7. Обоснование выбора конструкционных материалов для основных узлов.

Материалами для изготовления стальных сварных аппаратов являются полуфабрикаты, поставляемые металлургической промышленностью в виде листового, сортового и фасонного проката, труб, специальных поковок и отливок.

Материалы должны быть химически и коррозионностойкими в заданной среде при её рабочих параметрах, обладать хорошей свариваемостью и соответствующими прочностными и пластическими характеристиками в рабочих условиях, допускать холодную и горячую механическую обработку, а также иметь возможно низкую стоимость и быть недефицитными.

При необходимо учитывать следующие факторы:

• условия работы (давление и температура рабочей среды, степень её коррозионной активности), характер приложения нагрузки (статический, малоцикловый, циклический):

• механические характеристики материала при заданных условиях эксплуатации;

• стоимость материала (с учётом экономного использования дефицитных легирующих элементов);

Например, если в аппарате агрессивная среда, то все элементы соприкасающиеся с ней (корпус, крышка, фланец) - сталь Х18Н10Т, все остальные (опора) – сталь 3

8. Модернизация.

В последние годы при реконструкции ректификационных колонн чаще всего контактные устройства заменяются на насадочные. Это объясняется тем, что насадочная колонна обеспечивает меньший перепад давления по высоте аппарата, более широкий диапазон устойчивой работы, более высокий КПД, а, следовательно, и более высокую разделительную способность и др. Так же для незагрязненных жидкостей можно установить ситчатые тарелки, т.к. диапазон устойчивой работы у них больше.

9. Расчет на прочность основных деталей и узлов оборудования.

К высоким вертикальным аппаратам относятся все аппараты, у кот высота относительно нулевой отметки (относительно поверхности Земли) более 10 метров, которые установлены на открытом воздухе. Если ап-т находится в цехе, то на опрокидывание он рассчитывается, если его высота больше 5-ти диаметров.

Расчет на опрокидывание включает:

1 . Расчет корпуса от действующих нагрузок;

2. Расчет корпуса на опрокидывание при минимальной нагрузке без заполнения;

3. Расчет юбочной опоры на смятие;

4. Расчет опорного кольца на изгиб.

1 – корпус

2 – юбочная опора

3 – опорное кольцо

4 – фундаментный болт

От действия ветровой нагрузки возникает опрокидывающий ветровой момент, который стремится оторвать опору от фундамента, следовательно, первое опасное сечение. Вторым опасным сечением является место сварки корпус – опорная обечайка.

Цель расчета: определить усилие от действия ветра, т.е. ветровую нагрузку, по ней ветровой момент и размеры опоры фундаментального кольца и необходимость установки фундаментальных болтов. Задача решается по методике расчета на гибкость жестко закрепленного стержня.

Порядок расчета:

1. Ветровые нагрузки действуют на аппарат в горизонтальной плоскости. При этом они вызывают изгибающий и опрокидывающий ветровые моменты. При расчете вся высота делится на участки 10м. В середине каждого участка прикладывается центр масс. При действии ветра осевая линия отклоняется от положения равновесия, образуя упругую линию. При этом на каждом участке также происходит отклонение центров масс. Силы упругости стремятся возвратить систему в положение равновесия. При этом происходит явление подобное колебаниям упругой системы.

2. Ветровой момент: (1)

3. Ветровая нагрузка:

4 . По найденному Мв: - по минимальному весу на опрокидывание

Расчет фундаментных болтов. Если по условию отрицательное, это означает, что ветровой момент больше момента от веса. Следовательно, надо устанавливать фундаментные болты. Если значение положительно, то 4 - 8 болтов.

- по максимальному весу на сжатие опорной обечайки

Определение толщины опорного кольца. Проверка сварного шва, проверка устойчивости формы опорной обечайки от веса аппарата. Устойчивость опорной обечайки проверяется из условия:

Расчет корпуса, крышек и днищ проводится от действия внутреннего или наружного давления. По внутреннему давлению толщина стенки корпуса: , где p – расч. внутренне давление, МПа; D – внутр. диаметр, м; φ_p – коэф-т прочности продольного сварного шва. К расчетной толщине добавляется технологическая прибавка, прибавка на коррозию: s ≥ s_R + с. Потом толщина стенки проверяется на допускаемое внутренне избыточное давление: .

Р асчет фланцев включает: - выбор типа фланцев и выбор фланцевого соединения: - выбор расчетных нагрузок; - расчет фланцев на прочность; - расчет фланцев на плотность; - подбор прокладок; - расчет болтов. Расчет на прочность заключается в выборе высоты сечения тарелки фланца исходя из условия работы пластины прямоугольного сечения на изгиб.

Выбор материала для изготовления основных узлов абсорбера.

Насадки изготавливают из разнообразных материалов (полимеры, титан, керамика, фарфор, сталь, пластмассы и др.)

Корпус аппарата – сталь (неагрессивная среда – простая сталь, м/б бетон, чугун, керамика). Если нельзя из Ме – сталь облицовывают, покрывают огнеупорными кирпичами.