8.2.1.2 Определение допускаемого давления [р] для гладкой цилиндрической обечайки с кольцами жесткости, нагруженной внутренним давлением

Рассматривая опорные кольца под тарелки как кольца жесткости, определим допускаемое внутреннее избыточное давление по условию (7.10):

[Р] = min{[Р]₁;[Р]₂}.

Определяем допускаемое давление из условия прочности всей обечайки, формула (7.11):

Определяем А_к по формуле(7.12):

l₁ = 500 мм (по чертежам общего вида); [σ]_к - допускаемое напряжение для кольца жесткости при расчетной температуре t_расч = 100°С. Марка стали Ст 3 по приложению А.3:

[σ]_к = [σ] =134 МПа.

Коэффициент прочности сварных швов кольца жесткости - для сварного шва втавр с конструктивным зазором свариваемых деталей, приложение А.4:

φ_к = 0,8.

Коэффициент К₄ по формуле (7.14):

Коэффициент прочности кольцевого сварного шва - стыковой, выполняемый автоматической сваркой с одной стороны с флюсовой подкладкой, приложение А.4:

φ_т = 0,9;

Определяем допускаемое давление из условия прочности обечайки между двумя соседними кольцами жесткости, формула (7.14):

по формуле (7.15):

в - 494 мм (по чертежам узлов колонного аппарата);

Выполняя условие (7.10)

[Р] = min{[Р]₁;[Р]₂} = min{1,92; 0,965} = 0,965 МПа.

8.2.1.3 Определение допускаемого давления [р] для эллиптического днища, нагруженного внутренним избыточным давлением

Допускаемое внутреннее избыточное давление - для эллиптического днища, формула (7.23):

Для днищ из целой заготовки φ = 1.

Для стандартных эллиптических днищ R = D.

Толщина стенки S₁ = 10 мм (по чертежу).

8.2.1.4 Определение допускаемого давления [р] для крышек плоских

По чертежам установлено наличие смотровых люков D_y = 200 мм с плоскими крышками S₁ = 16 мм.

Допускаемое давление на плоскую крышку определяем по формуле (7.30):

Крышка цельная (φ = 1) без отверстий (К_о = 1). Материал Ст 3 ([σ] = 134 МПа). D_R равен 280 мм. Коэффициент К= 0,40;

Из полученных для всех элементов колонного аппарата допускаемых давлений [Р]_i выбираем наименьшее значение

Расчет опасных узлов показал, что наименьшее допускаемое давление приходится на гладкую цилиндрическую обечайку:

[Р] = 0,96 МПа.

Определяем комплекс {ΔР/[Р]}.

.

В зависимости от комплексов {ξ·η·[σ]} и {ΔP/[Р]} по приложению А.6 определяем допускаемое число циклов нагружения давлением

[N_p] = 2,8 ∙ 10³.

8.2.2 Определение действительного числа циклов нагружения давлением Np

Подсчитаем действительное число циклов нагружения давлением за 5 лет эксплуатации.

Из журнала наблюдения за колонной установлено, что число циклов за год (нагружение рабочим давлением, пробным, испытательным) составило

λ_Np = 176 циклов.

Тогда за t_наб = 5 лет эксплуатации

N_p = _Np · t_наб = 176 ∙ 5 = 880 циклов.

Таким образом, колонный аппарат проработал 5 лет, что составляет 880 циклов.

При этом среднеквадратическое отклонение действительного числа циклов нагружения давлением составит

= 0,35 · 880 = 308 циклов.

Действительное число циклов нагружения давлением (проработал объект до настоящего времени)

N_p = N_p ± σ_Np = 880 ± 308 циклов.