Файл: Слюсарь, И. П. Тонкостенные аппараты, нагруженные внутренним давлением.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.10.2024

Просмотров: 38

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

70 -

пожароопасные продукты^коэффициент

/

принимается ранным 0 ,9 .

 

Для воех других сосудов и аппаратов

коэффициент z'

принишют рав­

ным 1 ,0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нормативное допускаемое напряжение б *

для материалов,не

 

приведенных в

табл.2 и 3,

выбирается меньшим из двух значений:

 

г- '' **■

<г,

 

*

Gv

/гв * л ,6 ,

h r - <5

 

,

■ /-*

О

 

Ь = 7 ц

v

" Лт-

 

 

 

 

 

Последние формулы справедливы,

если расчетная

температура

не

превышает: для углеродистых сталей 380°С, низколегированна 420,

 

аустенитных 525°С.

 

 

 

 

 

 

 

Если расчетная температура превышав* указанные величины,

за

нормативное-допускаемое напряжение принимают меньшее из двух значе­ ний:

я

"S

& = -% ■

При отсутствии данных по пределу длительной прочности или в

соответствии с технически обоснованными

требованиями заказчика за

нормативное допускаемое напряжение принимается меньшее из двух зна­

чений .

. % G't

где - предел ползучести.

Для обечаек аппаратов, изготовленных из стальных отливок,

подвергающихся индивидуальному контролю, значения нормативного допус­

каемого

напряжения должны быть уменьшены в 1 ,25 раза, для остальных

отливок -

в 1 ,4 раза.

 

 

Б .

Определение допускаемых напряжений по нормам ПКТИ

 

 

Допускаемое напряжение по нормам ЦКГИ

(

^

-

нормативное допускаемое напряжение, которое определяется

да

табл.2

и 3 ) .


- 71 -

При отсутствии справочных данных по нормативному допускаемоцу напряжению, значение последнего берется равным наименьшей из трех .

следующих величин-

Расчет по пределу длительной прочности следует производить,

если рабочая температура стенки не превышает указанных значений в

нормах НИИММАША. Величины коэффициентов запасов Прочности следую­

щие:

 

f7g = 3 ,0 ; А =

1 ,6 5 ;

^ = 1,65 - 2 ,0 ,

 

Расчетные величины

‘А -,

принимаются равными минимальным

значениям этих величин, полученных экспериментально,

}

-

коэффициент, учитывающий особенности конструкции и влияние

температуры;

 

 

У'

-

коэффициент, учитывающий особенности конструкционного мате­

риала и условия протекания цроцесса в аппарате.

 

Значения этих коэффициентов приводятся в учебнике А.Д.Домаш-

нева [ 4 ] .

 

 

 

В

заключение следует

отметить,

что правильный выбор величины

допускаемого напряжения требует от конструктора большого опыта и большой интуиции. В особо тяжелых олучаях работы аппаратов, когда

расчетная температура стенки не может быть точно определена, в обо­ лочках аппаратов кроме напряжений раотяжения воз|икают еще изгибине напряжения, имеют место знакопеременные нагрузки и т .д ., допускаемые напряжения должны быть уменьшены. Коэффициент запаса прочности в етю олучаях может быть значительно увеличен и это увеличение, конечно,

должно быть логически обосновано.

Как видно из вышеуказанного, допускаемое напряжение не может быть точно определено ни теоретически, ни экспериментально, поэтому допускаемое напряжение правильнее было бы назвать так называемым до­ пускаемым напряжением.


- 72 -

Для установления нормативного* допускаемого напряжения необходи­

мо знать температуру

стенки аппарата. Температура стенки, найденная

экспериментально или

на основании тепловых расчетов и используемая

в прочностных расчетах*называется расчетной

температурой. Если про­

ведение тепловых расчетов или испытаний для

определения расчетной

температуры невозможно, то в соответствии с Г0СДа14249-69, за расчет­ ную температуру стенки аппарата принимают температуру среды, сопри­ касающейся со стенкой. При обогревании стенки аппарата открытым пла­ менем, горячими газами с температурой 250° и выше или открытыми электронагревателями, расчетную температуру принимают равной темпе­ ратуре среды, соприкасающейся со стенкой, увеличенной на 50°С, но не менее 250°С , В случае защиты аппарата внутренней футеровкой расчет­ ную температуру стенки принимают равной температуре поверхности фу­ теровки, соприкасающейся со стенкой.

В . Определение коэффициента прочности сварного шва Отношение црочнооти сварного шва к прочности свариваемого мате­

риала называется коэффициентом прочности сварного шва. Этот коэффи­ циент зависит от конструкции шва и способа сварки.

Благодаря достижениям науки и производства,- за последние 20-30

лет резко повысилась производительность сварочных работ и в значи­ тельной степени улучшено качество сварки. Большой вклад в совершен­ ствование технологии сварки, в разработку сварочной аппаратуры внес институт сварки км.Е.О.Патона.

Все это привело к значительному повышению коэффициента прочнос­ ти сварного шва, у 7 .

Наибольшее значение коэффициента прочности сварных швов прини­ мают в соответствии с правилами Госгортехнадзора.

 

 

- 73 -

 

Так, при расчете на прочность сварных соединений принимаются

следующие наибольшие

значения коэффициента У7

;

1 .

Для стыковых швов с двухсторонним проваром, выполняемых

автоматической дуговой электросваркой•под слоем флюса, а также для

соединения ,втавр

с обеспечением двухстороннего

сплошного провара,

^ = 1,

при любом виде натрузки.

 

2 .

Для соединений втавр, выполняемых вручную с обеспечением

двухстороннего сплошного провара, а также для всех видов стыковых швов,

выполняемых вручную и подвариваемых со стороны вершины шва, -

У7

= 0 ,9 5 .

 

3 .

Для стыковых швов, выполняемых вручную, доступных к сварке

только

с одной стороны и имеющих в

процесое старки подкладку

со

сторо­

ны шва,

прилегающую к основному металлу пОвоей длине

шва,

У7

= 0 ,9 ,

 

4 .

Для соединений йтавр',

, в которых не обеспечивается

сплош­

ной провар соединяемых элементов, а также для соединений внахлестку

при наличии швов с двух сторон, у 1 = 0 ,8 .

 

 

 

 

5 .

Для стыковых швов, свариваемых тольно о одной отороны авто­

матической

сваркой под слоем флюоа,

V7 = 0 ,8 ,

 

 

 

 

6 .

Для стыковых швов, доотупных к оварке только о одной отороны

hi выполняемых вручную, У = 0 ,7 ,

 

 

 

 

 

7 .

Для соединений, паянных твердыми припояш,

У = 0 ,7 .

 

 

Коэффициент прочности сварных швов для цветных металлов нес­

колько ниже, чем для стали,

 

 

 

 

 

В обечайках химических аппаратов часто делаются отверстия для

технологических целей, КИП и автоматики. Если отверстия имеют одинаковый диаметр и расположены вдоль оси обечайки? например обечайка ротора цент­ рифуги, то ее ослабление, вызванное отверстиями, учитывается коэффяциен-


 

 

 

- 74 -

где

i

-

шаг между отверстиями,*м;

 

о (

-

диаметр отверстия, м.

 

Если

обечайка имеет замыкающий сварной шов и отверотия, рас­

положенные вдоль оси, то в формулы (55) и (56) подставляется мень­ шее из значений ф или

Г . Огтелеление конструктивной прибавки С

При расчете на прочность оболочек и других элементов конструк­ ции химических машин и аппаратов к расчётным размерам дается прибавка С. Прибавка С состоит В8 суммы прибавок:

 

 

0 “ С1 + °2 '

где C j

-

прибавка на коррозию;

Cg

-

прибавка по технологическим, монтажным и другим соображениям

проектирующих организаций и заводов-изготовителей с обоснованием ее в технической документации (например, на утоныпеняе стенки оболочки при глубокой штамповку, учет допусков при механической обработке и т . д . ) .

Величина прибавки на коррозию, со временем утоньчающей стен­

ку , зависит от скорости проникновения корровии

(X и срока службы

изделия Т

 

С, 3 V ? :

(57)

Для большинства химической аппаратура срок службы назначает­ ся в пределах 10-12 лет.

Интенсивность коррозионного износа зависит от стойкости кон­ струкционного материала, агрессивности среды, режима работы аппарата

(температуры, давления, окорости движения среды и т . д . ) , особенностей конструктивных форм и конфигураций отдельных узлов и сборочных еди­


ниц, составляющих аппарат.

Скорость коррозионного износа определяется весовым или объем­

ным способом. Для оценки стойкости металлов по потере маосы применя­

ется пятибалльная шкала, по. глубинному показателю - десятибалльная

шкала (ГОСТ 5 2 7 2 -5 0 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

Классификация

стойкости металлов по пяти- и десятибалльной

 

 

шкалам

 

 

Пятибалльная

шкала_______’

! Балл

1 Десятибалльная шкала_______

Группа стойкости{потери массы

!

Iгруппа {скорость коррозии,

 

 

 

!

|стойкости{

мм/год____________

 

I г/ьгч_______1

 

 

 

Весьма стойкий

 

0 ,1 0

I

Совершенно

0,001

 

 

 

 

стойкий

Стойкий

0 ,1 0 -1 ,0

2

Весьма стой ­

0 ,0 0 1 -0 ,0 0 5

 

 

 

 

кий

Сравнительно

 

 

 

 

 

отойкий

I , 0 - 3 ,0

3

 

0 ,0 0 5 -0 ,0 1

Малостойкий

3 ,0 -1 0 ,0

4

Стойкий

0 ,0 1 -0 ,0 5

Нестойкий

 

10

5

 

0 ,0 5 -0 ,1 0

 

 

 

6

Пониженно

0 ,1 0 -0 ,5 0

 

 

 

7

Стойкий

0 ,5 0 - 1 ,0

 

 

 

8

Малоотойкий

I , 0 - 5 ,0

 

 

 

9

 

5 ,0 -1 0 ,0

 

 

 

10

Нестойкий

1 0,0

Зная конкретные условия работы аппарата, в специальной литерату­

ре по коррозии [ 2 , 5

модно найти для выбранного

конструкционного

материала и данной среды скорость проникновения коррозии гг , или

по заданному сроку службы аппарата) выбрать конструкционный материал.

Для изготовления химического оборудования применяют обычно мате­

риалы, скорость коррозии которых не превышает 0 ,1 - 0 ,5 мм/год. Для аппа­

ратов, изготовленных из углеродистых сталей и работающих в условиях

атмосферной коррозии, прибавку C j берут в пределах 1 -3 мм.