1. Основные параметры для выбора конструкционного материала и расчета элементов оборудования на прочность

Основными параметрами для выбора конструкционного материала и расчета элементов оборудования на прочность являются температура, давление и коррозионные свойства рабочей среды.

Температуру различают рабочую и расчетную.

Рабочая температура– температура среды в аппарате при нормальном протекании технологического процесса.

Расчетная температура– температура для определения физико-механических характеристик конструкционного материала и допускаемых напряжений. Как правило, расчетная температура принимается равной рабочей температуре или максимально возможной при ведении процесса. Если рабочая температура ниже 20С, то расчетную температуру принимают равной 20С.Подробнее см. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

Давление различают рабочее, расчетное, условное (номинальное) и пробное.

Рабочее давление(Р) – максимальное избыточное давление среды в аппарате при нормальном протекании технологического процесса без учета допускаемого кратковременного повышения давления, например, во время действия предохранительного клапана. Если рабочий процесс протекает при разряжении, то рабочим давлением является вакуум.

Расчетное давление (P_R) – максимальное допускаемое рабочее давление, на которое производится расчет на прочность и устойчивость элементов аппарата при их максимальной температуре. Как правило, расчетное давление принимается равным рабочему или выше, например максимальному давлению создаваемому компрессором.Подробнее смотри ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

Условное давление(P_y) – избыточное рабочее давление при температуре элементов аппарата 20С (без учета гидростатического давления). Для более высоких температур условное давление снижается соответственно уменьшению прочности конструкционного материала. Нормализованный ряд условных давлений, МПа: 0,10; 0,25; 0,60; 1,00; 1,60; 2,50; 4,00; 6,30; 10,00; 16,00; 20,00.

Пробное давление(Р_пр) – расчетное давление при условиях испытаний аппарата. Определяется по формуле

,

где Р– расчетное давление,- допускаемое напряжение стали при температуре 20С,- допускаемое напряжение стали при рабочей температуре.

2. Конструкционные материалы

2.1. Требования к конструкционным материалам

• достаточная общая химическая и коррозионная стойкость в агрессивной среде с заданными концентрацией, температурой и давлением, при которых осуществляется технологический процесс, а также стойкость против других возможных видов коррозионного разрушения (межкристаллитная коррозия, электрохимическая коррозия сопряженных металлов в электролитах, коррозия под напряжением и др.);

• достаточная механическая прочность при заданных давлении и температуре процесса с учетом специфических требований, предъявляемых при испытании аппаратов (на прочность, герметичность и т.п.) и при эксплуатации (воздействие ветровой, циклической, от собственного веса и другого вида нагрузок);

• наилучшая способность материала свариваться с обеспечением высоких механических свойств сварных соединений и их коррозионной стойкости в рабочей среде;

• малая склонность к старению для аппаратов с большим расчетным сроком эксплуатации.