32 Вопрос. Расчет рубашек с вмятинами или отверстиями

Приведенные ниже формулы применимы при выполнении условий:

; и ,

где  угловой шаг анкерных труб или отбортовок на цилиндрической обечайке рубашке по окружности, град.; L  расчетная длина цилиндрической рубашки, м;  шаг анкерных труб или отбортовок вдоль оси, м;  шаг анкерных труб или отбортовок по окружности, м:

 на цилиндрической обечайке;

 на днище;

 угловой шаг анкерных труб или отбортовок на днище, град.; а  размер сварного шва, м; S₀  исполнительная толщина стенки анкерной трубы, м.

2.3.3. Расчет плоских участков

Допускаемое внутреннее избыточное давление в рубашке:

• для стенки сосуда

, (6.13)

где []  допускаемое напряжение материала стенки сосуда при расчетной температуре, МПа; f₁  коэффициент прочности сопряжения анкерными трубами и отбортовками, определяемый по номограмме ГОСТ 2586783.

• для стенки рубашки

, (6.14)

Проверка на прочность в этом случае выполняется по формуле (4.12) .

Расчетный шаг анкерных труб

. (6.15)

Расчетный шаг отбортовок

. (6.16)

Эффективный шаг анкерных труб или отбортовок

. (6.17)

Расчетная толщина стенки плоских участков цилиндрической обечайки сосуда вычисляется по формуле (рис. 6.8):

. (6.18)

Исполнительная толщина стенки плоских участков цилиндрической обечайки рубашки S₁, определяется по формуле (4.8).

Расчетная толщина стенки плоских участков цилиндрической обечайки рубашки вычисляется по формуле (рис. 6.8):

33 Вопрос.

Присоединение к аппарату регулировочной, запорной и предохранительной арматуры (вентилей, задвижек, кранов, клапанов и т.д.), различных контрольно-измерительных приборов (термопар, термометров, манометров, уровнемеров и т.д.), а также технологических трубопроводов для подвода и отвода различных жидких или газообразных продуктов производят с помощью штуцеров или вводных труб, которые могут быть неразъемными и разъемными.

В большинстве случаев технологические трубопроводы, трубная арматура и контрольно-измерительные приборы (КИП) имеют разъемное присоединение к аппаратам, что обусловливается главным образом удобством (при необходимости) их осмотра, ремонта и замены. Для разъемного присоединения труб, арматуры и КИП на аппарате обычно предусматриваются фланцевые штуцера. В ряде случаев для этой цели вместо штуцеров применяются соответствующие фланцевые бобышки.

Неразъемные соединения (на сварке) применяют при необходимости обеспечения высокой герметичности преимущественно при блочной компоновке аппаратов в кожухе, заполненном тепловой изоляцией, например в установках низкотемпературного разделения газов, где длительное время не требуется осмотр соединений.

В тех случаях, когда к аппарату неразъемно присоединяются трубы, а иногда и какая-либо арматура или КИП, указанные детали или изделия рекомендуется присоединять не непосредственно к стенке аппарата, а к соответствующему патрубку, который так же, как и фланцевый штуцер, в свою очередь, приваривается к стенке аппарата. Вылет таких патрубков определяется условиями доступа для осмотра, обслуживания, ремонта и, в случае необходимости,  замены (путем отрезки их в месте шва присоединяемых деталей или изделий с патрубком). Наличие патрубка между стенкой аппарата и указанными деталями или изделиями обусловливается также и удобством монтажа, особенно в тех случаях, когда присоединение к аппарату габаритных труб и других изделий требуется осуществлять на монтажной площадке, а не на заводе-изготовителе. В этих условиях присоединение к патрубку проще, чем к стенке аппарата, а качество сварного шва легко контролируется.

Стальные фланцевые штуцера стандартизованы и представляют собой патрубки 1 (короткие отрезки труб) с приваренными к ним фланцами 2 (рис. 7.1, а, б, г, д) или кованные за одно целое с фланцами (рис. 7.1, в). В зависимости от толщины стенок патрубки штуцеров бывают тонкостенными (рис. 7.1, а, б) и толстостенными (рис. 7.1, вд), что вызывается необходимостью укрепления отверстия в стенке корпуса аппарата патрубком с разной толщиной стенки.

К корпусу тонкостенного аппарата штуцера монтируются путем приваривания патрубка 1 к краю отверстия в корпусе или днище (крышке) аппарата. В аппаратах высокого давления (более 10,0 МПа) с толщиной стенки 100 мм и более штуцера монтируются путем ввинчивания патрубка 1 в отверстие с резьбой в корпусе или днище (крышке) аппарата. Расстояние Н (рис. 7.2) от уплотнительной поверхности фланца до поверхности аппарата, называемое вылетом, должно быть достаточным для удобства сборки (разборки) фланцевого соединения и размещения на поверхности аппарата термоизоляции. Тип штуцера и его размеры выбирают по ATK 24.218.06-90 «Штуцера для сосудов и аппаратов стальных сварных. Типы, основные параметры, размеры и общие технические требования» в зависимости от D_y, P_y, толщины теплоизоляции и рабочей температуры. Рекомендуемые вылеты Н стандартных фланцевых штуцеров приведены в приложении к ATK 24.218.06-90. Вылеты бесфланцевых штуцеров не стандартизованы, их можно принимать по соответствующим длинам патрубков фланцевых штуцеров.

Согласно ATK 24.218.06-90 в химической промышленности используется пять типов стальных фланцевых штуцеров:

• тип 1  штуцера с плоскими приварными фланцами (рис.7.1, а): D_У = 25 … 500 мм; P_У = 0,6 … 2,5 МПа; t_раб = 70 … +300С;

• тип 2  штуцера с приварными встык фланцами (рис.7.1, б): D_У = 15 … 500 мм; P_У = 0,6 … 16,0 МПа; t_раб = 70 … +600С;

• тип 3  штуцера утолщенные цельнокованые прямые (рис.7.1, в): D_У = 15 … 80 мм; P_У = 1,6 … 16,0 МПа; t_раб = 70 … +600С;

• тип 4  штуцера с утолщенными патрубками и фланцами приварными встык (рис.7.1, г): D_У = 15 … 500 мм; P_У = 1,6 … 16,0 МПа; t_раб = 70 … +600С;

• тип 5  штуцера цельнокованые с шейкой (рис.7.2, б): D_У = 100 … 400 мм; P_У = 6,3 … 16,0 МПа; t_раб = 70 … +600С.

Во всех случаях рекомендуется вылеты штуцеров в аппаратах из любых материалов делать как можно меньшими, за исключением тех случаев, когда это не идет вразрез с конструктивными особенностями того или иного аппарата или спецификой его монтажа.

В отдельных случаях, когда к аппарату на незначительном расстоянии, хотя и превышающем рекомендуемый вылет, требуется присоединить другой аппарат, арматуру и т.п. с целью исключения лишних фланцевых или резьбовых соединений, целесообразно предусматривать удлиненные штуцера, а иногда и фасонные штуцера с заворотами, коленами и т.п.

Присоединение к аппарату на сварке штуцеров с D_y ≤ 15 мм рекомендуется укреплять одной или двумя планками согласно.

При фланцевых соединениях на штуцерах с уплотнением выступвпадина и шиппаз штуцера на аппарате рекомендуется устанавливать с впадиной и пазом. В этом случае присоединяемые части (трубная арматура, труба) должны иметь соответствующие фланцы с выступом и шипом.

Расположение штуцеров на поверхности обечайки, днищ и крышек сосудов и аппаратов определяется технологической необходимостью и должно удовлетворять требованиям изложенным в разделах 4 и 5 данного курса лекций.

Основным параметром, по которому осуществляется подбор фланцевых штуцеров, является условный диаметр D_y проходного сечения патрубка. Условный диаметр штуцера при заданном расходе Q (м³/с) протекающей через него среды определяется по формуле:

,

Далее, зная величину D_У, P_У и t_раб в аппарате, а также ориентировочное значение Н, по ATK 24.218.06-90 подбирают наиболее близкий по этим параметрам фланцевый штуцер. После этого проводят проверочный расчет на прочность выбранной стандартной конструкции штуцера при заданных рабочих условиям по методике изложенной в ГОСТ 24755-89, РД 26.260.0992 или ГОСТ Р 52857.32007.