5. Расчет укрепления отверстия аппарата и рубашки

Рассчитываем укрепление отверстия для входа пара.

Диаметр патрубка d₁= 110, мм; материал - сталь 08Х18Н10Т; допускаемое напряжение [σ] = 115 МПа; температура стенки t - 200°С; наружный диаметр рубашки D = 800мм; давление в рубашке Р=0.07 МПа. Действительный коэффициент прочности сосуда

(23)

Наибольший диаметр отверстия, при котором стенку сосуда можно не укреп­лять

(24)

где - расчетная толщина стенки: - внутренний диаметр сосуда. Тогда = 0.066м = 66 мм

Следовательно, заданное отверстие диаметром d₁ = 60 мм надо укреплять. Для патрубка выбираем стальную бесшовную горячее катанную трубу из стали 20, для которой предел прочности равен 410 МПа, коэффициент запаса прочности равен 3,8.

Допускаемое напряжение равно

.

Расчетная толщина стенки патрубка

Принимаем с учетом прибавки на коррозию = 1 мм . В соответствии с сортаментом выбираем для патрубка трубу с наружным диаметром d_н = 62 мм толщиной стенки = 4 мм и внутренним диаметром d₁ = 60мм . Укрепление стенки у отверстия произведем кольцом снаружи сосуда. Толщину кольца примем равной = 7 мм. Высоту части патрубка, расположенную дальше внутренней образующей обечайки, принимаем равной Н₂ = 8 мм. Находим площадь укрепляющих элементов

Диаметр зоны укрепления D₃ = 2* (80 + 2 *1) = 164 мм. Высота зоны укрепления Н₁ = 2,5 * 5 = 17.5мм. Площадь сечения металла, действительно участвующего в укреплении отверстия, будет равна

Диаметр кольца находим из равенства площадей

Принимаем = 112 мм.

Рассчитываем укрепление отверстия для выхода конденсата. Диаметр отвер­стия d₂ = 38мм, следовательно, укреплять его не следует, тат как наибольший диаметр отверстия, при котором стенку сосуда можно не укреплять d₀ = 66мм, тогда расчетная толщина стенки патрубка

Принимаем с учетом прибавки на коррозию толщину стенки = 2.5 мм. Выбираем по ГОСТ 8732-78 стальную бесшовную трубу с наружным диаметром d_H = 45мм, толщиной стенки = 2,5мм.

Рассчитываем укрепление отверстия для выхода продукта. Рассчитываем укрепление отверстия для выхода конденсата. Диаметр отверстия d₃ = 120 мм, тол­щина стенки конического днища = 6 мм.

Действительный коэффициент прочности сосуда

где = 0,0007м - прибавка на коррозию.

Тогда наибольший диаметр отверстия, при котором стенку сосуда можно не укреплять

тогда расчетная толщина стенки патрубка

Принимаем с учетом прибавки на коррозию толщину стенки = 0,002мм, толщину стенки - 6мм.

Выбираем по ГОСТ 8732-78 стальную бесшовную трубу с наружным диаметром d_H = 95мм, толщиной стенки = 7мм.

Рассчитываем укрепление отверстия для выхода продукта. Рассчитываем укре­пление отверстия для выхода конденсата. Диаметр отверстия d₃ = 80мм, тол­щина стенки конического днища = 10 мм.

Действительный коэффициент прочности сосуда

где = 0,0007 - прибавка на коррозию.

Тогда наибольший диаметр отверстия, при котором стенку сосуда можно не укреплять

= 0.106 м = 136 мм, тогда расчетная толщина стенки патрубка

Следовательно, данное отверстие d₃ = 80мм укреплять не нужно.

Для патрубка выбираем стальную бесшовную трубу из стали 20, для ко­торой предел прочности равен 410 МПа, а коэффициент запаса n_в = 3,8 . Допускаемое напряжение равно

Расчетная толщина стенки патрубка

Принимаем с учетом прибавки на коррозию = 0,002м, толщину стенки - 6мм.

Выбираем по ГОСТ 8732-78 стальную бесшовную трубу с наружным диаметром d_H = 95мм, толщиной стен­ки = 7мм.