Расчет насадочного абсорбера

где h_П – высота прокладки, h_П = 0,002 м,

к_П – коэффициент обжатия прокладки, для паронита к_П = 1,

Е_П – модуль упругости материала прокладки ([6]см. табл. 1.44),

Е_П = 2000 МПа

у_ф – угловая податливость фланца,

где υ, λ_ф – безразмерные параметры

ψ₁, ψ₂ – коэффициенты, определяемые по формулам

 

Е – модуль упругости материала фланца ([6]см. в приложении VII),

Е = 1,99∙10⁵

 

 

у_б – линейная податливость болтов

 

где Е_б – модуль упругости материала болтов ([6]см. в приложении VII),

Е_б = 2∙10⁵

l_б – расчетная длина болта,

где l_б.о – расстояние между опорными поверхностями головки болта и гайки (определяется конструктивно)

l_б.о =0,054 м

d – диаметр отверстия под болт

d =0,023м

Тогда

 

 

 

Болтовая нагрузка в  рабочих условиях

 

где F_t – усилие, возникающее от температурных деформаций

 

где α_ф, α_б – соответственно коэффициенты линейного расширения материала фланцев и болтов ([6]см. в приложении XI),

α_ф =16.6∙10^-6

α_б =13.1∙10^-6

t_ф, t_б – соответственно температура фланца и болтов([6]см. табл. 1.37),

t_ф  = 19,2

t_б  = 19

 

 

 

13. Условия прочности  болтов

условие выполняется

условие выполняется

14. Условие прочности прокладки

_{где [рпр] – допускаемое давление на прокладку}

([6]см. табл. 1.44),

_{[рпр]=130 МПа}

_{Fбmax = max{Fб1;Fб2}=0,44}

условие выполняется

 

14. Условие прочности  втулки для сечения, ограниченного  размером s₀

где σ_о – максимальное напряжение в сечении, ограниченное размером s₀, определяемое по формуле

 

f_ф = 1

[σ]_o = 0.003E=0.003∙1.99∙10⁵=597

 

 

условие выполняется

15. Условие герметичности  фланцевого соединения определяется  углом поворота фланца

 

[Ө] = 0,013

условие выполняется

 

3.4 Расчет узла сопряжения оболочек

 

Рисунок 11.   Расчетная схема соединения цилиндрической обечайки с элипсическим днищем

 

Допускаемое напряжение на краю элемента

 

Уравнение допустимости деформаций для стыка обечайки с  эллипсическим днищем

 

где   - соответственно радиальные и угловые перемещения края цилиндрической оболочки под действием нагрузок p, Q₀, M₀;     

 - соответственно радиальные и угловые перемещения края эллипсической оболочки под действием нагрузок p, Q₀, M₀; 

Подставляя значения из таблицы ([6]см. табл. 1.82) получим

 

где

 

Подставляя, получим

 

Откуда

М₀ = 0

Q₀ = 0,00268

Суммарное напряжение на краю эллипсического днища

- меридиальное

- кольцевое

Суммарное напряжение на краю цилиндрической обечайки

- меридиальное

- кольцевое

Максимальное напряжение на краю:

- эллиптического днища

- цилиндрической обечайки

т.е. условие прочности в месте сопряжения элементов выполняется. Кроме того, напряжения на краю соединяемых эллипсической и цилиндрической оболочек оказываются меньше напряжений, возникающих от действия р в сечениях оболочек, удаленных от места стыка .

В этом заключается основное достоинство стандартных эллипсических  днищ, широко используемых в настоящее  время в аппаратостроении.

 

4.  Требования к испытаниям аппарата и правила Госгортехнадзора.

 

Конструкции и качество машин и аппаратов должны удовлетворять определенным требованиям, поэтому их проектируют, изготовляют и эксплуатируют в соответствии с единой нормативно-технической документацией, к которой относятся:

• «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (в дальнейшем будем называть сокращенно «Правила Госгортехнадзора»);
• ГОСТы — нормативные требования, единые для всех заводов страны и имеющие силу закона;
• ОСТы — отраслевые стандарты, действие которых распространяется на данную отрасль;
• отраслевые и заводские нормали — нормативные требования, распространяемые на данную отрасль или завод; РТМ -— руководящие технические материалы; ТУ — технические условия.

Правила Госгортехнадзора определяют требования к устройству, изготовлению, монтажу, ремонту и эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

Правила Госгортехнадзора распространяются на:

• сосуды и аппараты, работающие под давлением свыше 0,07 МПа (без учета гидростатического давления);
• цистерны и бочки для перевозки сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50° С превышает 0,07 МПа;
• баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых сжиженных газов под давлением свыше 0,07 МПа. Такие аппараты изготовляют на машиностроительных заводах, которые по организационному и техническому состоянию обеспечивают их качественное изготовление в полном соответствии с требованиями. Правил Госгортехнадзора, ГОСТов, нормалей и ТУ.

Каждый аппарат поставляется заводом-изготовителем заказчику с паспортом установленной формы и инструкцией по монтажу и безопасной эксплуатации. К корпусу аппарата прикрепляют фирменную табличку с указанием следующих паспортных данных:

• наименование завода-изготовителя;
• заводской номер аппарата;
• год изготовления;
• рабочее давление;
• пробное давление;
• допустимая температура стенок аппарата.

Эти данные следует также  указывать на одном из элементов  аппарата (штуцере^ фланце й т. п.).

За правильность конструкции  и расчета аппарата, качества его  изготовления монтажа и соответствие аппарата Правилам Госгортехнадзора отвечает исполнитель соответствующих работ.

В конструкции аппарата, кроме удовлетворения перечисленным требованиям, должна быть предусмотрена возможность, осмотра, очистки, промывки, продувки и ремонта аппарата. Внутренние устройства (мешалки, змеевики, тарелки, перегородки и т. д.), препятствующие внутреннему осмотру аппаратов, должны быть съемными.

Рубашки, применяемые  для наружного обогрева или охлаждения аппаратов, разрешается изготовлять съемными или приварными.

Аппараты с внутренним диаметром более 800 мм должны быть снабжены для их осмотра и ремонта люками-лазами круглой (иногда овальной) фирмы. Диаметр круглых люков-лазов должен быть не менее 450 мм для аппаратов, устанавливаемых на открытом воздухе, и не менее 400 мм для аппаратов, размещаемых в отапливаемом помещении. Аппараты с внутренним диаметром 800 мм и менее должны иметь круглые (овальные) смотровые люки диаметром не менее 80 мм. Сосуды, предназначенные для работы с высокотоксичными средами, не вызывающими коррозии и накипи, можно проектировать без люков независимо от диаметра. Крышки люков должны быть съемными; при массе более 20 кг их снабжают подъемно-поворотными устройствами, облегчающими их открывание и закрывание. При наличии в аппарате съемных днищ (крышек) или штуцеров большого диаметра установки люков-лазов не требуется.

Для управления работой  аппараты должны быть снабжены контрольно-измерительными приборами, служащими для измерения рабочих параметров (давления, температуры, уровня); предохранительными устройствами (клапанами); запорной арматурой.

После монтажа, до пуска, аппараты следует зарегистрировать, для чего в местную инспекцию  Госгортехнадзора должны быть представлены письменное заявление администрации  предприятия; к паспорт аппарата; акт, подтверждающий, что монтаж и установка аппарата выполнены в соответствии с проектом и Правилами Госгортехнадзора; схема включения аппарата. О регистрации аппарата делают отметку в паспорте.

Аппараты, подведомственные Госгортехнадзору, следует подвергать техническому освидетельствованию до пуска в работу (после изготовления) и периодически в процессе эксплуатации. Техническое освидетельствование заключается в проведении Смотра и гидравлического испытания.

Осмотр для исследования состояния внутренних и наружных поверхностей и влияния среды на стенки аппарата выполняют не реже одного раза в 4 года.

Гидравлическое испытание  с предварительным внутренним осмотром проводят не реже одного раза в 8 лет. Гидравлическое испытание заключается в том, что после заполнения аппарата водой  и герметизации доводят давление до пробного значения, при котором аппарат выдерживают определенное время.

Сосуды и аппараты, работающие под давлением ниже 0,07 МПа, следует испытывать при р_пр = 0,2 МПа, если нет других указаний в документации.

Для аппаратов, работающих при температуре стенки от 200 до 400° С, величина р_пр не должна превышать рабочее давление более чем в 1,5 раза, а при температуре стенки свыше 400" С — более чем в 2 раза.

Время выдержки аппарата под пробным давлением принимают  равным 10 мин при толщине стенки s ≤50 мм; 20 мин при s =  50÷100 мм; 30 мин при s > 100 мм; 60 мин для литых и многослойных аппаратов независимо от толщины стенки. Затем давление снижают до рабочего, при котором выполняют осмотр и остукивание сварных швов молотком массой от 0,5 до 1,5 кг (в зависимости от толщины стенки).

Аппарат считается выдержавшим  гидравлическое испытание, если в нем  нет признаков разрыва, не замечены течи, «потения» в сварных швах, нет видимых остаточных деформаций после испытаний, а при пневматическом испытании нет пропуска газа.

После гидравлического  испытания в табличку форматом не менее 200 х 150 мм, закрепленную на аппарате, заносят следующие данные: регистрационный номер; (разрешенное давление; дату, месяц, год) следующего внутреннего осмотра и гидравлического испытания.

При невозможности проведения гидравлического испытания аппарата, а иногда для проверки его герметичности, выполняют пневматические испытания  воздухом или инертным газом при  том же пробном давлении: Этот вид  испытания допускается только при положительных результатах тщательного внутреннего осмотра и проверки прочности сосуда расчетом. В отдельных случаях для безопасности пневматические испытания производят в изолированных камерах или блиндажах.

При пневматическом испытании  должны быть приняты меры предосторожности. Сосуд должен находиться под пробным давлением в течение 5 мин; затем давление снижают до рабочего и выполняют осмотр аппарата с проверкой его швов и разъемных соединений мыльным раствором. Остукивание, сосуда под давлением при пневматическом испытании запрещается.

Сосуды и аппараты, работающие при атмосферном давлении, испытывают наливом воды до верха  и выдержкой в течение 4 ч до начала осмотра.