Типовые конструкции гладких цилиндрических обечаек (корпусов аппаратов)

ГОСТ 14249-80 определяет следующие конструкции гладких цилиндрических обечаек:

· – с фланцем или с плоским днищем;

· – с жесткими внутренними перегородками;

· – с рубашкой на нижней части аппарата;

· – с рубашкой в средней части аппарата;

· – с неотбортованной сферической крышкой и коническим днищем;

· – с отбортованной эллиптическим и коническим днищами.

Обечайки с кольцами жесткости

При расчетах длинных обечаек, работающих под наружным давлением или под вакуумом, толщина стенки часто получается весьма велика, что ведет к увеличению массы и, следовательно, стоимости аппарата.

Для уменьшения толщины стенки при обеспечении требуемой устойчивости обечайки снабжают кольцами жесткости, которые изготавливаются в виде бандажей из профильного проката и охватывают обечайку по всей окружности с внутренней или наружной стороны.

Расчет тонкостенных обечаек, работающих под внутренним давлением по безмоментной теории прочности

Цилиндрические обечайки рассчитываются на прочность и устойчивость по ГОСТ 14249–80 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета». Основные уравнения для расчета цилиндрических обечаек выводятся на основе безмоментной (мембранной) теории тонкостенных обечаек, согласно которой стенки сосуда рассчитываются как тонкие обечайки (мембраны), не воспринимающие изгибающих усилий и сил среды. Подробное рассмотрение основных положений этой теории представлено в специальной литературе [Хуснайдинов].

Выполнение прочностных расчетов на основе безмоментной теории применимо для цилиндрических обечаек, удовлетворяющих следующим условиям:

– толщина стенки обечайки S должна быть весьма малой по сравнению с внутренним радиусом:

– для обечаек и труб при D ≥ 200 мм;

– для обечаек и труб при D < 200 мм;

– благодаря малой толщине стенки нормальные напряжения растяжения (сжатия) не изменяются по толщине;

– сосуд имеет форму тела вращения;

– нагрузка (внутреннее давление) должна быть симметричной относительно оси вращения.

Толщина стенки обечайки (S) определяют по формуле

где Р – расчетное давление, МПа; D – внутренний диаметр аппарата, м.

Эта формула справедлива, если выполняется неравенство

Допускаемое внутреннее избыточное давление вычисляют по формуле

Если [Р] ≥ Р_р, то толщина стенки удовлетворяет условиям прочности. Обечайки из труб приводятся в соответствие с толщиной 4, 6, 8, …, 20 мм, (шаг 2 мм).

Исполнительную величину вальцованных обечаек рекомендуется принимать следующую:

S, мм
D, мм		400–1000	1000–2000	2000–4000