Лекция 11. Унифицированные детали аппаратов
.pdf
Лекция 11 УНИФИЦИРОВАНЫЕ ДЕТАЛИ АППАРАТОВ
11.1 Прокладки
В аппаратостроении для уплотнения фланцевых соединений применяются прокладки различных типов (рис. 11.1):
а – плоские неметаллические, асбестовые с металлической оболочкой, гофрированной или плоской;
б – витые из металлических и неметаллических полос
(лент);
в – металлические, овального или восьмиугольного сече-
ния.
3 |
600 |
|
5±0,1 |
|
|
|
|
|
2,5 |
|
|
|
|
а) |
|
|
|
4 |
3,6 |
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
230 |
|
|
|
|
11±0,4 |
|
в)
Рисунок 11.1 – Поперечное сечение прокладок:
а– асбометаллические плоские гофрированные;
б– асбометаллические плоские гладкие;
в– металлические восьмигранного сечения
Плоские неметаллические прокладки применяют при давлении до Ру < 64 кгс/см2. Материалом для плоских прокладок служит главным образом паронит по ГОСТ 481-71. Гофрирован-
89
ные асбометаллические прокладки изготовляют с оболочкой из мягкого отожженного листового алюминия толщиной 0,3 мм, заполненной сердечником из плотного листового асбеста. Такие прокладки применяют в пределах Ру = 40 кгс/см2 и при темпера-
туре 450° С.
Для фланцевых соединений на давление
Ру
= 64 -250
кгс/см2 применяют, как правило, овального сечения, а при давлениях
металлические Ру > 40 кгс/см2
прокладки и более и
диаметрах свыше 400 мм - восьмиугольного сечения. В зависимости от рабочих условий в качестве материала для прокладок применяют низкоуглеродистую сталь (железо Армко) (НВ 90), мягкую отожженную сталь Ст.1 (НВ 100), легированную сталь
08X13, 08Х18Н10Т и др.
Витые прокладки (рис. 11.2) изготовляют двух профилей: V-образные толщиной 4,4 мм и W-образные толщиной 3,2 мм и двух видов - состоящие из чередующихся витков прокатанной металлической полосы и вставкой ленты и получаемые обмоткой двух металлических катаных полос и одной вставкой ленты. Материал металлических полос аустенитная нержавеющая сталь, железо Армко, монельметалл; вставной ленты - асбестовая бумага, спрессованный асбест и сжатый синтетический каучук. Прокладки применяют при температуре до 600°С.
А
А - А
А
а) б)
Рисунок 11.2 – Витые прокладки:
а – тип V; б – тип W
90
Витые прокладки наматывают на станках различной степени автоматизации в зависимости от серийности производства. Плотность прилегания слоев обеспечивается постоянным усилием, при котором производится намотка. По внешнему и внутреннему диаметрам верхние слои прокладок прихватывают электросваркой.
Для теплообменных аппаратов диаметром 325-1400 мм на условное давление Ру = 10 - 64 кгс/см2 и температуру от - 30° до - 450°
С изготовляют прокладки по рис. 11.3 а, б, в. Величина б = 3,4 – 0,3 при толщине ленты 0,2 мм и б = 3,6 – 0,3 при толщине ленты 0,2 мм.
10±0,5
А
А
А - А
4 -1,5
6
Рисунок 11.3 – Типы асбометаллических прокладок для теплообменных аппаратов
Размеры прокладок регламентированы нормалью ОН 26- 02-87-68. В качестве материала для изготовления используется бумага асбестовая по ГОСТ 2630-69 в оболочке толщиной 0,2-0,3 мм из латуни, алюминия, сталей 08Х18Н10 по ГОСТ 4986-70.
Прокладки из паронита изготовляют тремя способами: диаметром 25-250 мм штамповкой; диаметром до 750 мм вырезкой из листа на специальном станке и диаметром более 750 мм резкой полос на виброножницах.
Паронитовые прокладки можно изготовлять и на радиальносверлильных станках при помощи специального приспособления (рис. 11.4): к оправке 1 двумя болтами крепится штанга 2,
91
Режущие ролики 5 свободно вращаются на шейках болтов 6. Ролики устанавливают на требуемую величину, соответствующую диаметру прокладки, перемещением упоров 3 по шкалам, нанесенным на штанге. Чтобы упоры не смещались, их крепят винтами 4. Плавающий центр 7 служит для центровки паронитовых колец относительно режущих роликов и деревянной плиты, служащей амортизатором для режущих роликов. Плита (диаметром 750 мм, толщиной 40 мм) крепится к столу станка двумя болтами. Плавающий центр устанавливается в отверстие диаметром 8 мм, имеющееся в центре плиты. Таким образом, при вырезке прокладок определенного диаметра след, оставляемый режущими роликами на деревянной плите постоянно совпадает, что увеличивает срок службы подкладки.
4 |
3 |
1 |
2 |
5 |
8 |
7 |
9 |
6 |
Рис. 11.4. – Приспособление для вырезки паронитовых прокладок на сверлильном станке
Для предотвращения смещения заготовки на приспособлении имеется пята 8, которая с помощью пружины 9 прижимает заготовку.
За один оборот шпинделя вырезаются наружный и внутренний диаметры прокладки. В тех случаях, когда диаметр вырезанного отхода совпадает с наружным диаметром прокладки, приспособление можно настраивать на одновременную вырезку двух прокладок. Этим приспособлением можно вырезать прокладки диаметром от 200 дo 750 мм.
92
11.2 Опоры
Требования к опорам.
1.Основные размеры цилиндрических и конических опор вертикальных и горизонтальных сосудов определяются в соответствии с типовыми конструкциями.
Опоры из углеродистых сталей допускается применять для сосудов из коррозионностойких сталей при условии, что к сосуду приваривается переходная обечайка опоры из коррозионностойкой стали.
2.Основные размеры лап и стоек для вертикальных сосудов определяются в соответствии с типовыми конструкциями и государственными стандартами.
3.При применении нестандартных опор, лап и стоек разработчику сосуда необходимо предусмотреть резьбовые отверстия под регулировочные (отжимные) винты.
4.При наличии температурных расширений в продольном направлении в горизонтальных сосудах следует выполнять жесткой лишь одну седловую опору, остальные опоры - свободными с указанием об этом в технической документации. Угол охвата седловой опоры принимают не менее 120° (рис. 11.5).
Сосуд
Седловая опора
1200
Рисунок 11.5 – Угол охвата седловой опоры
11.3 Требования к внутренним и наружным устройствам
Внутренние устройства в сосудах (змеевики, тарелки, перегородки и др.), препятствующие осмотру и ремонту, выполня-
93
ются съемными.
Внутренние приварные устройства конструируются так, чтобы было обеспечено удаление воздуха и полное опорожнение аппарата при гидравлическом испытании в горизонтальном и вертикальном положениях.
Рубашки, применяемые для наружного обогрева или охлаждения сосудов, могут быть съемными и приварными.
Во всех глухих частях сборочных единиц и элементов внутренних устройств следует предусматривать дренажные отверстия, располагая их в самых низких местах этих сборочных единиц и элементов для обеспечения полного слива жидкости.
11.4 Требования к днищам сосудов
В сосудах применяются днища: эллиптические, полусферические, торосферические, сферические неотбортованные, конические отбортованные, конические неотбортованные, плоские отбортованные, плоские неотбортованные.
Эллиптические днища должны иметь высоту выпуклой части, измеренную по внутренней поверхности, не менее 0,2 внутреннего диаметра днища. Допускается уменьшение этой величины.
Торосферические (коробовые) днища должны иметь:
-высоту выпуклой части, измеренную по внутренней поверхности, не менее 0,2 внутреннего диаметра;
-внутренний радиус отбортовки не менее 0,1 внутреннего диаметра днища;
-внутренний радиус кривизны центральной части не более внутреннего диаметра днища.
Сферические неотбортованные днища могут применяться
сприварными фланцами, при этом:
-внутренний радиус сферы днища должен быть не более внутреннего диаметра сосуда;
-сварное соединение фланца с днищем выполняется со
94
сплошным проваром.
В сварных выпуклых днищах, за исключением полусферических, состоящих из нескольких частей с расположением сварных швов по хорде, расстояние от оси сварного шва до центра днища должно быть не более 1/5 внутреннего диаметра днища.
Круговые швы выпуклых днищ должны располагаться от центра днища на расстоянии не более 1/3 внутреннего диаметра днища.
Конические неотбортованные днища должны иметь центральный угол не более 45°. Центральный угол конического днища может быть увеличен.
Для отбортованных и переходных элементов сосудов, за исключением выпуклых днищ, компенсаторов и вытянутых горловин под приварку штуцеров, расстояние от начала закругления отбортованного элемента до отбортованной кромки в зависимости от толщины S стенки отбортованного элемента должно быть не менее указанного в табл. 11.1.
Таблица 11.1 – Расстояние от начала закругления отбортованного элемента до отбортованной кромки отбортованных и переходных элементов сосудов
Толщина стенки отбортованного |
Расстояние до отбортованной |
элемента S, |
кромки L, |
мм |
мм, не менее |
до 5 |
15 |
|
|
свыше 5 до 10 |
2 S + 5 |
|
|
свыше 10 до 20 |
S +15 |
|
|
свыше 20 до 150 |
S/2 + 25 |
|
|
свыше 150 |
100 |
|
|
11.5 Арматура, КИП и предохранительные устройства сосудов
Для управления работой и обеспечения безопасных усло-
95
вий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены:
-запорной или запорно-регулирующей арматурой;
-приборами для измерения давления;
-приборами для измерения температуры;
-предохранительными устройствами;
-указателями уровня жидкости.
Сосуды, снабженные быстросъемными крышками, должны иметь предохранительные устройства, исключающие возможность включения сосуда под давление при неполном закрытии крышки и открывании ее при наличии в сосуде давления. Такие сосуды также должны выть оснащены замками с ключом.
11.6 Требования к манометрам
Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями должны быть снабжены манометрами прямого действия. Манометр устанавливается на штуцере сосуда или трубопроводе между сосудом и запорной арматурой.
Манометры должны иметь класс точности не ниже:
-2,5 - при рабочем давлении сосуда до 2,5 МПа (25
кгс/cм2);
-1,5 - при рабочем давлении сосуда выше 2,5 МПа. Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы пре-
дел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы.
На шкале манометра владельцем сосуда должна быть нанесена красная черта, указывающая рабочее давление в сосуде. Взамен красной черты разрешается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластину, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.
Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу.
Номинальный диаметр корпуса манометров, устанавлива-
96
емых на высоте до 2 м от уровня площадки наблюдения за ними, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 3 м - не менее 160 мм. Установка манометров на высоте более 3 м от уровня площадки не разрешается.
Между манометром и сосудом должен быть установлен трехходовой кран или заменяющее его устройство, позволяющее проводить периодическую проверку манометра с помощью контрольного.
Манометры и соединяющие их с сосудом трубопроводы должны быть защищены от замерзания.
Манометр не допускается к применению в случаях, когда:
-отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении поверки;
-просрочен срок поверки;
-стрелка при его отключении не возвращается к нулевому показанию шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора;
-разбито стекло или имеются повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний.
Поверка манометров с их опломбированием или клеймением должна производиться не реже одного раза в 12 месяцев. Кроме того, не реже одного раза в 6 месяцев владельцем сосуда должна производиться дополнительная проверка рабочих манометров контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных проверок.
11.7 Маркировка сосудов
На каждом сосуде должна быть прикреплена табличка. Для сосудов наружным диаметром менее 325 мм допускается табличку не устанавливать. При этом все необходимые данные должны быть нанесены на корпус сосуда электрографическим методом.
На табличке должны быть нанесены:
- товарный знак или наименование изготовителя;
97
-наименование или обозначение сосуда;
-год изготовления;
-рабочее давление, МПа;
-расчетное давление, МПа;
-пробное давление, МПа;
-допустимая максимальная и (или) минимальная рабочая температура стенки, °С;
-масса сосуда, кг.
Для сосудов с самостоятельными полостями, имеющими разные расчетные и пробные давления, температуру стенок, следует указывать эти данные для каждой полости.
11.8 Крепеж
Гайки и болты (шпильки) должны изготавливаться из сталей разных марок, а при изготовлении из сталей одной марки – с разной твердостью. При этом твердость гайки должна быть ниже твердости шпильки (болта). Длина шпилек (болтов) должна обеспечивать превышение резьбовой часта над гайкой на величину, указанную в нормативной документации (НД).
Материал шпилек (болтов) должен выбираться с коэффициентом линейного расширения, близким по значениям коэффициенту линейного расширения материала фланца. Разница в значениях коэффициента линейного расширения не должна превышать 10%. Применение сталей с различными коэффициентами линейного расширения (более 10%) допускается в случаях, обоснованных расчетом на прочность.
11.9 Установка сосудов
Установка сосудов должна исключать возможность их опрокидывания. Установка сосудов должна обеспечить возможность осмотра, ремонта и очистки их с внутренней и наружной сторон.
98