6 Вопрос

Все многообразие технологического оборудования подразделяют на основное и вспомогательное. По характеру воздействия на обрабатываемый продукт основное технологическое оборудование принято разделять на аппараты и машины. В аппаратах (от латинского слова apparatus  прибор, оборудование) проходят физико-механические, тепловые, диффузионные, химические, биохимические, электрические и другие процессы. Чаше всего аппарат представляет собой вертикальный или горизонтальный цилиндрический сосуд или емкость, снабженную, неподвижными внутренними (решетки, полки, кольца, тарелки, сепараторы для отделения капелек жидкости и т. д.) и наружными (лестничные марши, эстакады, КИП) устройствами, а также трубопроводами. Иногда в аппаратах монтируют вращающиеся механизмы для перемешивания жидких сред. Вид внутренних устройств определяется технологическим назначением аппаратов. При монтаже аппараты устанавливают на открытых площадках, под навесами, на этажерках или в зданиях, машины  чаще всего в зданиях.

В машинах технологические процессы проходят в основном вследствие механического воздействия на обрабатываемый объект. Эти процессы называют механическими. В отличие от аппарата машина  это механизм с внешним приводом, совершающий рабочими органами те же самые операции, которые выполняе человек подобными орудиями труда для совершения подобной работы.

Деление технологического оборудования на машины и аппараты условно. Так, в некоторых машинах механическая обработка сочетается с нагревом, охлаждением, массообменом, химическими реакциями, и иногда трудно установить, какие процессы преобладают. Однако в химической и нефтегазоперерабатывающей промышленности, в качестве основного оборудования, преобладают все же аппараты (стальные сварные) различного технологического назначения. На предприятиях по производству стройматериалов более 90% основного технологического оборудования представляют собой именно машины.

Химико-технологические процессы в аппаратах осуществляются в большом диапазоне давлений и температур (от глубокого разрежения до избыточного давления в несколько сот МПа, при рабочих температурах от 254 до +900°С). В зависимости от этого в соответствии с ПБ 03-584-03 все стальные сварные аппараты условно делятся на 5-ть групп:

1. Р = 0,07 ÷ 16,0 МПа, Т = 70С и неограниченно;

2. Р = 2,5 ÷ 16,0 МПа, Т = 70 … +400С;

3. Р = 0,07 ÷ 5,0 МПа, Т = 70 … +400С;

4. Р = 0,07 ÷ 1,6 МПа, Т = 20 … +200С;

5. Р = остаточное 650 Па ÷ 0,07 МПа, Т = 70С и неограниченно.

Все сосуды работающие при избыточном давлении свыше 0,07 МПа подвергаются контролю Промтехнадзора (

. Не подлежат контролю Промтехнадзора вакуумные сосуды и аппараты, не учитывающие гидростатическое давление; при соблюдении условия (обычно V до 0,025 м³).

Для удобства конструирования и расчета на прочность все аппараты условно разделяются на три вида: емкостные, теплообменные и колонные.

К емкостным аппаратам можно отнести все короткие (при соотношении H/D_min < 5) горизонтальные и вертикальные сосуды, внутри которых могут находится различные специальные устройства, а также обогревающие или охлаждающие рубашки.

К теплообменным (преимущественно кожухотрубчатым) аппаратам можно отнести все горизонтальные и вертикальные сосуды, состоящие из кожуха и расположенного внутри его пучка параллельных труб.

К колонным аппаратам можно отнести все длинные (при соотношении H/D_min  5) вертикальные сосуды, в которых могут находится различные внутренние устройства, например, в виде тарелок или насадки. К ним относятся также вертикальные комбинированные или агрегатированные аппараты, представляющие собой расположенные друг над другом различные по конструкции и назначению несколько сосудов, жестко соединенных между собой.

В се аппараты наряду с наличием у них своих специфических устройств, как правило, состоят из следующих основных элементов и узлов; цилиндрического корпуса (из одной или нескольких обечаек), днища, крышки, штуцеров (для присоединения трубной арматуры, трубопроводов), устройств для присоединения контрольно-измерительных приборов, люков, опоры, сварных и фланцевых соединений, строповых устройств (рис. 2.1). Указанные элементы и узлы являются обычно общими для всех аппаратов. Поэтому расчет на прочность ведется по одинаковым методикам для каждого конструктивного элемента сосуда или аппарата независимо от его назначения:

• от давления (тонкостенные и толстостенные аппараты);

• по положению в пространстве (вертикальные и горизонтальные аппараты);

• по высоте (короткие: Н/D_min ≤ 5 и длинные аппараты). Длинные сосуды рассчитываются на ветровую нагрузку (опрокидывание);

• от внутреннего или наружного давления;

• от температурных нагрузок (печи, сушилки, теплообменники и т.п.);

• со статической и динамической нагрузкой;

• медленно вращающихся (корпуса барабанов) и быстро вращающихся (корпуса центрифуг) аппаратов.