Вопросы для самопроверки:

1. Что такое опоры?

2. По какой формуле определяют расчетную длину аппарата?

3. По какой формуле рассчитывают интенсивность нагрузки на опору?

4. Какие требования предъявляются к болтам и шпилькам для создания наиболее рациональной конструкции фланцевого соединения?

5. По какой формуле определяют максимальную нагрузку на болты?

Лекция 14. Укрепление вырезов в стенках аппаратов. Фланцевые соединения, прокладки

План:

1. Укрепление вырезов в стенках аппаратов

2. Фланцевые соединения, прокладки

1. Укрепление вырезов в стенках аппаратов

Каждый аппарат соединяется с другими аппаратами или с трубопроводами посредством штуцеров. Доступ внутрь аппарата осуществляется через специ­альные люки и лазы.

Для установки штуцеров и люков в корпусах аппаратов (на обечайке или в днищах) вырезают отверстия. Эти отверстия ослабляют стенки аппаратов: во-первых, уменьшается площадь сечения аппаратов по оси отверстия; во-вторых, по краю отверстия возникают местные напряжения, которые могут в пять раз превысить напряжения в целом сечении аппарата. Для того чтобы предотвратить ослабление стенки аппарата в местах вырезов укрепляют так, чтобы компенсировать площадь вырезанного сечения металла.

Существует много способов укрепления вырезов (штуцером, втулкой, утолщением стенки), но в аппаратостроении применяют главным образом ук­репляющие кольца, устанавливаемые снаружи аппарата.

Во всех случаях, когда диаметр патрубка штуцера больше 50 мм, укреп­ление вырезов в аппаратах обязательно. Отверстия диаметром менее 50 мм также укрепляют, если возможны резкие колебания давления в аппарате или если штуцеры расположены близко друг от друга.

Иногда установка укрепляющих колец невозможна из-за перегруженно­сти аппарата штуцерами или по другим конструктивным причинам. В этих случаях вырез укрепляют увеличением толщины патрубка штуцера или тол­щины стенки самого аппарата.

На рис. 9 показан один из способов сварки укрепляющего кольца с аппа­ратом и патрубком штуцера. В укрепляющих кольцах предварительно сверлят отверстие и нарезают резьбу М10. Отверстие служит для обнаружения в про­цессе эксплуатации и при испытаниях пропусков в сварном шве, соединяю­щем патрубок штуцера и корпус аппарата. При испытаниях через отверстие можно подать воздух и проверить плотность приварки самого укрепляющего кольца к корпусу и патрубку.

Толщина укрепляющих колец та же, что и стенки аппарата на данном участке. Для биметаллических корпусов толщину укрепляющего кольца при­нимают равной толщине основного слоя.

Рисунок 9– Приварка укрепляющего кольца:

1 – корпус аппарата; 2 – патрубок штуцера; 3 – укрепляющее кольцо

Расчет укрепляющего кольца сводится к определению его наружного диаметра. Если за исходное условие расчета взять равенство площади удален­ного в корпусе сечения металла и сечения укрепляющего кольца, то наружный диаметр укрепляющего кольца, в зависимости от коэффициента прочности сварного шва, окажется равным 1,9-2 наружным диаметрам патрубка штуцера. При проектировании пользуются утвержденными нормалями, в которых даны все размеры укрепляющих колец.

Сварные швы, соединяющие укрепляющее кольцо с корпусом аппарата, рассчитывают на срез. Расчет показывает, что при приварке валиковым швом катет его должен равняться толщине кольца.

Сварной шов укрепляющего кольца должен отстоять от меридионально­го сварного шва корпуса не менее чем на две толщины его стенки, но не менее чем на 30мм. правилами Госгортехнадзора в отдельных случаях допускается устройство отверстия на сварных швах. В этом случае шов должен иметь дву­сторонний провар.