7.2 Обечайка теплообменного аппарата

Главным составным элементом корпуса является обечайка — наиболее материалоемкий и ответственный узел любого химического аппарата. Форма корпуса, а следовательно, и обечайки определяется химико-технологическими требованиями, предъявляемыми к тому или иному аппарату, а также конструктивными соображениями и может быть цилиндрическая, коробчатая, коническая, сферическая и т. д.

Наибольшее распространение в химическом аппаратостроении получили цилиндрические обечайки, отличающиеся простотой изготовления, рациональным расходом материала и хорошей сопротивляемостью давлению среды.

Поэтому при конструировании аппаратов, если это не идет в разрез с какими-либо особыми требованиями, предъявляемыми к аппарату, рекомендуется применять цилиндрические обечайки.

В зависимости от назначения цилиндрические аппараты находят применение как в вертикальном, так и в горизонтальном исполнении, причем предпочтение следует отдавать вертикальному исполнению, особенно для тонкостенных аппаратов, работающих при небольшом избыточном давлении в них. В этом случае исключаются дополнительные изгибающие напряжения в корпусе от силы тяжести аппарата и среды, имеющие место в горизонтальных аппаратах, лежащих на отдельных опорах.

Цилиндрические обечайки из пластичных материалов (сталь, цветные металлы и большинство их сплавов, винипласт и др.) при избыточном давлении среды в аппарате до 10 Мн/м² изготовляются преимущественно из листов вальцовкой с последующим соединением стыков чаще всего сваркой. Применявшаяся ранее для этого клепка

в настоящее время в химическом аппаратостроении не употребляется.

Соединение стыков цилиндрических обечаек из медных и латунных листов помимо сварки осуществляется также пайкой как твердыми, так и мягкими припоями. Кроме указанного, соединение стыков обечаек из любых металлических и неметаллических материалов возможно производить с помощью различных клеев. Однако данный вид соединения в химическом аппаратостроении широкого применения пока не имеет.

Свальцованные из листов цилиндрические обечайки после соединения стыка сваркой или пайкой проходят технологическую правку (калибровку). Обработка наружной и внутренней поверхностей обечаек на станке обычно не производится.

Цилиндрические обечайки из пластичных материалов (в основном стали) для аппаратов высокого избыточного давления среды в них (10 Мн/м² и более) изготовляются большей частью из поковок (цельных или составных) с соответствующей термообработкой и последующей обработкой внутренней и наружной поверхностей на станке. Кованые цилиндрические обечайки иногда выполняются заодно с днищем.

Наряду с цельными коваными конструкциями обечаек для аппаратов высокого давления находят применение составные конструкции —многослойные, витые и др.

Цилиндрические обечайки из хрупких материалов (чугуны, бронзы, кварцевое стекло и др.) для аппаратов с незначительным избыточным давлением среды в них — не более 0,8 Мн/м² — изготовляются литыми с последующей обработкой внутренней поверхности или без обработки. Литые обечайки обычно выполняются совместно с днищем.

В ряде случаев с помощью литья изготовляются обечайки и из пластичных материалов (различные стали, цветные металлы и сплавы и др.).

При конструировании цилиндрических обечаек, независимо от материала и технологии их изготовления, преимущественно следует придерживаться внутренних базовых диаметров согласно табл. 7.1.