Отзыв официального оппонента, А.П. Петковой (Особенности прочностного расчета и конструирования сосудов и аппаратов сернокислотного производства)

ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТАдоктора технических наук, главного научного сотрудника НИЛ «Мехатроника» ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университетПетра Великого» Петковой Ани Петровой на диссертацию Колодного АндреяВикторовича «Особенности прочностного расчета и конструирования сосудов и аппаратов сернокислотного производства», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (полиграфические и упаковочныетехнологии и оборудование, химическая промышленность) (техническиенауки).Актуальность работыАктуальность избранной соискателем темы не вызывает сомнений, таккак вопросы, связанные с экономичным использованием дорогостоящих металлов при создании сосудов и аппаратов сернокислотного производства, всегда представляли значительный интерес для многих предприятий и организаций.Актуальность темы исследования определяется тем, что многие действующие нормативные документы требуют внесения поправок, так как расчетныестандартизованные зависимости в ряде случаев дают неоправданно завышенные значения толщин стенок элементов сосудов, что успешно было доказаносоискателем в представленной работе.

Кроме того, в стандартах многие расчеты носят поверочный характер, в то время как в диссертации даются научнообоснованные рекомендации по определению рационального места расположения седловых опор горизонтальных резервуаров в зависимости от их объема, предварительного выбора параметров плоских днищ с радиальными ребрами жесткости.1Анализ содержания работы и ее завершенностиДиссертационная работа Колодного А.В. состоит из введения, четырехглав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 140 страниц машинописного текста, содержит 54 рисунка, 7 таблиц,список литературы их 115 наименований, 2 приложения.Во введении отражены актуальность темы диссертации, степень ее разработанности, сформулированы цель, задачи и научная новизна работы. Показана практическая значимость, методология и методы исследования, приведена информация о достоверности и апробации полученных результатов исследования.

Отмечен личный вклад автора.Первая глава содержит информацию о существующих нормативах расчета на прочность технологического оборудования сернокислотного производства, о процессе промышленного получения серной кислоты и его аппаратурном оснащении, а также об особенностях конструирования и расчета напрочность и устойчивость некоторых видов технологического оборудованиясернокислотного производства. Рассматриваются программные решения дляанализа, расчета и конструирования сосудов и аппаратов. Исходя из изученнойи проанализированной научно-технической литературы, сформулированы выводы, поставлены задачи диссертационной работы.Вторая глава посвящена особенностям конструирования и проведенияпрочностных расчетов контактных аппаратов сернокислотного производства.Представлены схема устройства контактного аппарата и принцип его работы.Выявлены недостатки существующих конструкций таких аппаратов, которыевлекут за собой негативные последствия, в том числе, связанные с потерейустойчивости центральной колонны и отрывом обечайки от фундамента.

Длятого, чтобы избежать таких последствий, предложено конструктивное решение перегородок в виде усеченного тора. Представлена методика расчета, позволяющая определять максимальный изгибающий момент, действующий на2опорные балки контактного аппарата, а также осевые сжимающие силы, действующие на обечайку и центральную колонну для проверки выполненияусловий их прочности и устойчивости.В третей главе рассмотрены особенности расчета и конструированияэлементов горизонтальных резервуаров, а именно, обечаек, днищ с радиальными ребрами жесткости и тонкостенных плоских днищ. Представлена методика определения рационального места установки седловых опор горизонтальных резервуаров.

Даны рекомендации по выбору рациональных параметров днищ с радиальными ребрами жесткости в зависимости от диаметра горизонтального резервуара и плотности среды. Приведены результаты компьютерного анализа напряжений и деформаций гладких плоских днищ горизонтальных резервуаров при первичном и повторном нагружении продуктом дляразличных плотностей рабочей среды, а также при внутреннем избыточномдавлении. Подробно описано проведение натурного исследования деформации и разрушения тонких плоских круглых днищ цилиндрического сосуда набазе опытного полигона ЦНИПР ГПУ ООО «Газпром добыча Астрахань».

Путем натурных испытаний сосуда подтверждены результаты компьютерногоанализа, полученные с помощью программного продукта SolidWorksSimulation. Доказана возможность применения тонкостенных плоских днищ вгоризонтальных резервуарах.Четвертая глава посвящена особенностям расчета и конструированиявертикальных резервуаров для хранения серной кислоты. Приведены результаты анализа нормативной документации по расчету обечаек вертикальных резервуаров и колонных аппаратов, даны рекомендации по расчету обечаек резервуаров для хранения серной кислоты с использованием действующей нормативной документации.

Представлена методика расчета расстояния междупродольными балками каркаса днища резервуара для хранения серной кислоты в зависимости от уровня налива. С использованием программыSolidWorks и системы MathCad уточнена зависимость для расчета толщины3стенки плоской прямоугольной пластины, жестко заделанной по периметру,которая является частью днища резервуара для хранения серной кислоты.Заключение содержит выводы по результатам проведенных исследований, которые соответствуют содержанию диссертационной работы.Диссертационная работа Колодного Андрея Викторовича является завершенной самостоятельной научной работой, содержание которой дает полное представление о результатах проведенных исследований.

Диссертациянаписана грамотным научным языком, хорошо оформлена, используемая вней терминология является общепринятой. Принятый в работе порядок изложения материала представляется логичным. Объем используемых источниковпо рассматриваемой тематике обеспечивает необходимую глубину изученияпроблемы. При использовании результатов работ других авторов, а также выполненных соискателем в соавторстве, им сделаны необходимые ссылки.Автореферат диссертации достаточно полно отражает ее основные научные положения, результаты теоретических и экспериментальных исследований и выводы. Представленные в нем 12 публикаций соискателя в достаточноймере отражают содержание работы, при этом 5 работ входят в перечень научных изданий, рекомендованных ВАК РФ, им также получен патент на изобретение, подтверждающий новизну предложенных решений горизонтальных резервуаров на седловых опорах в зависимости от их объема.Научная новизна работыНаучной новизной проведенного диссертационного исследования следует считать:- результаты компьютерного анализа напряженно состояния плоскогокруглого днища, подтвержденные результатами натурного эксперимента подеформации и разрушению такого днища, показывающие возможность ихприменения в горизонтальных резервуарах;4- научно-обоснованные методологические принципы расчета величинымаксимального изгибающего момента в радиальных балках контактных аппаратов и нагрузки, действующей на обечайку и центральную колонну от опорных балок;- разработанную методику определения рационального расположенияопор горизонтального резервуара, при котором обеспечиваются минимальныеизгибающие моменты, защищенную патентом на изобретение RU № 2530957«Горизонтальный резервуар на седловых опорах».Практическая значимость работыПрактическая значимость результатов диссертационной работы состоитв следующем:- получена зависимость для расчета места установки седловой опоры горизонтального резервуара от края обечайки с учетом его объема;- дано теоретическое обоснование возможности применения тонкостенных плоских днищ в горизонтальных резервуарах;- приведены рекомендации по предварительному выбору параметровплоских днищ с радиальными ребрами жесткости в зависимости от плотностирабочих сред и диаметра горизонтальных резервуаров;- разработана методика расчета расстояния между продольными балками каркаса днищ вертикальных резервуаров для хранения серной кислоты взависимости от гидростатического давления;- приведено обоснование по выбору нормативной документации для расчета толщины стенки обечаек вертикальных резервуаров для хранения сернойкислоты и других агрессивных сред;- результаты работы приняты к использованию в производственной деятельности ООО «Газпром добыча Астрахань», в проектной работе ООО «Гипрохим».5Значимость работы для наукиВ результате исследования автором предложены и апробированы методики прочностных расчетов и определения рациональных конструкций сосудов и аппаратов сернокислотного производства, таких как контактные аппараты, горизонтальные резервуары с тонкостенными днищами и плоскими оребренными днищами, вертикальные резервуары для агрессивных сред, обеспечивающие выполнение условий прочности и устойчивости при минимальнойматериалоемкости оборудования.

Представленные решения найдут широкоеприменение в химической промышленности.Достоверность результатов диссертацииДостоверность результатов диссертационной работы подтверждена согласованностью теоретических результатов с экспериментальными данными,полученными Колодным А.В. на базе опытного полигона ЦНИПР ГПУ ООО«Газпром добыча Астрахань с использованием приборов, сертифицированныхи аттестованных согласно требованиям ГОСТ и технических условий. Предложенные методики расчета базируются на действующих нормативных документах.Достоверность применимости полученных результатов подтверждаетсяактами об их использовании в производственной деятельности ООО «Газпромдобыча Астрахань» и проектной работе ООО «Гипрохим».Замечания по диссертации1.