![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Расчет на механическую прочность
Расчету на механическую прочность от внутреннего избыточного или наружного давления и внешних нагрузок (силы тяжести, ветровых, сейсмических и др.) должны подвергаться все основные элементы аппарата (обечайки, днища, крышки и другие несущие нагрузку детали). Стандартные узлы и детали при применении их в конструируемом аппарате выбираются на ближайшее большее рудля рабочей температуры и, как правило, на прочность не рассчитываются. Обычно аппараты работают при однократной статической нагрузке, на которую и производятся все расчеты на прочность элементов, узлов и аппарата в целом. Для многократных статических нагрузок, если число циклов нагружения (от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий) будет N>103 за весь срок эксплуатации, то рассчитываемые элементы подлежат проверке на усталостную прочность. Расчет элементов стальных сварных аппаратов производится по предельным нагрузкам, допускающим в отдельных напряженных местах рассчитываемой детали, наряду с упругими, наличие пластических деформаций. Основные расчетные параметры Основными расчетными параметрами для выбора конструкционного материала и расчета элементов аппарата на прочность являются температура и давление рабочего процесса. Температура. Различают рабочую и расчетную температуры. Рабочая температура t – это температура содержащейся или перерабатываемой среды в аппарате при нормальном протекании в нем технологического процесса. Расчетная тамператураtR – это температура стенки для определения физико-механических характеристик конструкционного материала и допускаемых напряжений. Она определяется на основании выполнении теплового расчета или результатов испытаний. В случае невозможности выполнения теплового расчета, а также, если при эксплуатации температура элемента аппарата может повыситься до температуры соприкасающейся с ним среды, расчетная температура принимается равной рабочей, но не менее 20°С. При обогревании элемента открытым пламенем, горячими газами с температурой свыше 250°С или открытыми электронагревателями расчетная температура принимается равной температуре среды плюс 50°С. При наличии у аппарата тепловой изоляции расчетная температура его стенок принимается равной температуре поверхности изоляции, соприкасающейся со стенкой, плюс 20°С. При отрицательной рабочей температуре элемента за расчетную (для определения допускаемых напряжений) принимается температура, равная 20°С. Давление Различают рабочее, расчетное, условное (номинальное) и пробное давления. Рабочее давление р– максимальное внутреннее избыточное или наружное давление среды в аппарате при нормальном протекании технологического процесса без учета гидростатического давления и допускаемого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного устройства (клапана и др.). Если технологический процесс в аппарате протекает при разрежении, то рабочим давлением является вакуум. Расчетное давление pR– максимальное допускаемое рабочее давление, на которое производится расчет на прочность и устойчивость элементов аппарата при максимальной их температуре. Как правило, расчетное давление принимают равным рабочему давлению или выше. Расчетное давление может быть выше рабочего в следующих случаях: если во время действия предохранительных устройств давление в аппарате может повыситься более чем на 10% от рабочего, то расчетное давление должно быть равно 90% давления в аппарате при полном открытии предохранительного устройства; если на элемент действует гидростатическое давление от столба жидкости в аппарате, значение которого свыше 5% расчетного, то расчетное давление для этого элемента соответственно повышается на значение гидростатического давления. Рекомендуются следующие расчетные давления для аппаратов: – с рабочим избыточным давлением р>0,07 МПа, снабженных предохранительными клапанами, ря = 1,1 р, но не менее р + 0,2 МПа для огневзрыво-опасных или токсичных сред и не менее р + 0,1 МПа для остальных сред; – с рабочим избыточным давлением р >0,07 МПа, снабженных предохранительными мембранами, pR=1,2p; – с рабочим избыточным давлением р – с углеродными фракциями и другими сжиженными газами во всех случаях принимать: для фракций С2pR = 2,0 МПа, для фракций С3 на всасывающей линии pR = 1,6 МПа, на нагнетательной линии pR = 2,0 МПа, для фракций С4pR = 0,6 МПа, для фракций С5pR = 0,3 МПа, для аммиака pR = = 1,6 МПа, для фреона 12 pR= 1,0 МПа, для сернистого ангидрида pR = 0,8 МПа, для хлористого метила pR = 0,9 МПа, для углекислого газа pR = 7,6 МПа; – работающих без избыточного давления при вместимости аппарата менее 30 м3pR = 0,01 МПа, при вместимости свыше 30 м3pR = 0,005 МПа; – работающих под вакуумом с остаточным давлением до 0,05 МПа, расчетное наружное давление pR = 0,1 МПа. Для элементов аппарата с раздельными пространствами, имеющими разные давления, за расчетное давление принимается каждое из них (без учета других). Допускается производить расчет на разность давлений, если при эксплуатации в любом случае обеспечивается наличие давлений во всехпространствах. Расчетным давлением при испытаниях аппарата является пробное давление. Условное (номинальное) давление ру– избыточное рабочее давление при температуре элемента аппарата 20°С (без учета гидростатического давления). Пробное давлениерпр – избыточное давление, на которое аппарат испытывается на прочность и плотность после его изготовления и периодически при эксплуатации. Допускаемые напряжения Допускаемое напряжение [ – для углеродистых и низколегированных сталей
– для аппаратов из аустенитных сталей Для условий испытания аппаратов из углеродистых и низколегированных сталей допускаемые напряжения определяют по формуле: – для аппаратов из аустенитных сталей
Для сосудов и аппаратов, работающих в условиях ползучести при расчетном сроке эксплуатации от 104 до 2∙105 ч, коэффициент запаса прочности n равен 1,5. При расчетном сроке эксплуатации 2∙105 ч допускается коэффициент запаса прочности nд принимать равным 1,25, если выполняют контроль жаропрочности и длительной пластичности материала в эксплуатации, а отклонение в меньшую сторону длительной прочности и ползучести от среднего значения не превышает 20%. Расчет на прочность цилиндрических обечаек и конических элементов, выпуклых и плоских днищ для условий испытания проводить не требуется, если расчетное давление в условиях испытания будет меньше, чем расчетное давление в рабочих условиях, умноженное на При расчете на прочность и устойчивость сварных элементов аппаратов в расчетные формулы вводятся коэффициенты прочности сварных швов, значения которых в зависимости от конструкции шва и условий сварки Исполнительные или принимаемые при конструировании размеры рассчитываемых элементов, как правило, должны быть больше расчетных на значение прибавки: s ≥ sR+ c; Общее значение прибавки с = с1 + с2 + с3. Прибавка на коррозию и эрозию с, при проницаемости П < 0,05 мм/год принимается равной 1 мм. При большей проницаемости, а также при двусторонней коррозии с, соответственно увеличивается. Для материалов, стойких в заданной среде, при отсутствии данных о проницаемости рекомендуется принимать с1 = 2мм. Прибавка на минусовое значение предельного отклонения по толщине листа с2, из которого изготовляется элемент аппарата, принимается по соответствующему стандарту на сортамент. Технологическая прибавка с3 (при вытяжке, штамповке, гибке и т.д.) учитывается в зависимости от принятой технологии изготовления и не включает в себя округление расчетной толщины элемента до номинальной толщины по стандарту.Прибавки с2 и с3 учитываются только в тех случаях, когда сумма их превышает 5% от расчетной толщины элемента. Рекомендуемые страницы:
Читайте также: |
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-15; Просмотров: 1059; Нарушение авторского права страницы