндрического ШУ с S-образным шибером должна включать блокировочное тормозное устройство, препятствующее проворачиванию шибера при аварийной ситуации.

5.9    Конструкция сварных узлов должна обеспечивать равнопрочность основного металла (более тонкого из свариваемых элементов). ⁴

4

5.10    Число анкерных болтов должно быть не менее четырех, диаметр которых должен быть не менее 16 мм.

5.11    Элементы шиберных устройств должны изготавливаться из материалов, указанных в таблице 1.

Таблица 1- Материалы для элементов шиберного устройства

5.12    Допускается применение других марок конструкционных сталей, имеющих прочностные характеристики не ниже чем у материалов, указанных в таблице 1. Выбор материала должен определяться свойствами транспортируемых через ШУ веществ и условиями технологического процесса.

5.13    Безопасная зона для обслуживающего персонала устанавливается при проектировании технологической линии.

Если загрузка кабины ВВ не превышает 5 кг и кратчайшее расстояние от центра заряда до ШУ не менее 0,5 м. допускается нахождение рабочего места аппаратчика напротив технологического проема на расстоянии не менее 1 м от стены кабины.

В противном случае рабочее место аппаратчика должно быть вне зоны прямого действия генерируемой ударной волны.

6.1.1    Размеры прямоугольного технологического проема выбираются согласно таблице 2 и ГОСТ 6636

Таблица 2- Размеры прямоугольного технологического проема

5

6.2.1 Количество болтов для крепления направляющей выбирается согласно таблице 3.

Таблица 3 - Количество болтов для крепления направляющей

Примечание - При интерполировании промежуточных значений количества болтов необходимо выбирать большее число болтов крепления._

6.2.2 Диаметр болтов для крепления направляющей выбирается из таблицы 4

необходимо выбирать больший диаметр.

6.2.3 Длина болтов для крепления направляющей, м, выбирается из условия

l_fi=0,8-(S_;+Sj.

(1)

6.3.1 Основные параметры плоского шиберного устройства должны соответствовать параметрам, указанным в таблице 5 и на рисунке 1.

Таблица 5 - Основные параметры плоского шиберного устройства

6

ГОСТ Р 56296-2014

6.3.2 Толщина шибера S согласно рисунку 1 определяется в зависимости от размеров технологического проема, эквивалентной массы заряда и его расположения относительно шибера. 6.3.2.1 Массу эквивалентного сферического заряда, кг. тротила определяют по формуле

С_жж=«-С,    (2)

где а. - тротиловый эквивалент используемого ВВ; С - масса используемого ВВ. кг.

При взрыве в кабине нескольких зарядов, приведенную массу заряда, кг. определяют по формуле

(3)

где i - номер заряда (i = 1, 2, З...п);

N - количество зарядов.

В этом случае при расчете ударно-волнового воздействия на шиберное устройство считается, что заряд с приведенной массой ВВ расположен в центре масс системы единовременно детонирующих зарядов.

6.3.2.2 Радиус эквивалентного сферического заряда, м, из тротила с насыпной плотностью определяется по формуле

г,. =0,062.^.

Относительное расстояние п от центра заряда до центра шибера вычисляется по формуле

R

П=—1 Го

где R - кратчайшее расстояние между центром заряда и центром шибера, м.

6.3.2.3 Угол падения ВУВ. образованный между направлением из центра заряда на центр шибера и нормалью к нему, показанный на рисунке 1. определяют по формуле

а = arccos—(4) R

где R„ - расстояние по нормали от центра заряда до шибера, м.

6.3.2.4    Толщину шибера назначают по графикам рисунка 2 если

a S 40°;

0,20*0.05 S IS 0.63Ю.10; 0.20±0.05SbS0.63±0.10.

6.3.2.5    Толщину шибера назначают по графикам рисунка 3. если

a s 40°;

0.63±0.10S IS 1.00*0.10. 0.32Ю.05 S b S 1,00±0.10.

6.3.2.6    Толщину шибера назначают по графикам рисунка 4. если

a s 40°; 1.00*0.10 SI S 1.25Ю.15: 0,50±0,05 S b S 1,25*0.15.

7