- •Основы конструирования оборудования Содержание
- •1. Основные параметры для выбора конструкционного материала и расчета элементов оборудования на прочность
- •2. Конструкционные материалы
- •2.1. Требования к конструкционным материалам
- •2.2. Обозначения сталей
- •2.3. Подразделение сталей на типы, классы
- •2.4. Требования к применению материалов
- •3. Стандартные изделия для изготовления сварных аппаратов
- •3.1. Листовая сталь
- •3.2. Сортовая сталь
- •3.3. Стальные трубы
- •3.4.Поковки стальные
- •3.5. Стальные отливки
- •3.6. Крепежные изделия
- •3.7. Сварочные материалы
- •3.8. Прокладочные и набивочные материалы
- •4. Требования к конструированию основных элементов аппаратов и расчет их на прочность
- •4.1. Общие вопросы прочности
- •4.2. Выбор допускаемых напряжений и коэффициентов запаса прочности и устойчивости
- •4.3. Выбор расчетных значений модуля продольной упругости и коэффициента температурного линейного расширения
- •4.4. Выбор коэффициентов прочности сварных швов
- •4.5 Выбор прибавок к расчетным толщинам стенки элементов аппаратов
- •4.5 Проверка на усталостную прочность
- •4.6. Обечайки цилиндрические (гост 14249-89)
- •8. Требования к конструкции (пб 03-584-03)
- •7.1. Общие требования
- •7.2. Прибавки для компенсации коррозии (эрозии)
- •7.3. Днища, крышки, переходы
- •7.4. Люки, лючки, бобышки и штуцера
- •7.5. Расположение отверстий
- •7.6. Требования к опорам
- •7.7. Требования к внутренним и наружным устройствам
- •9. Требования к изготовлению
- •8.1. Общие требования
- •8.2. Корпуса
- •8.3. Днища
- •Днища эллиптические
- •Днища полусферические
- •Конические днища (переходы)
- •Днища плоские
- •8.4. Фланцы
- •8.5. Штуцера, люки, укрепляющие кольца
- •8.6. Змеевики
- •8.7. Отводы и трубы гнутые
- •8.8. Сварка
- •8.9. Сварные соединения
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Приложение 4
- •Приложение 5
- •Приложение 6
- •Приложение 7
- •Приложение 8
2.2. Обозначения сталей
сталь углеродистая обыкновенного качества – последовательно указываются группа, марка, степень раскисления и категория требований, например ВСт3пс3;
качественная, углеродистая конструкционная – обозначается двумя цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента, например 20 (для обозначения котельных марок ставится буква К, например 20К);
легированные – обозначают комплексом цифр и букв, первые две цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента (отсутствие цифр означает, что среднее содержание углерода составляет около 0,01%), затем идут буквы, означающие наличие того или иного легирующего элемента в процентах, за каждой из букв указывается примерное содержание данного элемента в процентах (отсутствие цифр означает, что содержание данного элемента не превышает 1,5%).
Буквенные обозначения в марках стали: Г – марганец, С – кремний, Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам, Ф – ванадий, Т – титан, Д – медь, Ю – алюминий, Б – ниобий, Р – бор, А – азот (если А стоит в конце, то это означает не азот, а высококачественную сталь; если через дефис стоит цифра III– то особо высококачественную сталь).
2.3. Подразделение сталей на типы, классы
Таблица 2.1
#G0Тип, класс стали |
Марка стали |
Углеродистый |
Ст3, 10, 20, 15К, 16К, 18К, 20К, 22К, 20ЮЧ |
Низколегированный марганцовистый, марганцово-кремнистый |
16ГС, 17ГС, 17Г1С, 09Г2С, 10Г2СФ, 09Г2, 10Г2С1, 10Г2, 10Г2С1Д, 09Г2СЮЧ, 16ГМЮЧ, 09Г2СФБ |
Мартенситный* |
15X5, 15Х5М, 15Х5ВФ, 12Х8ВФ, 20X13, Х9М, 12X13 |
Ферритный |
08X13, 08Х17Т, 15Х25Т |
Аустенитно-ферритный |
08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т, 08Х18Г8Н2Т, 15Х18Н12С4ТЮ |
Аустенитный |
10Х14Г14Н4Т, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, 10Х17Н13М2Т, 08Х17Н15МЗТ, 037Н14МЗ, 12Х18Н12Т, 02Х18Н11, 02Х8Н22С6, 039АГЗН10Т, 07ХГЗАГ20, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, ОЗХ21Н21М4ГБ |
Сплавы на железо-никелевой и никелевой основе |
06Х28МДТ, 03МДТ, ХН32Т |
*Стали указанного типа и класса склонны к подкалке.
2.4. Требования к применению материалов
Для сосудов, устанавливаемых на открытой площадке или в неотапливаемом помещении, при выборе материалов также следует учитывать:
абсолютную минимальную температуру наружного воздуха данного района, если температура стенки сосуда, находящегося под давлением, может стать отрицательной от воздействия окружающего воздуха;
среднюю температуру воздуха наиболее холодной пятидневки данного района, если температура стенки сосуда, находящегося под давлением, положительная; при этом категория углеродистых и низколегированных сталей принимается не ниже рекомендуемых в таблице.
Таблица 2.2
Категории сталей для сосудов в зависимости от средней температуры воздуха наиболее холодной пятидневки
#G0Средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С |
Марка стали |
Не ниже -30 |
Ст3пс3, Ст3сп3, Ст3Гпс3, 15К-3, 16К-3, 18К-3, 20К-3 |
От -31 до -40 |
Ст3пс4, Ст3сп4, Ст3Гпс4, 15К-5, 16К-5, 18К-5, 20К-5, 16ГС-3, 09Г2С-3, 10Г2С1-3 |
От -41 до -60 |
09Г2С-8, 10Г2С1-8 |
Элементы, привариваемые непосредственно к корпусу сосуда изнутри или снаружи (лапы, цилиндрические опоры, подкладки под фирменные таблички, опорные кольца под тарелки и др.), следует изготавливать из материалов того же класса, что и корпус.
Допускается приварка к поверхности корпуса сосуда элементов из сталей других классов. Возможность применения таких элементов, их размеры (протяженность и толщина) обосновываются проектом.
Для приварных и не приварных внутренних элементов толщиной не более 10 мм для сосудов, работающих при температуре от -40 до +475 °С, допускается применять листовую сталь и сортовой прокат марок Ст3кп2 и Ст3пс2.
Углеродистая сталь кипящая не применяется:
в сосудах, предназначенных для сжиженных газов;
в сосудах, предназначенных для работы со взрыво- и пожароопасными веществами, вредными веществами 1-го и 2-го классов опасности и средами, вызывающими коррозионное растрескивание (растворы едкого калия и натрия, азотнокислого калия, натрия, аммония и кальция, этаноламина, азотной кислоты, аммиачная вода, жидкий аммиак при содержании влаги менее 0,2 % и др.) или сероводородное растрескивание и расслоение.
Внутренние устройства толщиной не более 10 мм, соприкасающиеся со взрыво- и пожароопасными средами, допускается выполнять из кипящей стали.
Сталь марки Ст3пс категорий 3, 4, 5 толщиной более 12 мм до 25 мм допускается применять для сосудов вместимостью не более 50 м, а толщиной 12 мм и менее - наравне со сталью Ст3сп соответствующей категории.