20 Вопрос

Выбор основных расчетных параметров и коэффициентов

Основными расчетными параметрами, по которым выбирают конструкционный материал для изготовления аппаратов и выполняют прочностной расчет их элементов, являются:

температура;	давление;
вид и концентрация рабочей среды;	допускаемое напряжение
коэффициент прочности сварного шва	конструктивная прибавка к расчетной толщине стенки

1.1 Температура

Различают рабочую и расчетную температуры.

Рабочая температура t_раб − это температура содержащейся или перерабатываемой среды в сосуде или аппарате при нормальном протекании в нем технологического процесса.

Расчетная температура t_R − это температура для определения физико-механических характеристик конструкционного материала и допускаемых напряжений. Она определяется на основании теплового расчета или результатов испытаний.

Рекомендации по определению tR

С	в случае невозможности выполнения теплового расчета, а также если при эксплуатации температура элемента аппарата может повыситься до температуры соприкасающейся с ним среды
	если температура стенки аппарата неизвестна
С	при обогревании элемента аппарата открытым пламенем, горячими газами с температурой свыше 250°С или открытыми электронагревателями
С	при наличии у аппарата тепловой изоляции
С	если  0С

1.2 Давление

Различают рабочее, расчетное, пробное, условное (номинальное) и разрешенное давления.

Рабочее давление Р_раб − максимальное избыточное давление среды в аппарате при нормальном протекании технологического процесса без учета допускаемого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного устройства (клапана, мембраны и др.). Если технологический процесс в аппарате протекает при разрежении, то рабочим давлением является вакуум.

Расчетное давление Р_R − максимальное допускаемое рабочее давление, на которое производится расчет на прочность и устойчивость элементов аппарата при максимальной их температуре. Как правило, расчетным давлением может быть рабочее давление.

Расчетное давление может быть выше рабочего в следующих случаях:

• если во время действия предохранительных устройств давление в аппарате может повыситься более чем на 10% от рабочего, то расчетное давление должно быть равно 90% давления в аппарате при полном открытии предохранительного устройства;

• если на элемент аппарата действует гидростатическое давление от столба жидкости в аппарате, значение которого свыше 5% расчетного, то расчетное давление для этого элемента соответственно повышается на значение гидростатического давления.

Для элементов аппарата с раздельными пространствами, имеющими разные давления, за расчетное давление принимается каждое из них (без учета других). Допускается производить расчет на разность давлений, если при эксплуатации в любом случае обеспечивается наличие давлений во всех пространствах аппарата.

Расчетным давлением при испытаниях аппарата является пробное давление.

Пробное давление (давление испытания) Р_пр − давление, при котором испытывают аппараты после изготовления и ремонта, обычно выше рабочего, зависит от способа изготовления аппарата. Значение пробного давления рассчитывают по формулам, приведенным в документах органов технического надзора. Например, для сварных аппаратов пробное давление при гидравлических испытаниях рассчитывается по уравнению:

, (4.1)

где и − соответственно допускаемое напряжение материала корпуса аппарата при температуре 20°С и при рабочей температуре t_раб, С.