2. Обгрунтування робочої і розрахункової температури апарату.

Робоча температура це найбільша температура середовища при нормальному перебігу процесу в апараті.

Розрахункова температура вибирається в залежності від температури середовища і методів обігріву чи охолодження. Зазвичай, розрахункова температура стінки приймається рівною температурі середовища, що дотикається до стінки. Зрозуміло, якщо стінка стикається з двома середовищами з різною температурою, за розрахункову приймається температура більш нагрітого середовища. Якщо стінка теплоізольована , то за робочу температуру приймають температуру шару теплоізоляції, який стикається зі стінкою збільшену на 20.

Якщо апарат розігрівається нагрітими газами з температурою більше 250С , або відкрити полум’ям або електро-нагрівачами, тоді за розрахункову температуру приймається температура середовища, з якою стінка стикається, збільшена на 50, але не менше 250.

Зменшувати розрахункову температуру стінки, у порівнянні з цими рекомендаціями, можна лише у випадку наявності елементів, які охолоджують стінку на основі спеціальних розрахунків.

3.Обгрунтування матеріалу з якого виготовлений апарат та його окремі частини.

Основну увагу в цьому розділі слід приділити матеріалу з якого виготовляється обичайка, днище, кришка реактора, а також оболонка (кожух ) апарату. Крім того слід передбачити матеріал з якого виготовляється перемішуючий засіб, зокрема вал перемішуючого засобу та мішалка.

Результатом вибору матеріалу повинно бути визначення добавки на корозію та конструкційна добавка, а також, значення допустимого напруження.

3.1. Добавка на корозію і конструкційна добавка.

В ході механічних розрахунків конструкційних елементів ємностей переважно оцінюється розрахункова товщина стінки s_R. Виконавча товщина стінки s дещо більша за розрахункову у відповідності до нерівності:

,

де s_R – розрахункова товщина стінки, м; s – виконавча товщина стінки, м; c – добавка до розрахункової товщини стінки, м.

Добавка с складається з трьох основних складових:

,

Де c₁ – добавка для компенсації корозії та ерозії, м; c₂ -- конструкційна добавка для компенсації мінусового допуску при виготовленні листа металу, м; c₃ – технологічна прибавка, м.

Прибавка для компенсації корозії та ерозії оцінюється за формулою:

де Π – швидкість корозії, м/рік; τ_a – розрахунковий строк експлуатації апарату, рік; c_E – добавка для компенсації ерозії, м.

Добавка c_E враховується лише в наступних випадках: при руху середовища в ємності зі значною швидкістю (для рідин – більше 20 м/с, для газоподібних – більше 100 м/с); при наявності в рухомому середовищі абразивних частинок; у випадку ударної дії середовища на елемент.

Швидкість корозії Π визначається по довідковим даним або експериментально. Рекомендації що до конструктивних матеріалів, які використовуються в хімічній промисловості для апаратів, які працюють в агресивних середовищах, можна знайти в главі 9 в [¹ ] Для виготовлення обладнання використовують матеріали, у яких швидкість корозії для даного середовища Π ≤ 0.1∙10^-3 м/рік. Рекомендується приймати при Π ≤ 0.1∙10^-3 м/рік добавку на корозію с₁=1∙10^-3 м, а при відсутності даних про швидкість корозії для даного матеріалу с₁=2∙10^-3 м. При двохсторонньому контакті елементу з корозійним або ерозійним середовищем прибавку c₁ слід подвоїти.

Добавка для компенсації корозії для внутрішніх елементів треба назначати:

2∙с₁ – для незмінних навантажених елементів, а також для внутрішніх кришок та трубних решіток теплообмінників;

0,5∙с₁ – але не менше 2 мм – для змінних навантажених елементів;

с -- для незмінних ненавантажених елементів.

За наявності на трубних решітках або плоскій кришці канавок добавку для компенсації корозії (ерозії) треба назначати з урахуванням глибини цих канавок.

Добавку для компенсації корозії для внутрішніх змінних ненавантажених елементів не назначається.

Якщо через робочі умови недоцільно збільшувати товщину стінки за рахунок добавки для компенсації корозії, слід передбачати корозійний захист: плакування, футерування або наплавлення.

Прибавка на мінусове значення граничного відхилення по товщині листа c₂, з якого виготовляється елемент посудини чи апарата, використовується по відповідному стандарту на сортимент.

Технологічна прибавка с₃ передбачає компенсацію стоншення ємності при технологічних операціях – витяжці, штамповці, гнутті і т.д.

Прибавки c₂ і с₃ враховуються в тих випадках, коли їх сумарне значення перевищує 5% номінальної товщини листа.

Виконавчу товщину стінки s, що визначається по , округляється в більшу сторону до стандартної товщині листа. Асортимент листових сталей, що рекомендований до використання в хімічній промисловості приведений в додатку 1. З цих таблиць можна вибрати значення виконавчої товщини стінки обичайки і отримати дані для оцінки значення конструктивної прибавки.

Якщо в апараті, що конструюється, передбачається використовувати стандартизоване днище і кришка, тоді значення товщини їх стінок слід вибирати з асортименту стандартизованих днищ.