20.Аппараты объемного типа – расчет объема с учетом степени заполнения, времени пребывания и запаса производительности.

В основной химической промышленности широко используются аппараты объемного типа без внутренних устройств (рассматривали на практических занятиях на примере проектирования емкости для хранения жидкостей и газов). Такие аппараты относятся к вспомогательному оборудованию и в зависимости от назначения подразделяются на следующие группы:

ресиверы – приемники газа и воздуха, предназначенные для накопления сжатых газов и служащие в качестве буферных емкостей, уменьшающих колебания давления в сети компрессора;

– штуцер ввода газа;

– труба ввода газа;

– предохранительный клапан;

– бобышка для манометра;

– штуцер вывода конденсата; Днища емкостей высокого давления изготавливают плоскими, слабовыпуклыми, сферическими и эллиптическими, крышки – в виде плоских массивных плит.

газгольдеры – приемники газов переменного объема, работающие при давлении близком к атмосферному и служащие в качестве буферных емкостей между цехами производящими и потребляющими газ (промежуточные склады);

маслоотделители – служат для очистки газа от капель масла. Из нагнетательного газохода газ после компрессора поступает в аппарат, где его скорость резко снижается, а также за счет перегородки меняется направление его потока, что дополнительно способствует отделению масла;

аккумуляторы – служат для накопления жидкостей, находящихся под давлением.

Снабжены следующими штуцерами для ввода жидкости, для предохранительного клапана, для вывода продуктов;

монжусы (монтежю) – устройства, предназначенные для периодического подъема и перемещения находящихся в них жидкостей под давлением газов (воздуха);

Используются для перекачивания кислот и коррозионноактивных растворов без помощи насосов, конструкция их включает:

– штуцер подачи кислоты;

– штуцер сжатого воздуха;

– штуцер для установки предохранительного клапана;

– перелив;

– штуцер для спуска остатков кислоты

Сосуд заполняется раствором, избыток которого сливают через перелив, далее подают сжатый воздух и через штуцер подачи кислота выдавливается;

мерники – емкости для точного отмеривания заданного объема жидкости;

напорные баки – емкости для создания определенного гидростатического давления жидкостей за счет их расположения на определенной высоте;

сепараторы – устройства для разделения газовой и жидкой фазы;

хранилища (резервуары) – емкости для длительного хранения жидких веществ.

Типы, основные параметры и размеры

цилиндрических сварных сосудов и аппаратов

Размеры цилиндрических сварных сосудов и аппаратов с номинальной емкостью 0,01–200 м3, предназначенных для работы под давлением, меньшим либо равным 16 МПа, с диаметрами от минимального наружного, равного 219 мм, до максимального внутреннего диаметра, составляющего 4000 мм, регламентируются ГОСТ 9431–85 и в зависимости от положения оси симметрии, формы днищ и крышек подразделяются на 9 типов аппаратов, из которых 6 вертикальных и 3 горизонтальных (обозначения: ГЭЭ, ГПП и т. д.).

Типы корпусов цилиндрических стальных сосудов и аппаратов

Длина обечаек согласно ГОСТ 9617–76 также выбирается из ряда 60–30000 мм (Алперт, С. 123).

Основные размеры корпусов типа ВЭП приведены в табл. 6.2 (С. 185).

Нормальную емкость цилиндрических аппаратов и сосудов объемом 0,01–200 м3 следует выбирать из нормального ряда по ГОСТ 123372–78 (Алперт, С. 182).

Рассмотрим общую методику расчета аппарата емкостного типа.

1. На основании данных технологического баланса рассчитывается объем аппарата емкостного типа:

где k – коэффициент запаса производительности.

2. По ГОСТам выбирается номинальная емкость цилиндрического аппарата (т. е. внутренний объем без учета открываемых крышек, люков) из нормального ряда, выбирается тип аппарата и габаритные размеры.

3. Рассчитывается толщина стенки аппарата, Так, для аппаратов, работающих под наливами, по известной формуле расчета толщины стенки цилиндрической обечайки на внутреннее давление

в которой расчетное давление Р (МПа) определяется по высоте жидкости в сосуде

Р = Нж ρ g ∙ 10–6.

21.Атмосферная коррозия и способы защиты от нее.

Атмосферная коррозия возникает вследствие адсорбции паров воды из воздуха на поверхности металла. Чаще всего деполяризатором является кислород, нов случае повышенного содержания в атмосфере кислых газов (НCl, SO2, H2S) может протекать электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией.

Скорость коррозии очень сильно зависит от влажности воздуха и степени его запыленности. В сухой атмосфере при относительной влажности воздуха менее 60% атмосферная коррозия не наблюдается (в Африке – танки). Коррозионная активность различных атмосфер приведена в таблице.

Атмосфера	Коррозионная активность, %
Сухая континентальная	1–9
Морская чистая	50
Индустриальная	65
Индустриальная сильно загрязненная	100

Скорость атмосферной коррозии резко возрастает также при накоплении на поверхности металла гигроскопических продуктов коррозии, наличии щелей, трещин, так как происходит капиллярная конденсация.

Пленочные защитные покрытия из органических и неорганических материалов используются для защиты от парогазовых сред, в том числе и от атмосферной коррозии.

Способы нанесения:

– многослойная окраска лаками, красками и т. д.;

– гуммирование защищаемой поверхности;

– газопламенное напыление порошкообразных полимерных материалов;

– многократное напыление эмульсии из полимерных материалов с последующей сушкой и спеканием.

Такие покрытия обладают низкой механической прочностью и не могут использоваться при наличии абразивных частиц.

22.Крышки и днища аппаратов высокого давления.

Днища емкостей высокого давления изготавливают плоскими, слабовыпуклыми, сферическими и эллиптическими, крышки – в виде плоских массивных плит. В цилиндрических обечайках высокого давления отверстия допускается выполнять только в крайних случаях. Трубопроводы и КИП присоединяются к крышкам и днищам. Аппараты высокого давления, как правило, не снабжают штуцерами. Вокруг отверстий в крышках и фланцах обрабатывают привалочные поверхности и высверливают отверстия под шпильки.

23.Расчет тонкостенной цилиндрической оболочки на внутреннее давление.

24.Углеродистые стали, применяемые для химического машиностроения.

Наиболее широкое распространение в качестве материалов для химической аппаратуры получили стали и чугуны.  Они обладают  – высокой механической прочностью; – хорошими физическими свойствами (высокая теплопроводность, малая теплоемкость и др.); – вполне доступны и достаточно дешевы, что делает их основными конструкционными материалами общего и химического машиностроения.  В чистом железе без остатка может раствориться не более 2 % углерода. Сплавы, содержащие до 2,14 % углерода, называют сталями; сплавы, в которых более 2,14 % углерода (обычно от 2 до 5–6%), – чугуном.  По содержанию углерода углеродистую сталь делят на: – низкоуглеродистую (до 0,25 % углерода); – среднеуглеродистую (от 0,25 до 0,6 % углерода); – высокоуглеродистую (выше 0,6 % углерода). Легированные стали, в свою очередь, подразделяют на: – низколегированные (до 2,5 % легирующих элементов); – среднелегированные (от 2,5 до 10 % легирующих элементов); – высоколегированные (свыше 10% легирующих элементов). В зависимости от назначения стали подразделяются на: – конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий; – инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65 % углерода; – с особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар; – с особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали. В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора стали подразделяют на: – стали обыкновенного качества (до 0,06 % серы и до 0,07 % фосфора); – качественные (до 0,035 % серы и фосфора); – высококачественные (до 0,025 % серы и фосфора); – особо высококачественные (до 0,025 % фосфора и до 0,015 % серы). Сталь обладает хорошими механическими и физическими свойствами, хорошо поддается обработке, относительно доступна и дешева. Главными ее недостатками являются невысокая химическая стойкость и влияние на чистоту готового продукта.

Углеродистые стали делятся на обыкновенные, соответствующие ГОСТ 380–71, и качественные, соответствующие ГОСТ 1050–74.

Обыкновенные стали, применяются для изготовления обечаек, днищ, фланцев, люков, лазов и т. д., работающих при температуре от –20 до +425°С и давлении до 5МПа. В зависимости от гарантированных характеристик различают три группы сталей обыкновенных:

А – с гарантированными механическими свойствами;

Б – с гарантированным химическим составом;

В – с гарантированными химическим составом и механическими свойствами.

Кроме того, по группам введены категории: для группы А – 3 категории, для группы Б – 2 категории, для группы В – 6 категорий.

Для сталей с номерами марок 1, 2, 3, 4 в зависимости от степени раскисления различают три вида. «Спокойные» стали (маркировка СП) содержат минимальное количество FeO и в изложнице застывают спокойно. «Кипящие стали» нераскислены и при застывании из металла выделяются пузырьки СО (маркировка КП); эти стали наиболее дешевы, но обладают худшими механическими и технологическими показателями. Согласно ГОСТ они не должны применяться для сосудов и аппаратов для сжиженных газов. «Полуспокойные» стали –промежуточный тип (маркировка ПС). 25.Классификация машин.

Тип машин	Назначение
Подъемно-транспортные устройства	Транспортировка сыпучих твердых материалов и штучных грузов в пределах цеха или предприятия (элеваторы, конвейеры, системы пневмотранспорта)
Дробильно-размольное оборудование	Уменьшение размеров частиц твердых материалов (дробилки, мельницы)
Смесители	Механическое перемешивание неоднородных твердых и жидких материалов (получение суспензий, эмульсий)
Грануляторы, прессы	Увеличение размеров частиц твердых сыпучих материалов
Классификаторы	Разделение твердых веществ по величине, форме или плотности частиц (сита, грохота)
Питатели (дозаторы)	Непрерывная или периодическая подача материалов в заданном количестве
Машины для затаривания и растаривания материалов и готовой продукции
Машины для транспортировки газов и жидкостей	Перемещение газообразных (вентиляторы, компрессоры, газодувки) и жидких материалов (насосы поршневые, центробежные, вихревые, ротационные, струйные, погружные) в пределах цеха или предприятия