Определили допускаемое напряжение при гидравлических испытаниях по формуле:

(4.70)

где – минимальное значение предела текучести при t=20⁰С;

=210 МПа – для стали Вст3сп5 при t=20⁰С [3, с.282].

МПа

Результаты расчета привели в таблице 4.12

Таблица 4.12 - Значения расчетных допускаемых напряжений

Марка стали	, МПа		, МПа	[σ], МПа	[σ]И, МПа
ВСт3сп5	338,5	1	210	338,5	175

Р асчетное давление Р_р, МПа, определили по формуле:

Р_р= Р+Р_г , (4.71)

где Р_г- гидростатическое давление среды, МПа;

Давление гидростатического столба жидкости, Р_г, определили по формуле:

Р_г=Н^.10^-2 , (4.72)

где Н- высота цилиндрической части колонны, м.

Р_г=16·10^-2 МПа

Р_р= 0,15+16^.10^-2=0,24 МПа

Так как высота аппарата больше 8м, то учитываем Р_г, вместо Р подставляем Р_р=0,25 МПа.

Пробное давление гидростатического испытания определили по формуле согласно (3.С.9):

(4.73)

где ; – допускаемые напряжения соответственно при температуре t=20⁰С и при рабочей температуре t=500⁰С.

МПа.

4.4.2.2 Расчет стенки обечайки и днища на прочность

Исполнительную толщину S, м, определяли согласно (21, c.395) по формуле:

(4.74)

г де Р_р - расчетное давление, МПа;

D - внутренний диаметр обечайки, м;

 - коэффициент прочности сварного шва;

С - прибавка к расчетной толщине стенки, м.

Коэффициент прочности сварного шва приняли согласно (11, с.13 ):

 = 1

Прибавку к расчетной толщине С, м, определяли согласно (21, с.10 ) по формуле:

С = С₁+С₂+С₃ , (4.75)

где С₁ - прибавка для компенсации коррозии и эрозии, м;

С₂ - прибавка для компенсации минусового допуска, м;

С₃ - технологическая прибавка, м.

Прибавку для компенсации коррозии и эрозии С₁, м, определяли согласно (11, с.10) по формуле:

С₁= ·_В + Сэ , (4.76)

где π - проницаемость среды в материал, м/год;

_В - срок службы аппарата, лет;

Сэ - прибавка для компенсации эрозии, м.

Проницаемость среды в материал согласно (11, с.376) приняли равным:

 = 0,1·10^-3 м.

Срок службы аппарата приняли равным:

_В = 20 лет.

Прибавку для компенсации эрозии приняли равным согласно (11, с.10):

Сэ = 0

С₁ = 0,1·10^-3·20 + 0 = 2·10^-3 м.

Прибавку на минусовой допуск согласно (11, с.10) приняли равным:

С₂ = 0,8·10^-3 м,

С = 2·10^-3+0,8·10^-3 = 2,8·10^-3 м.

Для обечайки с диаметром D = 5,1 м:

По конструктивным соображениям принимаем:

S = 10^-2 м.

Расчетные формулы применимы согласно (11,с.19) при выполнении условия:

(S-С)/D  0,1 , (4.77)

где S - исполнительная толщина стенки, м;

С - прибавка к расчетной толщине, м;

D - внутренний диаметр обечайки, м.

Для обечайки D = 5,1 м:

(10^-2-2,8·10^-3)/5,1 = 0,0014,

0,0014 < 0,1.

Тем самым обеспечивается прочность цилиндрической обечайки, как в рабочем состоянии, так и при гидравлических испытаниях.

Исполнительную толщину S₁, м, стенки днища аппарата определяли согласно (11, с.20 ) по формуле:

(4.78)

м

Принимаем S₁ = 12·10^-3 м.

Расчетная формула применима согласно (11, с.20) при выполнении условия:

(S₁-С)/R  0,1, (4.79)

г де S₁ - исполнительная стенка днища аппарата, м;

С - прибавка к расчетной толщине, м;

R - радиус кривизны в вершине эллиптического днища, м.

(12·10^-3-2,8·10^-3)/1,0 = 0,0092,

0,0092 < 0,1.

Условие выполняется, тем самым обеспечивается прочность цилиндрической обечайки, как в рабочем состоянии, так и при гидравлических испытаниях