Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 47 из 74)

 2 ^_ ^{8 1,8} 0,8^_ 11918 1,8  122,4 мм.

 4,1 

Внутрішній діаметр штуцера дорівнює

d  d_н  2 S₁  89 24  81мм,

де ^d_н – зовнішній діаметр штуцера, мм; ^S₁ – товщина стінки штуцера, мм.

Добавку для компенсації корозії та ерозії до розрахункової товщини стінки штуцера приймаємо рівною добавці для компенсації корозії та ерозії до розрахункової товщини стінки обичайки

C_s1  ^C₁ 1 мм. Добавку для компенсації мінусового допуску приймаємо рівною

15 % від товщини стінки труби

Сs2  0,15 S₁  0,154  0,6 мм. Суму добавок до розрахункової товщини стінки штуцера визначаємо за формулою (3.11)

Сs  Сs1 Сs2  10,6  1,6 мм.

Розрахунковий діаметр штуцера, вісь якого збігається з нормаллю до поверхні переходу, визначаємо за формулою (3.167)

d _p  d  2 C_s  81  21,6  84,2 мм.

Умова (3.166)

d _p  84,2  d₀  122,4 мм

виконується, отже, отвір під штуцер не вимагає додаткового зміцнення.

Приклад 3.31

Виконати зміцнення отворів на верхньому еліптичному днищі апарата (рисунок 3.49), що працює під внутрішнім надлишковим тиском. Розрахунковий тиск в апараті P  1,0МПа, розрахункова температура стінки апарата t=165 °С, внутрішній діаметр апарата D  1000мм, виконавча товщина стінки еліптичного днища ^S₁  8 мм. Матеріал днища і люка – сталь марки Ст3сп5, патрубків штуцерів - сталь 20. Внутрішній діаметр обичайки люка А d  400мм, патрубки штуцерів виготовляються з труби 573 мм. Група апарата за ГСТУ 3-17-191-2000 – 4. Добавку для компенсації корозії та ерозії до розрахункової товщини стінки днища і люка прийняти рівною ^C₁  2 мм. Внутрішній діаметр штуцерів складає

d  d_н  2 S₁  57 23  51мм.

де ^d_н – зовнішній діаметр штуцера, мм; ^S1 – товщина стінки штуцера, мм.

Розрахункові діаметри зміцнюваного елемента (еліптичного днища) по центру зміцнюваних отворів визначаємо за формулою (3.164):

– для люка при x  ^R₁  200мм

Dp  2 D 13 x/ D²  21000 13200/ 1000² 1876мм;

– для штуцерів при x  ^R₂  360мм

Dp  2 D 13 x/ D²  21000 13360/ 1000² 1564мм.

Добавка для компенсації мінусового допуску сталевого листа товщиною 8 мм за таблицею 3.4 складає

С2  0,8 мм .

Суму добавок до розрахункової товщини стінки днища С визначаємо за формулою (3.11)

С  С1 С2  20,8  2,8 мм.

Товщина стінки обичайки люка за галузевим стандартом [30] на умовний тиск Р_у  1,0 МПа складає ^S₁  8 мм.

Днище апарата та обичайка люка виготовляються з однієї і тієї ж марки сталі і їхні товщини одинакові, тому суми добавок до розрахункових товщин їхніх стінок дорівнюють

С_s  C  2,8 мм.

Добавку для компенсації корозії та ерозії до розрахункових товщин стінок штуцерів приймаємо рівною добавці для компенсації корозії та ерозії до розрахункової товщини стінки обичайки C_s1  ^C₁  2 мм.

Добавку для компенсації мінусового допуску приймаємо рівною 15 %

від товщини стінки труби

С_s2  0,15 S₁  0,153  0,45мм.

Рисунок 3.49 – Розташування люка і штуцерів на верхньому еліптичному днищі вертикального апарата

Сума добавок до розрахункової товщини стінки штуцера складає

С_s  С_s1 С_s2  20,45 2,45 мм.

Розрахункову товщину стінки еліптичного днища, що працює під внутрішнім “надлишковим” тиском, на осі отвору визначаємо за формулою (3.172):

– для люка

P Dp 1, 01876

Sp    3,62мм;

4 P 40,91441,0

– для штуцерів

P D_p 1, 01564

S_p    3,02 мм.

4 P 40,91441, 0

Розрахунковий діаметр поодинокого отвору, що не вимагає додаткового зміцнення при “надлишковій” товщині стінки днища, визначаємо за формулою (3.165):

– для люка

d0  2 _ SS^_p^C 0,8_^_ Dp S C 

_

 8  2,8 

 2 _

3,62 0,8_ 18768  2,8  125,7 мм;

_

– для штуцерів



S ^C 0,8 D_p S C 

d0  2 _ S_{p }

 8  2,8 

 2 _

3,02 0,8_ 15648  2,8  166,2 мм.

Розрахунковий діаметр отвору для зміщеного штуцера на еліптичному днищі (рисунок 3.37,а) визначаємо за формулою (3.169):

– для люка

d 2 Cs 400 2 2,8 415,2 мм; dp   

1  2 x/ Dp ² 1 2 200/ 1876²

– для штуцерів

dp  d 2 Cs  51 2 2,45 63мм.

1 2 x / Dp ² 1 2 360/ 1564²

Умова (3.166) для зміцнення отвору під люк

dp  415,2  d₀  125,7 мм

не виконується, отже, потрібно його додаткове зміцнення. Умова (3.166) зміцнення отворів під штуцери

d_p  63  d₀  166,2 мм

виконується.

Розрахункову товщину стінки люка, навантаженого внутрішнім надлишковим тиском, визначаємо за формулою (3.173)

S₁ _p  2Pd₁_2_1C_^sP^  12,0_144400_0,92_21,,08^ 1,6 мм.

Розрахункову довжину зовнішньої частини обичайки люка визначаємо за формулою (3.175), у якій її виконавчу довжину приймаємо рівною ^l₁  200 мм [30]

l₁ _р  minl₁; 1,25 d 2 C_s S₁ C_s ^

 min200; 1,25 400 22,88  2,8  min200; 57,4  57,4 мм.

Допустимі відношення напружин матеріалів люка та днища за формулою (3.190) складають