Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 9 из 74)

За таблицями Б.1 і Б.3 додатку Б визначаємо допустимі напружини для матеріалу основного і плакувального шарів при розрахунковій температурі t =100 ºС:

– для основного шару зі сталі марки Ст3сп _о  149 МПа;

– для плакувального шару зі сталі марки 12Х18Н10Т __n  174МПа.

За таблицею 3.4 для двошарового листа товщиною 10 мм товщина плакувального (корозійностійкого) шару складає ^S_п  2–3 мм. Так як _о _n , товщину плакувального шару приймаємо мінімальною, тобто ^S_n  2 мм, а товщину основного шару – ^S_o  8 мм. Добавку для компенсації корозії та ерозії для плакувального шару приймаємо рівною ^C_n  1 мм, для основного шару – ^C_o  0 , враховуючи, що основний шар не піддається корозії з боку агресивного середовища.

Допустиму напружину визначаємо за формулою (3.8)

 о So Co  n Sn Cn  

S_o C_o  S _n C_n 

1498 01742 1 151,7 МПа.

 

8 0 2 1

3.1.4 Коефіцієнти міцності зварних швів

При розрахунку на міцність зварних елементів посудин та апаратів в розрахункові формули необхідно вводити коефіцієнт міцності зварних з’єднань:

– p – подовжнього шва циліндричної або конічної обичайки;

– ^_т – кільцевого шва циліндричної або конічної обичайки;

– ^_к – зварних швів кільця жорсткості;

– ^_а – поперечного зварного шва для зміцнювального кільця; –  – зварних швів опуклих і плоских днищ та кришок.

Обсяг контролю зварних швів необхідно приймати за таблицею 3.2 залежно від групи посудини, яку визначають за таблицею 1.1.

Коефіцієнт міцності зварних швів вибирають за таблицею 3.3 залежно від обсягу контролю та виду зварних з’єднань.

Для безшовних елементів посудин і апаратів коефіцієнт міцності зварних швів  приймають рівним 1.

Таблиця 3.2 – Обсяг контролю зварних з’єднань посудин

Група посудини	Довжина контрольованої ділянки швів у % від довжини кожного зварного шва
1, 2	100
3	не менше 50
4, 5а	не менше 25
5б	не менше 10

Таблиця 3.3 – Значення коефіцієнта міцності зварних швів

Вид зварного шва	Значення коефіцієнта міцності зварного шва при його контрольованій довжині у % від загальної довжини
	100	від 10 до 50
Стиковий або тавровий з двостороннім суцільним проваром, який виконується автоматичним або напівавтоматичним зваренням.	1,0	0,9
Стиковий з підваркою кореня шва або тавровий з двостороннім суцільним проваренням, який виконується вручну.	1,0	0,9

Закінчення таблиці 3.3

Вид зварного шва	Значення коефіцієнта міцності зварного шва при його контрольованій довжині у % від загальної довжини
	100	від 10 до 50
Стиковий, який виконується автоматичним або напівавтоматичним зваренням з одного боку з флюсовою або керамічною підкладкою.	0,9	0,8
Стиковій, доступний зваренню тільки з одного боку та маючий в процесі зварення металеву підкладку з боку кореня шва, яка прилягає по всій його довжині до основного металу.	0,9	0,8
Тавровий, з конструктивним зазором зварюваних деталей.	0,8	0,65
Стиковий, який виконується вручну з одного боку.	0,9	0,65

3.1.5 Добавки до розрахункових величин конструктивних

елементів

При розрахунку посудин та апаратів необхідно враховувати суму добавок до розрахункових товщин їх елементів С , мм, яку визначають за формулою

С  С1 С2 С3 , (3.11)

де С1 – добавка для компенсації корозії та ерозії, мм; С2 – добавка для компенсації мінусового допуску, мм; С3 – добавка технологічна, мм.

Добавка С1 до розрахункової товщини стінки елемента, для компенсації корозії та ерозії повинна прийматися з урахуванням умов експлуатації, розрахункового терміну служби, швидкості проникнення корозії та ерозійного впливу середовища. Термін служби повинен розраховуватися зі дня введення посудини в експлуатацію.

Термін служби посудини – тривалість експлуатації посудини в календарних роках до переходу в граничний стан.

Розрахунковий термін служби посудини – термін служби в календарних роках, після закінчення якого необхідно провести експертне обстеження технічного стану основних деталей посудини, яка працює під тиском, з метою визначення допустимості параметрів і умов подальшої експлуатації посудини або необхідності її демонтажу.

Якщо за робочі умови недоцільно збільшувати товщину стінки за рахунок добавки для компенсації корозії, рекомендується антикорозійний захист (плакування, футерування, наплавлення та ін.).

Добавка для компенсації корозії та ерозії не враховується при виборі металевих прокладок для фланцевих з’єднань, болтів, опор, теплообмінних труб і перегородок.

Добавка С1 , мм, визначається за формулою

С1  П С_е , (3.12)

де П – швидкість проникнення корозії, мм/рік;  – розрахунковий термін служби апарата, років; С_е – добавка для компенсації ерозії, мм.

При двосторонньому контакті внутрішніх елементів посудини з корозійними середовищами необхідно враховувати суму добавок для компенсації корозії та ерозії розраховуваного елемента з його кожного боку.

Добавки для компенсації корозії та ерозії до товщини внутрішніх елементів повинні прийматися рівними:

– 2С1 – для незнімних навантажених елементів, а також для внутрішніх кришок і трубних решіток теплообмінних апаратів;

– 0,5С1 , але не менше 2 мм – для знімних навантажених елемен-

тів;

– С1 – для незнімних ненавантажених елементів.

При наявності на трубній решітці або плоскій кришці канавок добавка для компенсації корозії та ерозії приймається з урахуванням глибини цих канавок.

Для внутрішніх знімних ненавантажених елементів добавка для компенсації корозії та ерозії не враховується.

Добавка С2 приймається залежно від товщини листа за таблицею

3.4 для одношарових і за таблицею 3.5 для двошарових сталей.

Добавку С2 враховують у тому випадку, коли його значення перевищує 5 % від номінальної товщини листа.

Технологічна добавка С3 передбачає компенсацію стоншення стінки елемента посудини при технологічних операціях – витяжці, штампуванні, гнутті і т. п. Залежно від прийнятої технології цю добавку необхідно враховувати при розробці робочих креслеників.

У курсовому та дипломному проектуванні технологічну добавку приймають рівною С3  0 .

Таблиця 3.4 – Граничні відхилення товщини листа

В міліметрах

Товщина листа	3	4; 5	6	8-12	14-25	26-30	32-34
Граничне відхилення	0,22	+0,30 –0,50	+0,25 –0,60	+0,30 –0,80	+1,40 –0,80	+1,50 –0,90	+1,60 –1,00
Товщина листа	36-40	42-50	55; 60	65; 70	75; 80	85; 90	95; 100
Граничне відхилення	+1,70 –1,10	+1,80 –1,20	+1,80 –1,30	+1,80 –1,60	+1,80 –2,20	+1,9 0 –2,50	+2,00 –2,70

Таблиця 3.5 – Товщини та граничні відхилення листів із двошарових сталей і товщини корозійностійкого шару

В міліметрах

Товщина листа	Граничне відхилення	Товщина корозійностійкого шару	Товщина листа	Граничне відхилення	Товщина корозійностійкого шару
4	+0,30 –0,50	0,7–1,1	28	1,68	3,5–5,0
5		0,8–1,2	30	1,80
6	+0,25 –0,60	1,0–1,6	32	1,60	4,0–6,0
8	0,80	2,0–3,0	34	1,70
10	0,90		36	1,80
12	0,98		38	1,90
14	1,08		40	2,00
16	1,12	2,5–3,5	42	2,10
18	1,26		45	2,25
20	1,40		48	2,40
22	1,54	3,0–4,0	50	2,50
25	1,50		55	2,20
26	1,56		60	2,40

Питання до самоперевірки

1 Як визначається розрахункова температура?