Аппарат емкостной ВКЭ1 – 1 – 5 – 1,0 (стр. 3 )

Допускаемое внутреннее избыточное давление из условия прочности

, (34)

МПа.

Проверка условия прочности по формуле (16)

0,94 МПа < 6,4 МПа.

Условие прочности выполняется.

3.5 Расчет укрепления отверстий

3.5.1 Расчет диаметра одиночного отверстия, не требующего укрепления

Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления, при наличии избыточной толщины стенки сосуда

, (35)

где         – расчетная толщина укрепляемого элемента, мм;

где         – расчетная толщина укрепляемого элемента, мм;

S – исполнительная толщина укрепляемого элемента, мм;

С – сумма прибавок к расчетной толщине, мм;

– расчетный диаметр укрепляемого элемента, мм.

Для цилиндрической обечайки корпуса = D = 1600 мм,

мм.

Для верхнего эллиптического днища аппарата

, (36)

где х – расстояние между осями днища и штуцера, мм.

Для штуцеров Б, Д, Е, Ж, И, К, Л при х = 580 мм

мм.

Расчетная толщина эллиптического днища в месте расположения штуцеров

. (37)

мм.

мм.

Для люка А при х = 360 мм

мм.

Расчетная толщина эллиптического днища в месте расположения люка

мм.

мм.

3.5.2 Проверка необходимости укрепления отверстий

Отверстие не требует укрепления, если выполняется условие

, (38)

где – расчетный диаметр отверстия.

Для штуцера перелива Г и штуцера выхода среды В2 (dУ = 150 мм), расположенных на цилиндрической обечайке, ось которых совпадает с нормалью к поверхности, расчетный диаметр

,         (39)

где d – внутренний диаметр штуцера, мм;

СS – сумма прибавок к расчетной толщине стенки штуцера, мм.

Расчетная толщина стенки штуцера

, (40)

где Р – внутреннее избыточное давление, МПа;

СS - сумма прибавок к расчетной толщине стенки штуцера, мм;

– допускаемое напряжение материала штуцера при расчетной

температуре, МПа;

– коэффициент прочности сварных швов (для труб = 1).

Для стали 12Х18Н10Т = 157,5 МПа        [2].

Для штуцеров Г и В2 принята труба ? 159?6 [5].

мм.

Исполнительная толщина стенки нагруженной части штуцера

, (41)

где

СS = CS1 + CS2. (42)

При расчете толщины стенки штуцера прибавка для компенсации коррозии СS1 принимается равной прибавке С1, используемой в предыдущих расчетах.

Прибавка для компенсации минусового допуска СS2 для труб принимается равной 15% от толщины стенки трубы.

СS = 21+ 0,15?6 = 1,9 мм.

S1 ? 0,45 + 1,9 = 2,35 мм.

Расчетный диаметр

= 147 + 2?1,9 = 150,8 мм.

150,8 мм < 98,5 мм.

Штуцера Г и В2 требуют укрепления, т. к. не выполняется условие (38).

Для смещенных штуцеров входа среды Б и передавливания среды Д (dУ = 80 мм), расположенных на верхнем эллиптическом днище, принята труба ? 89?4.

Расчетный диаметр для смещенных штуцеров на эллиптическом днище

, (43)

95,15 мм < 215,2 мм.

Условие выполняется, т. е. штуцера не требуют укрепления.

Для штуцеров Е, Ж, И, К, Л (dУ = 50 мм). расположенных на верхнем эллиптическом днище аппарата принимаем трубу ? 57?3.

мм.

Толщина стенки наружной части штуцера

S1 ? 0,16 + 1,45 = 1,61 мм.

мм.

Условие (20) выполняется:

60,9 мм < 215,2 мм,

т. е. штуцера Е, Ж, И, К, Л не требуют укрепления.

Для люка А, расположенного на верхнем эллиптическом днище аппарата, расчетная толщина стенки обечайки люка по формуле (40)

мм,

S1 ? 1,5 +1,8 = 3,3 мм

Для люков на условное давление 1,0 МПа рекомендуется толщина стенки обечайки S1 = 8 мм [6].

Расчетный диаметр для люка, как смещенного штуцера на эллиптическом днище

мм.

Люк А требует укрепления, т. к. условие (20) не выполняется:

519,3 мм >164,3 мм.

3.5.3 Расчет укрепления люка

Условие укрепления одиночного отверстия

(44)

Расчетные величины, входящие в условие укрепления определяем по приведенным ниже формулам.

Расчетная длина внешней части люка

, (45)

где – высота обечайки люка над днищем, мм.

мм.

Расчетная длина внутренней части люка = 0.

Расчетная ширина зоны укрепления

, (46)

где

, (47)

мм;

Расчетный диаметр

, (48)

мм;

Отношения допускаемых напряжений:

для внешней части люка

; (49)

для накладного кольца

; (50)

для внутренней части люка

, (51)

где - допускаемое напряжение материала внешней части люка при расчетной температуре, МПа;

- допускаемое напряжение материала накладного кольца при расчетной температуре, МПа;

- допускаемое напряжение материала внутренней части люка при расчетной температуре, МПа.

Так как люк, накладное кольцо и укрепляемый элемент (эллиптическое днище) выполнены из одного материала, то

Рекомендуемым вариантом укрепления является укрепление без использования накладного кольца. В этом случае толщина накладного кольца S2 принимается равной нулю.

Условие укрепления люка без использования накладного кольца

69,8?(8 – 1,5 – 1,8)?1 + 0 + 0 + 135,2?(8 – 4,4 – 1,8) ? 0,5?(519,3 – 54,1)?4,4;

571 < 1024 мм2.

Условие укрепления (44) не выполняется.

При использовании для укрепления накладного кольца площадь сечения накладного кольца приближенно определяется как разность:

1024 – 571 = 453 мм2.

При толщине накладного кольца S2 = 8 мм минимальная ширина накладного кольца мм, принимаем = 60 мм.

Расчетная ширина накладного кольца

, (52)