35. Порядок расчета колонного аппарата, находящегося на открытой площадке

1 Общий вид аппарата

2 Исходные данные;

21 Расчетная схема;

3 Обоснование исходных данных: Р Р_{испыт} t [][]_{испыт} с 

4 Определение толщины стенки колонного аппарата с учетом Р Р_испыт

5 Расчет корпуса колонного аппарата на прочность и устойчивость при наружном и внутреннем давлении

6 Расчет ветровой нагрузки на колонный аппарат

7 Таблица основных нагрузок для расчета на прочность и устойчивость корпуса колонного аппарата

8 Расчет корпуса колонного аппарата на прочность и устойчивость в рабочих условиях и условиях монтажа

9 Расчет опорной обечайки

10 Расчет опорного узла

11 Расчет анкерных болтов

36. Расчет опор колонных аппаратов на ветровую нагрузку и сейсмические воздействия

ГОСТ 25757-81 [9] устанавливает метод определения расчетных усилий, возникающих в элементах аппаратов колонного типа постоянного и переменного сечения по высоте от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий.

Сочетание нагрузок при различном состоянии аппаратов колонного типа (монтаж испытание, эксплуатация) - по ГОСТ 14249-80.

Область применения расчетных формул.

Расчету на ветровую нагрузку подлежат все колонные аппараты, устанавливаемые на открытой площадке, если их высота Н>10 м при Н ≥1,5D_min , а также если Н< 10 м, но H > D_min , где D_min — наименьший из наружных диаметров аппарата. Расчет проводится отдельно на рабочие условия, условия испытания и условия монтажа.

Расчетная схема аппарата принимается в виде консольного упругого защемленного стержня (рис. 10.1).

Аппарат по высоте H разбивают на z участков.

При этом z ≥ 5 и во всех случаях высота участка hi ≤ 10 м (рис. 10.1,б).

Силу тяжести G_i каждого участка принимают сосредоточенной в середине участка.

Ветровую нагрузку, действующую по высоте аппарата, заменяют сосредоточенными силами Q действующими в горизонтальном направлении и приложенными в серединах участков.

Сейсмические силы прикладываются также горизонтально в серединах участков.

Определение периода собственных колебаний.

Период основного тона собственных колебаний аппарата постоянного сечения с приблизительно равномерно распределенной по высоте массой, с

37. Виды корпусов аппаратов высокого давления

Конструкции сосудов высокого давления определяются требованиями химико-технологического процесса, эксплуатационными параметрами и характеристиками (давлением, температурой, свойствами среды, режимом работы).

В зависимости от назначения, условий работы и технологии изготовления различают следующие типы СВД.

1. Кованые (рис. 8.1). Они имеют монолитный корпус, изготовленный из одной поковки. Это определяет их небольшие размеры, внутренний диаметр – 600-800 мм, длина – до 6 м.

П рименяются при повышенных давлениях (более 32 МПа) и при высокой температуре (до 500 С).

Преимущество кованых СВД – отсутствие сварных швов, снижающих надежность аппарата.

Недостатки – ограниченные размеры, необходимость специального кузнечно-прессового оборудования, значительный объем механической обработки.

2. Кованосварные (см. рис. 8.2). Они имеют корпус из нескольких кованых и механически обработанных частей, соединенных кольцевыми сварными швами. Максимальные размеры определяются технологическими возможностями завода-изготовителя. Выполняются внутренним диаметром 600-800 мм, реже – 1400-1600 мм, иногда до 2400 мм. В химическом машиностроении используются ограниченно.

3. Штампосварные и вальцованосварные (см. рис. 8.3). Корпус СВД выполняется из нескольких штампованных или вальцованных обечаек или полуобечаек, соединенных между собой продольными и кольцевыми сварными швами.

Применяются до давлений 20 МПа.

Существенный недостаток – наличие меридиональных сварных швов.

4. Многослойные (см. рис. 8.4). Они выполняются из обечаек, состоящих из относительно большого числа слоев. Обечайки свариваются между собой и с концевыми элементами корпуса кольцевыми сварными швами. Концевые элементы – кованые.

Преимущества – возможность изготовления крупных аппаратов, достаточно низкая металлоемкость и стоимость.

Недостатки – относительно высокая трудоемкость, наличие большого числа сварных швов, в том числе – продольных.

5. Рулонированный (рис. 8.5). Он имеет корпус из одной или нескольких многослойных рулонированных обечаек, сваренных между собой и приваренных к концевым элементам корпуса кольцевыми сварными швами.

Элемент СВД имеет центральную обечайку и закрепленную на ней клиновую вставку. К этой вставке приваривается рулонная полоса, наматываемая по спирали Архимеда до необходимой толщины стенки. Конец последней полосы для снижения напряжений приваривается по кривой линии, а затем накладывается внешняя клиновая вставка. Поверх рулона надевается наружный кожух. Такая конструкция СВД выгодно отличается от других технико-экономическими показателями.

6. Спирально-рулонный (рис. 8.6). Корпус сосуда получается навивкой на остов по спирали с углом α к оси аппарата одной или нескольких полос. Каждый последующий слой навивается в противоположную сторону по отношению к предыдущему. Кромки витков свариваются между собой. Поверх навивки надевается кожух. По технико-экономическим показателям превосходит все другие виды СВД.

7. Витой (рис. 8.7). Корпус СВД выполнен из специального проката стальной калиброванной ленты, навитой на центральную обечайку с проточкой. Для увеличения плотности навивки ленту в процессе изготовления аппарата нагревают постоянным током напряжением в несколько вольт. Концевые детали выполняются дополнительной навивкой или насадкой кованых элементов (фланцев). Основной недостаток – большие осевые напряжения.

Концевые элементы это днища, фланцы, горловины, которыми заканчивается цилиндрическая часть корпуса. Иногда к ним относят также плоские или выпуклые крышки.