Расчет и конструирование основных элементов аппарата

Основные расчетные параметры

Сосуды и аппараты, применяемые в химической и нефтехимической промышленности, считают тонкостенными, если толщина стенки не превышает 10 % внутреннего диаметра, т. е. при выполнении условия:

(1)

Где s - исполнительная толщина стенки, мм; c – прибавка к расчетной толщине, мм; D – внутренний диаметр аппарата, мм.

= 0,00165 ≤ 0,1- условие выполняется.

Расчетное давление Р_р:

(2)

Где P – рабочее давление в аппарате, МПа, = 0,05МПа [из КП по ПАХТ] – гидростатическое давление, МПа.

= 0,041 ≤ 0,05 - условие выполняется

(3)

= 0,28 Мпа

Пробное давление Р_и:

- для всех сосудов, кроме литых, при Р< 0,5 МПа

(4)

Где = 190 МПа [по табл. П.1.6.] – допускаемое напряжение материала сосудов и аппаратов при t=38 . = 154 МПа [по табл. П.1.6.] – допускаемое напряжение материала сосудов и аппаратов при рабочей температуре.

= 0,41 Мпа

0,41 Мпа

Расчетная температура t:

- при положительных температурах

(5)

Где = 100.2 [из КП по ПАХТ] – максимальная рабочая температура в аппарате.

t = 100.2

где t_c – наибольшая температура среды.

Допускаемое напряжение при статическом нагружении:

- для испытаний:

(6)

Где = 310 МПа [по табл. П.1.8.] – предел текучести при t=38 . п_т = 1,3 - коэффициент запаса прочности при гидравлических испытаниях.

= = 354,5 МПа

Прибавка к расчетным толщинам конструктивных элементов с:

(7)

где с₁ – прибавка для компенсации коррозии и эрозии; с₂ – прибавка для компенсации минусового допуска; с₃ – технологическая прибавка.

с = 0,75 + 0,05 + 0 = 0,85мм

Прибавка для компенсации коррозии и эрозии

(8)

где с_э – прибавка для компенсации эрозии, учитываемая при движении со скоростями >20 м/с - для жидких сред, >100 м/с - для газообразных сред, при наличии в движущейся среде абразивных твердых частиц, при ударном действии среды на деталь; П – скорость коррозии (проницаемость среды в материал), обычно для химического оборудования П£ 0,1 мм/год; t_в – срок службы аппарата, составляющий для химического оборудования 10-15 лет.

Прибавка с₃ предусматривает компенсацию утонения стенки элемента аппарата при технологических операциях (вытяжке, штамповке и т. д.).

Исполнительная толщина стенки элементов аппаратов находится добавлением к расчетной толщине прибавки с и прибавки на округление толщины до стандартного значения с₀.

= 0,05∙15 + 0 = 0,8мм

Значения коэффициента прочности сварных швов: стыковое и тавровое соединение с двусторонним швом, ручная дуговая электросварка j=0,85

Расчет элементов аппаратов, нагруженных внутренним давлением

Цилиндрические обечайки

Толщина стенки:

(9)

= 1,66мм

(10)

s = 1,66 + 0,8 +0,64 = 3мм

Допускаемое давление:

- в рабочем состоянии

(11)

МПа

- при испытаниях

(12)

МПа

Условия применимости формул: для обечаек из сталей с D>200 мм - .

[P] ≥ P ≥ (13)

0,4МПа ≥ 0,28 МПа 0,89 МПа ≥ 0,47 МПа

Условие выполняется.

Эллиптические днища и крышки

Толщина стенки:

(14)

= 1,66 МПа

(15)

= 1,66 + 0,8 + 0,7 = 3 мм

Допускаемое давление:

- в рабочем состоянии

(16)

= 0,47 МПа

- при испытаниях

(17)

= 0,68 МПа

Условия применимости формул для сталей - .

[P] ≥ P ≥ (13)

0,47МПа ≥ 0,28 МПа 0,68 МПа ≥ 0,47 МПа

Условие выполняется.