6 Перечень контрольных вопросов

1) Какие пластины считаются тонкими?

2) Что принимается за наименьший размер основания пластинки?

4) Какие виды пластинок вы знаете?

6) Какие напряжения возникают в плоских крышках?

7) Запишите общие уравнения круглых пластинок, нагруженных симметрично. Объясните величины, входящие в уравнения.

8) Запишите уравнения моментов в общем виде, действующих при симметричном нагружении. Объясните величины, входящие в уравнения.

9) Как определяется перерезывающая сила?

10) Как влияет способ заделки крышки или днища на величину и характер распределения напряжений?

11. Какие способы крепления крышек и днищ вы знаете?

12) Какие расчетные схемы используются при расчете жестких крышек?

13) Как определяются радиальные и кольцевые моменты при шарнирном и жесткозакрепленном способах закрепления?

14) Экспериментальное определение напряжений и определение _мах.

Лабораторная работа № 3 Гидравлическое испытание технологических трубопроводов, трубопроводной арматуры и соединительных деталей

Трубопроводами называются устройства, предназначенные для транспортирования жидких, газообразных и сыпучих веществ. Трубопроводы состоят из труб, фасованных деталей, запорно-регулирующей арматуры и контрольно-измерительных приборов, соединенных в непрерывную линию.

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомиться с инструкцией, методикой расчета и порядком гидроиспытаний сосудов, аппаратов, технологических трубопроводов, соединительных деталей и обтюрации на прочность и плотность.

2 Содержание работы

Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды и аппараты после их изготовления, а также периодически при их эксплуатации. Гидравлическое испытание сосудов, аппаратов и их элементов должно производиться пробным давлением, указанным в таблице 1. Обычно, эти данные наносятся на чертеж общего вида аппарата.

Трубопроводы, по которым транспортируются материалы, участвующие в технологическом процессе, называются технологическими.

Таблица 2.1 - Нормы пробного давления при гидравлическом испытании

Наименование сосудов	Рабочее давление р, МПа (кгс/см2)	Пробное давление на заводе-изготовителе
Все сосуды, кроме литых	ниже 0,5 (5)	1,5	но не менее 0,2 МПа (2 кгс/см2)
Все сосуды, кроме литых	0,5 (5) и выше	1,25	но не менее 0,3 МПа (3 кгс/см2)
Литые	независимо от давления	1,5	но не менее 0,3 МПа (3 кгс/см2)

где σ₂₀ – допустимое напряжение для материала сосуда или его элементов при температуре стенки 20С, МПа (×10 кгс/см²); σ_t – допустимое напряжение для материала сосуда или его элементов при расчетной температуре стенки, [МПа] (×10 кгс/см²).

Отношение σ₂₀ /σ_t принимается по тому из применяемых материалов элементов сосуда, для которого оно является наименьшим.

Для сосудов высотой более 8 м внутренний осмотр и гидравлическое испытание могут производиться в горизонтальном положении. При этом пробное давление следует принимать с учетом гидростатического давления в рабочих условиях.

Сосуды, работающие только под гидростатическим давлением (избыточное давление р=0), подвергаются испытанию наливом водой на всю их высоту.

Таблица 2.2 - Время выдержки сосуда под пробным давлением

Толщина стенки, мм	Время выдержки, мин
до 50	10
до 50-100	20
свыше 100	30

К технологическим трубопроводам не относятся трубопроводы пожарного водопровода, санитарно-технические и трубопроводы систем контроля и автоматики. В зависимости от давления транспортируемой среды трубопроводы делятся на вакуумные, низкого давления (0,1-1,5 МПа (1-15 кгс/см²)), среднего давления (1,6-10 МПа (16-100 кгс/см²)), высокого давления (свыше 10 МПа (100 кгс/см²)) и безнапорные, т.е. работающие без избыточного давления.

Транспортируемые по трубопроводам продукты по степени агрессивности разделяются на следующие:

1. неагрессивные и малоагрессивные, вызывающие коррозию, скорость которой не превышает 0,1 мм в год;

2. среднеагрессивные, вызывающие коррозию, скорость которой находится в пределах от 0,1 до 0,5 мм в год;

3. высокоагрессивные, вызывающие коррозию со скоростью выше 0,5 мм в год.

В зависимости от условий эксплуатации: температуры, давления, химических свойств транспортируемых продуктов и др. технологические трубопроводы изготовляются из различных материалов.

Углеродистые стали применяют для изготовления трубопроводов, транспортирующих малоагрессивные среды с температурой до 450°С, легированные – для продуктов с высокой химической активностью и температурой выше 450°С, чугун применяют в основном для изготовления арматуры и фасонных изделий. Для транспортировки высокоагрессивных продуктов применяют трубы из цветных металлов и сплавов, алюминия, свинца, стекла и пластических масс.

Для изменения направления потока или диаметра трубопровода предназначены фасонные детали (к ним относятся отводы, переходы, тройники, крестовины и компенсаторы).

Для соединения труб арматуры и других частей трубопровода между собой и с аппаратами предназначены соединительные детали – фланцы.

Тип фланца определяется в зависимости от условного прохода и давления.

У

S

плотнительные поверхности всех фланцев по форме и размерам стандартизированы и делятся на пять типов: гладкая поверхность с дисками применяется для р_y до 2,5 МПа (25 кгс/см²) (рис. 4.1) и D_y до 3000 мм; поверхность «выступ-впадина» (рис. 4.2) при транспортировке ядовитых и удушливых продуктов при р_y выше 0,6 МПа (6 кгс/см²); «шип-паз» (рис. 4.3) для транспортировки огне- и взрывоопасных веществ; под линзовую прокладку (рис. 4.4); под кольцевую прокладку овального сечения (рис. 4.5).

К трубопроводной арматуре относятся устройства для включения, отключения, изменения количества, давления или направления протекающих по трубопроводам продуктов, указания и регулирования уровня жидкости, а также для автоматического удаления конденсата.

В зависимости от назначения арматура подразделяется на следующие виды: краны, вентили, задвижки, обратные, предохранительные, перепускные, регулирующие и аварийные клапаны, конденсатоотводчики.

При выборе арматуры учитываются те же условия, что и для трубопроводов.

Основные параметры трубопроводов

1. d_{у (}условный проход) – это номинальный внутренний диаметр изделия по присоединительным концам.

2. Р_у (условное давление) – давление, на которое рассчитана труба, арматура или соединительная часть трубопровода, при температуре рабочего продукта 0⁰С, условно принятое за основное, при определении допустимых наибольших рабочих давлений.

3. Р_раб (рабочее давление) – номинальное эксплуатационное давление транспортируемого продукта, на которое рассчитывается трубопровод.

Для стальных труб, арматуры и соединительных частей, работающих при температуре продукта от 0 до 200⁰С, а также изделий из чугуна, бронзы, латуни, работающих при температуре от 0 до 120⁰C, рабочее давление равно условному. При более высоких температурах Р_у > Р_раб.

4. Р_пр (пробное давление) – избыточное давление, при котором трубы, арматура и соединительные части трубопроводов должны испытываться на прочность и плотность.