Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчёт и проектирование технологического оборудования. Учебное пособие.pdf
X
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. КОНСТРУИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
- •1.1. ЗАДАЧИ КОНСТРУИРОВАНИЯ
- •1.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАШИНАХ
- •1.3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К МАШИНАМ И МЕХАНИЗМАМ
- •2.1. ФАЗЫ ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКОЙ РАБОТЫ
- •2.3. ТИПЫ, ВИДЫ И КОМПЛЕКТНОСТЬ КОНСТРУКТОРСКИХ ДОКУМЕНТОВ НА ПРОЕКТИРУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
- •3. РАСЧЁТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
- •3.1. ТОНКОСТЕННЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ОБЕЧАЙКИ
- •3.2. ДНИЩА И КРЫШКИ ПРИВАРНЫЕ
- •3.3. ШТУЦЕРА, ЛЮКИ, КРЫШКИ ОТЪЁМНЫЕ
- •3.4. ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •3.5. ОПОРЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ СТРОПОВКИ
- •3.6. ТОЛСТОСТЕННЫЕ СОСУДЫ И АППАРАТЫ
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

варианты конструкции, проводится сравнительная оценка проектных решений
с учётом конструкторских и эксплуатационных отличий разрабатываемого и
имеющегося оборудования, а также проводится патентный поиск.
Цель разработки технического предложения заключается в выявлении дополнительных или уточнённых требований к изделию, его технических характеристик, показателей качества, не указанных в техническом задании. При этом
большое внимание нео
бходимо уделять тенденциям и перспективам совершен-
ствования отечественной и зарубежной техники в соответствующей области.
Согласно ГОСТ 2.102–2013 техническое предложение содержит соответствующие конструкторские документы. К этим документам относятся чертёж
общего вида, габаритный чертёж, схемы, таблицы, расчёты, патентный формуляр,
ведомость технического предложения. В техническое предложение принято
включать результаты литературно-патентного обзора, данные сопоставления характери
стик проектируемого изделия и аналогичных изделий, оптимальный вари-
ант общего вида изделия, а также устройство, компоновка и принцип действия.
На основании технического предложения выполняется эскизный или технический проект.
Третья стадия – «Разработка эскизного проекта» – предполагает разработку
комплекта документов, которые содержат принципиальные решения и более полно раскрывают устройство и п
ринцип действия изделия, а также техническую
характеристику с указанием его назначения, основных параметров и размеров.
Целью разработки эскизного проекта является подготовка оригинальных
технических решений, которые дают представление об устройстве и принципе
работы разрабатываемого оборудования.
Состав конструкторских документов в эскизном проекте определяется спецификой проектируемого оборудования, его новизной и сложностью. В соответствии с ГОСТ 2.102–
2013 эскизный проект содержит чертежи общего вида, габаритный и монтажный чертежи, ведомости покупных изделий и согласования их
применения, программу и методику испытаний, таблицы, расчёты, патентный
формуляр, ведомость эскизного проекта и пояснительную записку к нему.
На основании эскизного проекта разрабатывается технический проект или
рабочая документация.
На четвёртой стадии – «Ра
зработка технического проекта» – осуществляется разработка комплекта конструкторских документов, которые содержат
окончательные технические решения и дают полное понятие об устройстве и
принципе работы оборудования. Кроме того, они являются исходными данными
для разработки рабочей конструкторской документации.
Технический проект подготавливается в целях разработки необходимых
для последующих работ технических данных как по изделию в цело
м, так и
по его составным частям и основным материалам.
Разработка технического проекта включает следующие виды работ: разработку конструкции изделия и его составных частей, принципиальных и других
схем; выполнение технико-экономических расчётов; оценку эксплуатационных
данных изделия; проведение экспериментальных работ и т.д.
Состав конструкторских документов технического проекта зависит от слож-
сти и новизны разрабатываемого оборудования в соответствии с ГОСТ 2.102.
но
Как правило, комплект конструкторских документов технического проекта
11

содержит чертёж общего вида оборудования и чертежи отдельных его деталей,
габаритный чертёж устройства, схемы, таблицы и расчёты, ведомости покупных
изделий и согласования их использования, технические условия, патентный формуляр, ведомость технического проекта и пояснительную записку к нему.
На основании технического проекта после его согласования и утверждения
разрабатывается рабочая конструкторская документация.
Пятая стадия –
«Разработка рабочей конструкторской документации» –
выполняется в целях комплектования конструкторских документов, на основании которых проводится технологическая подготовка производства и организация процесса изготовления оборудования в необходимых количествах.
Основная цель ОКР на стадии разработки конструкторской документации
для установившегося серийного или массового производства заключается в поэтапном доведении конструкции изделия по результатам его изго
товления,
опытной проверки и технологической подготовки производства до соответствия
требованиям технического задания и условиям установившегося выпуска изделий со стабильными показателями качества.
Комплект рабочих конструкторских документов, выполняемых на изделие,
формируется по ГОСТ 2.102 в зависимости от его вида и стадии разработки.
Он содержит следующие документы:
– основные конструкторские документы, являющиеся для указанных видов
изделий обяза
тельными;
– другие конструкторские документы, в том числе сборочный чертёж
(для сборочных единиц обязателен), габаритный и монтажный чертежи, схемы,
таблицы, расчёты, программа и методика испытаний, технические условия,
патентный формуляр.
2.3. ТИПЫ, ВИДЫ И КОМПЛЕКТНОСТЬ КОНСТРУКТОРСКИХ ДОКУМЕНТОВ НА ПРОЕКТИРУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Конструкция разрабатываемого оборудования описывается в конструктор-
ских документах.
Конструкторский документ (КД) в зависимости от его назначения устанавливает содержание и устройство изделия и состоит из необходимых данных
для разработки, изготовления, контроля, приёмки, поставки, эксплуатации и
ремонта продукции.
Тип изделия и стадии разработки конструкторской документации опреде-
ляют виды конструкторских документов и разновидность со
держащейся в них
информации.
В зависимости от содержания различают два вида конструкторских документов:
− графические КД – это документы, которые содержат чертёж изделия
и(или) его составных частей, устройство и принцип действия, внутренние и
внешние связи его составных частей;
− текстовые КД – документы, которые содержат, как правило, текст.
В текстовые КД в виде ил
люстраций может быть включен графический материал.
В зависимости от стадии разработки конструкторские документы делятся
на проектные и рабочие.
12

Разработка проектных документов осуществляется в процессе конструкторской проработки вариантов изделия для выявления оптимального варианта технического решения. Эти документы не используют для производства продукции.
По рабочим конструкторским документам производят изготовление и контроль, приёмку, поставку изделия и использование его по прямому назначению
при эксплуатации и восстановлении параметров при ремонте. Вследствие эт
ого
рабочие конструкторские документы могут быть производственными, эксплуатационными и ремонтными.
По способу выполнения и характеру применения различают следующие
КД: оригиналы, подлинники, дубликаты и копии.
Оригиналы служат для изготовления подлинников КД. Под подлинником
понимают документы, изготовленные на любом материале и позволяющие делать
с них большое количество копий. При этом эти документы имеют по
длинные
подписи. Дубликатами называют документы, идентичные с подлинником и
имеющие подпись лица, ответственного за выпуск документов. Копии – это документы, которые идентичны подлиннику или дубликату, предназначены для применения в процессе разработки, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия.
Перечень видов конструкторских документов, которые разрабатываются на
изделие в зависимости от стадии разр
аботки и видов изделий, и их коды представ-
лены в ГОСТ 2.102–2013, ГОСТ 2.601–95, ГОСТ 2.602–95 и ГОСТ 2.701–2008.
Различают следующие виды конструкторских документов на изделие:
основной конструкторский документ; основной комплект и полный комплект
конструкторских документов.
Основной конструкторский документ в полной мере характеризует кон-
кретное устройство и его состав. Основными конструкторскими документами
являются: чертежи детали – для деталей; спецификаци
и – для специфицирован-
ных изделий (комплексов, сборочных единиц, комплектов).
Организация производства осуществляется на основе чертежей детали;
спецификации для комплексов и комплектов; спецификации и сборочных чертежей для сборочных единиц.
Задачей основного комплекта конструкторских документов изделия является объединение конструкторских документов на всё устройство в целом.
Вследствие этого основной комплект конструкт
орских документов может
содержать не только оригинальные документы, т.е. впервые разработанные
на данное изделие, но также заимствованные и групповые документы, относящиеся к данному изделию. Конструкторские документы составных частей
в основной комплект конструкторских документов изделия не входят.
Сведения о документах основного комплекта приводятся:
– для специфицированных изделий – в спецификации из
делия в разделе
«Документация»;
– для деталей – в технических требованиях чертежа детали и в разделе
«Документация» спецификации изделия, составными частями которого они
являются.
Полный комплект конструкторских документов изделия в общем случае
содержит документы основного комплекта КД на данное изделие и основные
комплекты КД на все составные части данного изделия, применённые по своим
овным КД, сведения о которых приведены в разделах «Сборочные единицы»
осн
и «Детали» спецификации данного изделия.
13

3. РАСЧЁТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
3.1. ТОНКОСТЕННЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ОБЕЧАЙКИ
Сосуд представляет собой устройство, которое имеет внутреннюю полость
и служит для проведения технологических процессов, а также для хранения и
транспортирования различных сред.
Аппарат – это сосуд, который имеет внутренние устройства и предназначен для ведения химико-технологических процессов.
В процессе проектирования сосудов и аппаратов следует обеспечить технологичность, надёжность в течение установленного срока службы. При этом
большое внимание нео
бходимо уделять безопасности при изготовлении, монтаже, ремонте и эксплуатации. Кроме того, следует предусмотреть возможность
осмотра (в том числе внутренней поверхности), очистки, промывки, продувки
и ремонта, контроля технического состояния сосуда при диагностировании,
а также контроля давления и отбора сред.
Все аппараты, как правило, содержат следующие осн
овные элементы и
узлы: цилиндрический корпус, днища, крышки, штуцеры, люки, опоры, фланцы, строповые устройства.
Для стальных цилиндрических аппаратов, корпуса которых выполняются
из листового проката, базовым является внутренний диаметр, который выбирается из следующего ряда, мм: 400, (450), 500, (550), 600, (650), 700, 800, 900,
1000, (1100), 1200, (1300), 1400, (1500), 1600, (1700), 1800, (1900), 2000, 2200,
2400, 2600, 2800, 3000, 3200, 3400, 3600, 3800, 4000 и т.д. Диаметр в скобках
предназначен только для рубашек аппаратов. Для стальных аппаратов, к
орпус
которых изготавливается из труб, за базовый принимается наружный диаметр,
который выбирается из следующего ряда, мм: 133, 159, 168, 219, 273, 325, 377,
426, 480, 530, 630, 720 и т.д.
Если внутренние устройства затрудняют осмотр аппарата, то их следует
изготавливать съёмными. Рубашки для наружного обогрева или охлаждения
можно изготавливать приварными. Внутренний осмотр аппаратов производится
через люки-лазы, располагаемые в удобных местах. Если у аппар
ата имеются
съёмные крышки или днища и фланцевые штуцера большого размера, то лазы и
люки можно не предусматривать. Для исключения самоопрокидывания аппараты снабжают специальными приспособлениями.
В случае проведения гидравлических испытаний аппарат дополнительно
снабжается штуцерами для подачи и вывода воды, а также ввода и отвода воздуха. Эти операции мо
гут быть реализованы также с помощью технологических
штуцеров. Все глухие части элементов оборудования и внутренних устройств
должны иметь дренажные отверстия, которые следует располагать в самых низких местах для обеспечения полного слива жидкости.
Подъём и установку аппарата осуществляют с помощью специально предусмотренных строповых устройств. Разрешается проводить монтаж с помощью им
еющихся на аппарате элементов (горловины, технологические штуцера
и др.) при их достаточной, проверенной расчётом прочности.
14

а) б)
s
Рис. 3.1. Элементы корпуса аппарата
Сварные швы в аппаратах, как правило, должны выполняться стыковой
двухсторонней сваркой или с подваркой. При этом должны быть обеспечены
хорошие условия для осмотра и контроля швов. Предпочтительно следует применять автоматическую электродуговую сварку под слоем флюса. Запрещено
размещать сварные швы в местах крепления опор к аппарату. В противном случае, необходимо обеспечит
ь возможность контроля сварного шва под опорой.
Чтобы исключить перегрев и ухудшение качества сварных швов, необходимо располагать их со смещением относительно друг друга на величину
sa 3f , где
– толщина стенки элемента аппарата, но не менее чем на 100 мм
(рис. 3.1, a). Не рекомендуется осуществлять соединение нескольких деталей
одним швом. Отверстия для люков, лазов и штуцеров следует размещать
вне сварных швов, на расстоянии от них
db 9,0≥ (рис. 3.1, б). Рекомендуется
выдерживать расстояния между двумя соседними отверстиями в пределах
)(7,0
ddA +≥ , а для штампованных эллиптических днищ – db ≥ .
21
Приварку штуцеров, плоских днищ, фланцев следует проводить тавровым,
угловым или стыковым соединением. Равностенность свариваемых элементов
достигается путём применения плавных переходов при сварке обечаек, днищ и
фланцев разной толщины (рис. 3.2). Необходимо обеспечивать доступность
сварных швов для осмотра и контроля.
Высоколегированные стали применяют для изготовления только элементов
корпуса, подверженных воздействию агрессивной среды. Пр
и этом другие элементы корпуса изготавливают из углеродистых сталей. Сварка разных сталей
вследствие диффузии легирующих компонентов в углеродистую сталь приводит
к снижению коррозионной стойкости легированной стали. Вследствие этого
рекомендуется отдалять места стыка разнородных сталей от мест действия
агрессивной среды путём использования промежуточных элементов (рис. 3.3).
Рис. 3.2. Сварные соединения элементов корпуса
15

а) б) в)
Рис. 3.3. Варианты соединения элементов корпуса,
изготовленных из высоколегированной и углеродистой стали:
а – опорная обечайка; б – рубашка; в – опорная лапа
Для исключения перегрева при сварке, вызывающего выгорание легирующих
компонентов и ухудшение коррозионной стойкости, целесообразно применять
свариваемые элементы одинаковой толщины (см. рис. 3.2). При этом предпочтительна сварка элементов встык при расположении сварных швов на определённом расстоянии один от другого.
Сосуды и аппараты, которые применяются в промышленности, являются
тонкостенными при условии, что то
лщина их стенки не более 10% внутреннего
диаметра. Область эксплуатации таких сосудов и аппаратов ограничивается
давлением не более 10 МПа.
Одним из основных элементов технологических аппаратов являются цилиндрические обечайки. Их, как правило, изготавливают путём вальцевания из листового проката, реже из труб или поковок. Одна или несколько обечаек, которые
свариваются между собой вс
тык, составляют цилиндрический корпус аппарата.
В зависимости от решаемых задач прочностные расчёты элементов оборудования могут быть проектными и проверочными.
Проектные расчёты заключаются в определении размеров отдельных
элементов оборудования (толщина стенки корпуса, днища, трубной решётки,
диаметр болтов и т.д.). Эти расчёты выполняются, как правило, в процессе конструирования новых ма
шин и аппаратов.
Целью проверочных расчётов является определение реально возникающих
в элементах напряжений и сравнение их с допускаемыми при конкретных условиях эксплуатации. В результате этих расчётов делается вывод о возможности
использования конкретного аппарата в заданных условиях.
Нормы и методы расчёта на прочность, Цилиндрические обечайки, кониче-
ские элементы, днища и крышки сосудов и аппаратов из уг
леродистых и легированных сталей, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным
избыточным давлением и под действием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов, рассчитываются на прочность в соответствии с нормами и
методами, определёнными ГОСТ 14249–89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчё
та на прочность». В данном стандарте приведены допускаемые напряже-
ния, модули продольной упругости и коэффициенты прочности сварных швов.
Нормы и методы расчёта на прочность применяются только при условии,
что отклонение от геометрической формы и неточность изготовления рассчиты-
16

ваемых элементов сосудов и аппаратов не превышают установленных норма-
−
−
−
тивно-технической документацией допусков, при соблюдении «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утверждённых Ростехнадзором. В данных правилах установлены требования к проектированию, устройству, изготовлению, монтажу, ремонту и эксплуатации сосудов, работающих при давлении свыше 0,07 МПа.
Отклонения диаметров обе
чаек, цилиндрических отбортованных элементов днищ, которые изготовлены из листов и поковок, не должны быть больше
±1% номинального диаметра. Относительная овальность в любом поперечном
сечении не должна быть более 1%. При этом величина относительной овальности равна:
– в сечении без штуцеров и люков
=
a ;
– в сечении со штуцерами и люками
=
a ,
где
, DD – соответственно наибольший и наименьший наружные (внут-
minmax
)(2
DD
minmax
+
DD
minmax
minmax
+
DD
minmax
%100
⋅
)02,0(2
dDD
%100
⋅
ренние) диаметры сосуда или аппарата, м; d – внутренний диаметр штуцера, м.
Элементы сосудов и аппаратов, которые работают под вакуумом или наружным давлением, должны иметь относительную овальность, не превышающую 0,5%.
Физико-механические свойства конструкционных материалов и допускаемые
напряжения находятся по расчётной температуре, определяемой по теплотехниче-
им расчётам или результатам испытаний. При положительных температурах
ск
в качестве расчётной температуры стенки сосуда или аппарата выбирают наибольшую температуру стенки, а при отрицательных – температуру 20 °С. Если тепловые
расчёты, а также измерения температуры выполнить невозможно, то в качестве
расчётной принимают максимальную температуру среды, но не ниже 20 °С.
Рабочее давление для со
суда или аппарата
– это максимальное внут-
p
p
реннее избыточное или наружное давление, которое имеет место при нормальном протекании рабочего процесса. При этом не учитывается гидростатическое
давление среды и кратковременное повышение давления при срабатывании
предохранительных клапанов или других предохранительных устройств.
Под расчётным давлением в рабочих условиях р понимают давление, на
которое рассчитываются на прочность элементы сосуд
а и аппарата. Расчётное
давление, как правило, может быть равно или больше рабочего давления.
В случае повышения давления в сосуде или аппарате при срабатывании предохранительных устройств более чем на 10% сверх рабочего элементы аппарата
должны рассчитываться на давление, равное 90% давления при полном открытии клапана или предохранительного устройства. Для элементов, кот
орые разделяют рабочие объёмы, имеющие разные давления (например, в аппаратах
с рубашками), в качестве расчётного давления выбирают либо оба давления
в отдельности, либо давление, требующее большей толщины стенки рассчиты-
17

ваемого элемента. Если имеет место одновременное действие давлений,
+
=
[
[
σ
то можно выполнять расчёт по разности давлений. При действии на элемент
оборудования гидростатического давления
p , равного 5% и более рабочего,
гс
то его следует учитывать при определении расчётного давления:
ppp
.
гср
После изготовления сосуды и аппараты подвергают гидравлическому или
пневматическому испытанию пробным давлением. Пробное давление
p
– это
пр
давление испытания сосуда или аппарата. Расчётным давлением в условиях испытаний называется давление, которому они подвергаются во время пробного
испытания с учётом гидростатического давления, если оно равно или более 5%
пробного давления. Величину пробного давления для проведения гидравлического испытания сосудов и аппаратов определяют в соответствии с требованиями Ростехнадзора. Для все
х сосудов, кроме литых, значение пробного давления
определяют по формуле
]
σ
рp
20
σ
[]
t
,25,1
[] []
где
=
пр
σσ ,
– допускаемые напряжения для материала аппарата соответст-
t
20
венно при температуре 20 °С и расчётной температуре, МПа.
Гидравлическое испытание элементов, которые изготовлены из литья, про-
водят пробным давлением, равным
]
σ
рp
20
σ
[]
t
.5,1
=
пр
Аппарат выдерживают под пробным давлением не менее 10 мин при толщине стенки до 50 мм, не менее 20 мин при толщине стенки 50...100 мм и
не менее 30 мин при толщине стенки более 100 мм.
Для аппаратов, которые работают под вакуумом, величину расчётного давления принимают 0,1 МПа.
Под условным давлением
p понимают избыточное давление среды в ап-
у
парате при температуре 20 °С (без учёта гидростатического давления). В соответствии с ГОСТ 9493–80 «Сосуды и аппараты. Ряд условных (номинальных)
давлений» существует следующий ряд условных давлений, МПа: 0,1; 0,25; 0,4;
0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,4; 10; 16; 20.
Расчётные усилия и моменты – это имеющие место для конкретного состояния нагружения (например, при эксплуатации, испытании или монтаже)
усилия и моменты, которые возникают под действием массы присоединяемых
трубопроводов, ветровой, снеговой и других нагрузок. Величины расчётных
усилий и моментов от ветровой нагрузки и сейсмических воздействий выбирают по ГО
СТ Р 51273–99 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта
на прочность. Определение расчётных усилий для аппаратов колонного типа
от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий».
Допускаемое напряжение
при расчёте по предельным нагрузкам сосу-
][
дов и аппаратов, которые испытывают статические однократные нагрузки,
определяют по следующим формулам:
18

– для оборудования, изготовленного из углеродистых и низколегирован-
=
η
σ
σ
σ
[][
σ
σ
ных сталей:
[]
η=σ
min
⎧
⎪
⎨
⎪
⎩
или
σσ
2,0тт
т
σ
σ
в
в
σ
5
⋅
10д
д
⎫
5
⎪
⋅
10%1
;;;;
⎬
nnnn
⎪
п
⎭
– для оборудования, изготовленного из аустенитных сталей:
⎧
σ
⎪
η=σ
[]
η – поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям (обычно при-
где
нимается
1=η , кроме стальных отливок: для отливок при индивидуальном
0,1т
⎨
⎪
т
⎩
σ
σ
в
в
контроле с помощью неразрушающих методов
σ
5
⋅
10д
д
⎫
5
⎪
⋅
10%1
,;;;min
⎬
nnnn
⎪
п
⎭
, а для остальных
8,0
7,0=η ); тσ – минимальное значение предела текучести при расчётной темпе-
ратуре, МПа:
σ ,
2,0т
– минимальное значение условного предела текучести
0,1т
(при котором величина остаточного удлинения равна соответственно 0,2
и 1,0%) при расчётной температуре, МПа:
ного сопротивления при расчётной температуре, МПа;
длительной прочности за 10
ний 1% предел ползучести за 10
5
ч при расчётной температуре, МПа;
5
ч при расчётной температуре, МПа;
эффициент запаса прочности по пределу текучести (равен
условий; для условий гидравлических испытаний и монтажа
для условий пневматических испытаний
прочности по временному сопротивлению (принимается равным
n – коэффициент запаса прочности по пределу длительной прочности (прини-
д
мается равным
зучести (принимается равным
n = 1,5); пn – коэффициент запаса прочности по пределу пол-
д
n = 1,0).
п
– минимальное значение времен-
в
– среднее значение
5
10д⋅
σ
10%1 ⋅
n = 1,5 для рабочих
т
n = 1,1;
n = 1,2); вn
т
– коэффициент запаса
n = 2,4):
– сред-
5
n – ко-
т
т
в
В условиях испытания допускаемое напряжение должно определяют по
зависимости
20
илиnσσ
2,0т
т
,
где
20
т
η=σ
[]
20
20
, σσ – минимальное значение предела текучести и условного предела
2,0т
т
текучести при температуре 20 °С.
Величину коэффициента запаса прочности по пределу текучести
n выби-
i
рают по соответствующим параметрам испытания.
Цилиндрические обечайки и конические элементы, выпуклые и плоские
днища на прочность для условий испытания не рассчитывают, если расчётное
давление в данном случае не превышает величину расчётного давления в рабочих условиях, умноженную на
]
/35,1
.
20
Сварные элементы сосудов и аппаратов рассчитывают на прочность по зависимостям, в которых учитывается коэффициент прочности сварного шва
.
ϕ
19

С помощью этого коэффициента характеризуют прочность сварного шва отно-
=
ϕ
=
ϕ
++=
+τ=
П
τ
сительно прочности основного металла. Величина коэффициента прочности
сварного шва определяется видом сварного шва, его расположением и отношением длины контролируемых швов к их общей длине. Например, в случае стыкового или таврового шва с двухсторонним сплошным проваром, выполняемого
автоматической или полуавтоматической сваркой при 10
ны шва
1=ϕ , при 50 %-ном контроле 9,0
; при сварке втавр с конструктив-
0%-ном контроле дли-
ным зазором свариваемых деталей при тех же условиях контроля соответственно
9,0=ϕ и 0,65, для бесшовных элементов сосудов и аппаратов 1
Прочностной расчёт сосудов и аппаратов предусматривает учёт прибавки
.
с,
которая прибавляется к расчётной толщине их элементов. Исполнительную
толщину стенки s элемента сосуда или аппарата рассчитывают по формуле
(3.1)
,
css +≥
p
– расчётная толщина стенки элемента сосуда или аппарата, м.
где
s
p
Прибавку к расчётной толщине стенки определяют по зависимости
,
cccc
321
где
c – прибавка для компенсации коррозии и эрозии, м:2c – прибавка на ми-
1
нусовой допуск, м;
c – технологическая прибавка, м.
3
Прибавку для компенсации коррозии и эрозии определяют по формуле
,
cПc
a1
где
– проницаемость среды в материал (скорость коррозии), м/год:
чётный срок службы аппарата, год;
Прибавка для компенсации эрозии
c – прибавка для компенсации эрозии, м.
c учитывается только в случае движе-
– рас-
a
ния технологической среды в аппарате с большой скоростью (для жидких –
более 20 м/с, для газообразных – более 100 м/с), присутствия в технологической
среде абразивных частиц, а также ударном воздействии движущейся среды
на элемент.
Проницаемость
П является величиной справочной или определяется экспе-
риментально. Для изготовления сосудов и аппаратов рекомендуется применять
3
−
101,0
материалы со скоростью коррозии
3
мать при
−
1005,0
⋅≤П м/год прибавку на коррозию и эрозию
⋅≤П м/год. Рекомендуется прини-
3
101−⋅=c
1
м,
а при отсутствии данных о проницаемости для материалов, стойких в данной
3
102−⋅=c
среде,
1
или эрозионной средой, то прибавка
минусовое значение предельного отклонения по толщине листа
м. Если имеет место двухсторонний контакт с коррозионной
с должна увеличиваться. Прибавка на
1
c принимается
2
по стандарту на сортамент.
С помощью технологической прибавки
c учитывают компенсацию
3
утонения стенки сосуда или аппарата в результате вытяжки, штамповки, гибки
и т.д. Прибавки
c и 3c следует учитывать только случаях, когда их суммарная
2
величина больше 5% номинальной толщины листа. Исполнительную толщину
стенки, рассчитанную по формулу (3.1), округляют в большую сторону до стандартной толщины листа.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
