Испытание колонного сварного аппарата
Расчёт толщины стенки цилиндрической обечайки для колонного сварного аппарата. Выбор расчётного давления и температуры, определение гидростатического давления воды при проведении гидроиспытаний для вертикального и горизонтального положений аппарата.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.01.2016 |
| Размер файла | 121,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Условие задачи:
Для колонного сварного аппарата выполнить расчёт толщины стенки цилиндрической обечайки и эллиптического днища с учётом рабочих условий и гидроиспытаний. Определить пробное давление при гидроиспытании в горизонтальном и вертикальном положениях аппарата.
Исходные данные:
м; м; м; МПа; кг/м3;
С; марка стали 08Х18Н10Т; мм; ; .
Решение.
Для определения толщины стенок аппарата и пробного давления необходимо определить расчётные параметры (давление и температуру), которые обычно отличаются от рабочих параметров технологического процесса, осуществляемого в аппарате.
Определим сначала величину гидростатического давления:
Па МПа.
Чтобы не путаться в дальнейших расчётах, обозначим рабочее давление, указанное в исходных данных, через , а расчётное - через (аналогично и ).
Расчётное давление будем назначать из условия:
; МПа.
При выборе расчётного давления и температуры необходимо руководствоваться многими факторами, например: изменением технологического регламента в процессе эксплуатации аппарата с целью интенсификации технологического процесса, последующим продлением срока эксплуатации аппарата после проведения экспертизы и т.п. Поэтому назначим расчётное давление и расчётную температуру следующими:
МПа - это соответствует стандартному ряду ;
С.
В расчётных формулах размерность величин обусловлена стандартом, поэтому принимаем мм.
Расчётная толщина стенки цилиндрической обечайки вычисляется по формуле [3. (2)]:
(1)
В формуле (1) допускаемое напряжение при расчётной температуре определяется интерполяцией табличных значений. Итак, для стали марки 08Х18Н10Т [2. Табл.А.3]:
МПа; МПа.
МПа (2)
Подставляя исходные и расчётные данные а также значения, полученные по формуле (2), в формулу (1), имеем:
мм.
Толщина стенки цилиндрической обечайки определяется по формуле [3. (1)]:
мм.
Принимаем мм [6].
Теперь перейдём к эллиптическому днищу. На основные размеры эллиптических днищ существует стандарт [5]. Выберем днище с внутренними базовыми размерами и высотой (здесь ). Из табл.2 этого стандарта видим, что минимальная толщина стенки днища для заданного диаметра аппарата равна:
мм.
Вычислим допускаемое давление при расчётной температуре для выбранной толщины стенки днища по формуле [3. (44)] и сравним его с расчётным:
(3)
В формуле (3) радиус кривизны в вершине выбранного типа днища по внутренней поверхности равен внутреннему диаметру аппарата (), коэффициент прочности сварного шва примем таким же, как и для цилиндрической обечайки ().
Подставляем значения в формулу (3), имеем:
МПа(4).
Сравнивая расчётное давление для эллиптического днища, полученное по формуле (4), с допускаемым, видим, что .
Для наглядности изобразим аппарат, как показано на рис.1.
Определим теперь полную высоту аппарата:
мм м.
Определим теперь гидростатическое давление воды при проведении гидроиспытаний для вертикального и горизонтального положений аппарата:
Па МПа(5)
Па МПа.(6)
Рис.1
Величина пробного давления при гидроиспытаниях регламентируется требованиями, описанными в [1] и [7], и рассчитывается по формуле [1 (1)]:
(7)
В формуле (7) допускаемые напряжения при расчётной температуре обозначены как
Согласно пункту 4.6.6 [7] гидроиспытания вертикально расположенных аппаратов допускается проводить в горизонтальном положении, но при этом учитывать гидростатическое давление, действующее в процессе эксплуатации, т.е:
(8)
Подставляя данные в формулы (7) и (8), получим:
МПа; (9)
МПа.(10)
Определим теперь давление, оказываемое на нижние стенки аппарата при гидроиспытаниях в различных положениях, для чего к рассчитанным по формулам (9) и (10) значениям добавим результаты расчётов по формулам (5) и (6): цилиндрический сварной давление температура
МПа;(11)
(12)
Теперь проверим прочность аппарата, для чего воспользуемся требованиями пункта 8.4 [2], сравнивая результат с величиной, полученной по формуле (11), являющейся наибольшей из двух:
(13)
Рассчитаем левую часть неравенства:
МПа.
Как видим, условие (13) не выполняется, поэтому продолжим проверку. Заданная сталь относится к классу аустенитных сталей, поэтому воспользуемся формулой [2 (6)] для определения допускаемого напряжения для условий испытаний:
(14)
В формуле (14) входящие величины принимаются следующими:
;; МПа [2 табл.Б.8].
Подставляя численные значения величин в формулу (14), имеем:
МПа. (15)
Полученный в формуле (15) результат подставляем в формулу [3 (3)] и формулу (3) и сравниваем вычисленные значения с величиной в формуле (11):
МПа(16)
МПа(17)
Поскольку результат вычислений по формуле (16) является неудовлетворительным, то толщину стенки цилиндрической обечайки придётся увеличивать, по крайней мере, в нижней половине аппарата, чтобы она выдерживала условия гидроиспытаний.
Принимаем мм.
Результаты расчётов сводим в таблицу 1.
Таблица 1. Результаты расчёта
|
Вариант |
, МПа |
, МПа |
, мм |
, мм |
|
|
1 |
0,84 |
0,82 |
6 |
6 |
Литература
ГОСТ Р 52630-2012. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия.
ГОСТ Р 52857.1-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность. Общие требования.
ГОСТ Р 52857.2-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность. Расчёт цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек.
ГОСТ Р 53684-2009. Аппараты колонные. Технические требования.
ГОСТ 6533-78. Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры.
ГОСТ 19903-74. Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.
ПБ 03-576-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение краевых нагрузок и составление расчётной схемы сопряжения двух оболочек колонного аппарата. Составление уравнений совместимости радиальных и угловых деформаций. Определение длины зоны, типа напряжений края и прогибов цилиндрической оболочки.
контрольная работа [231,5 K], добавлен 29.12.2012Аппарат для разделения перегонкой и ректификацией двухкомпонентной жидкой смеси. Расчет веса и массы колонного аппарата. Период основного тона собственных колебаний. Определение изгибающего момента от ветровой нагрузки, устойчивости опорной обечайки.
курсовая работа [138,6 K], добавлен 06.11.2012Расчет вертикального цилиндрического емкостного аппарата. Определение толщины стенки емкости, выбор материалов сварной конструкции. Проектный расчет стенки на прочность, на выносливость. Выбор способа сварки и контроль качества сварных соединений.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.10.2017Выбор конструкционных материалов. Расчёт корпуса, крышки и днища на прочность. Определение удельной тепловой нагрузки. Расчёт массы пустого и заполненного аппарата, напряжений от внутреннего давления, затвора и суммарных осевых податливостей днища.
курсовая работа [277,1 K], добавлен 03.11.2013Подбор и расчёт корпусных элементов аппарата и рубашки, штуцеров и люка. Выбор, проверка прочности и жесткости фланцевых соединений. Расчёт вала и элементов мешалки. Подбор опор, построение эпюр напряжений и деформаций для корпусных элементов аппарата.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 06.03.2013Расчет аппарата на прочность элементов корпуса при действии внутреннего давления. Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки корпуса, находящейся под рубашкой, из условия устойчивости. Расчет укрепления отверстия для люка. Эскиз фланцевого соединения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.12.2013Производство ароматических углеводородов. Оборудование установок фракционирования ксилолов. Подбор оборудования к технологической схеме. Выбор конструкционных материалов основных элементов колонного аппарата. Ремонт и диагностика центробежного насоса.
дипломная работа [834,5 K], добавлен 25.04.2015Типы и конструкции мешалок. Выбор материала и его обоснование. Расчет толщины стенки обечайки аппарата, работающей под наружным давлением, проверка на прочность при гидроиспытании. Подготовка аппарата к ремонту, этапы его проведения и оценка результата.
дипломная работа [654,3 K], добавлен 28.12.2011Механический расчет элементов конструкции теплообменного аппарата. Определение коэффициента теплопередачи бойлера-аккумулятора. Расчет патрубков, толщины стенки аппарата, днищ и крышек, изоляции аппарата. Контрольно-измерительные и регулирующие приборы.
курсовая работа [218,3 K], добавлен 28.04.2016Рассмотрение общего устройства реакционного химического аппарата и выбор конструкционных материалов. Расчет стенки обечайки корпуса, рубашки, днища, отверстий аппарата исходя из условий его эксплуатации. Выбор фланцевого соединения, болтов и опоры.
курсовая работа [544,4 K], добавлен 04.08.2014Определение толщины стенок цилиндрической обечайки, эллиптического и конического днищ емкостного аппарата, нагруженного внутренним избыточным давлением. Расчет на прочность и жесткость фланцевый разъем аппарата. Болтовая нагрузка в условиях монтажа.
контрольная работа [328,4 K], добавлен 09.01.2015Выбор стали для изготовления цельносварного цилиндрического аппарата в соответствии с рабочей средой, давлением и температурой. Расчет толщины стенки и днища. Определение способа и режима сварки. Техника безопасности при проведении сварочных работ.
практическая работа [139,5 K], добавлен 21.06.2012Преимущества и недостатки спиральных теплообменников. Температурный режим аппарата. Средняя разность температур теплоносителей. Тепловая нагрузка аппарата. Массовый расход воды. Уточнённый расчёт теплообменного аппарата. Тепловое сопротивление стенки.
курсовая работа [43,8 K], добавлен 14.06.2012Конструктивные особенности, назначение и условия работы аппарата. Определение размеров проката, развертки эллиптического днища и цилиндрической обечайки. Сборка свариваемых элементов. Выбор приспособлений и механизмов для проведения сварочных работ.
курсовая работа [230,4 K], добавлен 22.04.2011Определение тепловой нагрузки аппарата, расхода пара и температуры его насыщения, режима теплообменника. Выбор конструкции аппарата и материалов для его изготовления. Подсчет расходов на приобретение, монтаж и эксплуатацию теплообменного аппарата.
курсовая работа [544,4 K], добавлен 28.04.2015Конструктивный расчет аппарата. Определение толщины стенки обечайки и диаметров штуцеров для ввода и вывода теплоносителей. Выбор крышки и параметров тарелки. Подбор газодувной машины и насоса для подачи воды. Гидравлическое сопротивление сухой тарелки.
курсовая работа [426,6 K], добавлен 19.03.2015Определение коэффициента устойчивости водоудерживающей стенки относительно ребра "О" при заданных переменных. Вычисление давления силы на участки стенки. Нахождение точек приложения сил, площади эпюр и силы давления. Определение опрокидывающих моментов.
контрольная работа [337,1 K], добавлен 13.10.2014Конструкция и принцип действия реактора для агрессивной среды; определение его геометрических размеров. Расчет цилиндрической обечайки, эллиптического отбортованного днища и крышки под действием внутреннего и внешнего давления. Оценка прочности аппарата.
курсовая работа [711,5 K], добавлен 19.06.2014Расчет сферического днища корпуса химического реактора, нагруженного внутренним избыточным давлением: эллиптической крышки аппарата, сферического днища аппарата, цилиндрической обечаек реактора, конической обечайки реактора, массы аппарата и подбор опор.
курсовая работа [349,3 K], добавлен 30.03.2008Разработка технологии сварки обечайки корпуса теплообменного аппарата для атомных электростанций. Анализ и выбор способа изготовления с учетом особенностей свариваемости стали 09Х18Н10Т. Описание электронно-лучевой сварки. Выбор сварочного оборудования.
курсовая работа [615,9 K], добавлен 14.03.2010
