7.2.1 Расчет обечаек, работающих под внутренним давлением

Определение номинальной расчетной толщины стенки s' таких обечаек исходя из прочности рекомендуется производить по формулам, приведенным в табл. 7.2, в зависимости от конструкционного материала, величины отношения заранее известных определяющих параметров ад и ρ с учетом коэффициента ослабления обечайки в продольном направлении φ и от того, какой задан базовый диаметр обечайки (внутренний D_в или наружный D_н).

Таблица 7.1

Внутренние базовые диаметры D_В (в мм) цилиндрических обечаек (ГОСТ 9617-67)

Таблица 7.2

Формулы для определения номинальной расчетной толщины стенки s^’ цилиндрических металлических и не металлических вальцованных(сварных, паянных, клееных) и литых обечаек, работающих под внутренним давлением

р – расчетное давление в аппарате в Мн/м²

- допускаемое напряжение на растяжение для материала обечайки в Мн/м²

- коэффициент прочности сварных и паянных соединений

7.2.1.1 Расчетное давление

Одной из главных определяющих величин при расчете на прочность узлов и деталей химических аппаратов, работающих под избыточным давлением, является давление среды в аппарате

Под расчетным давлением (внутренним р, наружным р_н) понимается избыточное давление среды в аппарате, на которое производится расчет аппарата на прочность и устойчивость.

Расчетным давлением, как правило, является рабочее давление. Гидростатическим давлением в аппарате (при наличии в нем жидкости), если величина его до 5% от рабочего, пренебрегают. В противном случае расчетное давление ρ в Мн/м² (кгс/см²) для нижней части аппарата следует определять по формуле (7.3)

(7.3)

где р_с – рабочее избыточное давление среды в Мн/м² (кгс/см²);

g – ускорение силы тяжести в м/сек² (см/сек²);

– плотность жидкости в кг/м³

– высота столба жидкости в м (см)

Для высоких колонных аппаратов расчетные давления целесообразно определять по зонам, условно разбив аппарат по высоте на несколько зон.

Для литых аппаратов при рабочем давлении в них, меньшем

0,2 Мн/м², расчетное давление принимается не менее 0,2 Мн/м².

7.2.1.2 Расчет допускаемого напряжения

Допускаемые напряжения в узлах и деталях при расчете их на прочность и устойчивость выбираются в зависимости от прочностных характеристик конструкционного материала при расчетной температуре. Прочностные характеристики, в свою очередь, зависят от технологии изготовления (сварки, литья, ковки, штамповки), термообработки, характера действия нагрузок (статической, динамической), размеров деталей (толщины стенок из проката, литья, поковок), а также с учетом особенностей среды в аппарате и условий эксплуатации.

Для узлов и деталей аппаратов из основных конструкционных металлических материалов (стали, цветных металлов и их сплавов), подверженных статическим нагрузкам от внутреннего или наружного избыточного давления, и при вакууме в аппарате, а также при действии

на них ветровых и сейсмических нагрузок, установлены

номинальные (нормативные) — без учета условий эксплуатации аппарата — допускаемые напряжения .

Эти допускаемые напряжения применяются при расчете деталей на растяжение, сжатие и изгиб. При расчете на кручение и срез номинальные допускаемые напряжения при прочих равных условиях рекомендуется применять с коэффициентом 0,6.

Величина номинального допускаемого напряжения в Мн/м² в зависимости от прочностных характеристик конструкционного материала при расчетной температуре определяется по одной из следующих формул:

(7.4)

(7.5)

(7.6)

(7.7)

Выбор расчетной формулы при определении номинального допускаемого напряжения производится по табл. 7.3

Таблица 7.3

Выбор расчетной формулы при определении номинального допускаемого напряжения для основных конструкционных материалов

Конструкционный материал		Расчетная температура, 0С	Расчетная формула при определении
Сталь	Углеродистая	380	(7.4) и (7.5)
		>380	(7.5), (7.6) и (7.7)
	низколегированная	420	(7.4) и (7.5)
		>420	(7.5), (7.6) и (7.7)
	легированная аустенитного класса	525	(7.4) и (7.5)
		>525	(7.5), (7.6) и (7.7)
Алюминий, медь и их сплавы		Не регламентировано	(7.4) и (7.6)
Титан и его сплавы			(7.4), (7.5) и (7.6)