1 Практическая работа. Определение отбраковочных толщин и периодичности освидетельствования сосудов давления

Цель работы:

1. Определение отбраковочных толщин стенок основных конструктивных элементов сосудов (аппаратов) давления;

2. Определение периодичности технического освидетельствования сосудов давления, исходя из максимальной скорости коррозии основных элементов сосуда (аппарата).

Общие положения

1. Определение отбраковочных толщин основных конструктивных элементов сосудов (аппаратов) давления

Отбраковка элементов сосудов (аппаратов) давления производится согласно СТО-СА-03-004-2009 «Трубчатые печи, резервуары, сосуды и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Требования к техническому надзору, ревизии и отбраковке».

Элементы сосудов и аппаратов (в том числе и литых), определяющие их прочность, должны отбраковываться если при толщинометрии выявится, что под действием коррозии и эрозии уменьшилась толщина металла стенки (обечаек корпуса, днищ, крышек, заглушек, штуцеров и др.) до значений, определенных расчетами по действующим методикам (ГОСТ Р 52857.112-2007. и др.) или по паспорту, с учетом всех действующих нагрузок (внутреннего или наружного давления, весовых, ветровых, сейсмических, температурных и пр.) без учета прибавки на коррозию (отбраковочный размер);

Если расчетная толщина стенки (без учета прибавки на коррозию) оказалась меньше величины, указанной ниже, то за отбраковочный размер принимается величина:

- для обечаек и днищ сосудов (аппаратов) - 4 мм;

- для патрубков - в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1- Минимальный отбраковочный размер для толщины стенки патрубка

Наружный диаметр, мм	£ 25	£ 57	£ 108(114)	£ 219	£ 377	³ 426
Наименьшая допустимая толщина стенки, мм	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0

Расчетные толщины стенок определяются по ГОСТ Р 52857.1-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.», ГОСТ Р 52857.2-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек», ГОСТ Р 52857.3-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер».

Для цилиндрических обечаек расчетная толщина стенки определяется по формуле (1):

(1)

где p – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;

D – внутренний диаметр, мм;

[] – допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлен элемент, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры из приложения А;

 - коэффициент сварного шва, который выбирается по таблице 2.

Таблица 2 - Коэффициенты прочности сварных швов

Вид сварного шва	Значение коэффициентов прочности сварных швов
	Длина контролируемых швов от общей длины составляет 100%	Длина контролируемых швов от общей длины составляет от 10 до 50%
Стыковой или тавровый с двусторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой	1,0	0,9
Стыковой с подваркой корня шва или тавровый с двусторонним сплошным проваром, выполняемый вручную	1,0	0,9
Стыковой, доступный сварке только с одной стороны и имеющий в процессе сварки металлическую подкладку со стороны корня шва, прилегающую по всей длине шва к основному металлу	0,9	0,8
Втавр, с конструктивным зазором свариваемых деталей	0,8	0,65
Стыковой, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой с одной стороны с флюсовой или керамической подкладкой	0,9	0,8
Стыковой, выполняемый вручную с одной стороны	0,9	0,65

Для эллиптических и полусферических днищ расчетная толщина стенки определяется по формуле (2):

(2)

где R - радиус кривизны в вершине днища, который равен:

R = D - для эллиптических днищ с Н = 0,25 D;

R = 0,5 D - для полусферических днищ с Н = 0,5 D.

Для штуцеров расчетная толщина стенки определяется по формуле (3):

(3)

где p – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;

d – внутренний диаметр штуцера, мм;

c_s – прибавка на коррозию к расчетной толщине стенки штуцера, мм. Зависит от коррозионности среды. В работе принимаем c_s=1;

[]₁ – допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлен штуцер, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры из приложения А;

₁ - коэффициент сварного шва. Если ось сварного шва обечайки (днища) удалена от наружной поверхности штуцера на расстояние более чем три толщины укрепляемого элемента (3s, рисунок 2б), то коэффициент прочности этого сварного соединения при расчете укрепления отверстий следует принимать ₁ = 1. В исключительных случаях, когда сварной шов пересекает отверстие или удален от наружной поверхности штуцера на расстояние менее 3s, принимают ₁  1в зависимости от вида и качества сварного шва.

Если плоскость, проходящая через продольный шов вальцованного штуцера и ось этого штуцера, образует угол не менее 60⁰ с плоскостью продольного осевого сечения цилиндрической или конической обечайки (рисунок 3), то принимают ₁ = 1. В остальных случаях ₁  1 в зависимости от вида и качества сварного шва.

Рисунок 2

Рисунок 3