Диссертация (1095085), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Состояние вопроса расчета на прочность технологическогооборудования сернокислотного производства1.1. Анализ основ конструирования сосудов и аппаратов химической,нефтехимической,нефтегазоперерабатывающейотраслейпромышленностиВ последние годы интенсивно развиваются отрасли, связанные среализацией, добычей, транспортировкой и хранением природных ресурсовстраны.Всвязисвозникновениемнеобходимоститехническогоперевооружения, создания новых производств, модернизации и обновленииосновных фондов развивающихся отраслей промышленности увеличиласьпотребность в машиностроительной продукции, в особенности химической инефтяной отраслях.
Нынешняя стратегия экономической реформы требуетпринципиально новых подходов к организации и управлению производства,новых технологических и конструктивных решений по производству изделийснизкойсебестоимостьюиповышеннымиэксплуатационнымихарактеристиками.В химической и нефтехимической промышленностях применяетсязначительноеколичестворезервуаровдляпродуктов,довольно-такиотличающихся по своим свойствам, в том числе для огне- и взрывоопасных,летучих, корродирующих и застывающих жидкостей [47].Требования к конструкциям емкостных аппаратов определяютсяспецифическими свойствами продуктов.
Снижается удельный расходметалла резервуара с увеличением его объема, следовательно, резервуарстановится более экономичным, поэтому возникает желание по максимумуувеличить объем резервуара [10].Строятся следующие конструкции резервуаров: горизонтальные ивертикальные,каплевидные,цилиндрические,прямоугольные(весьмаограниченное применение), специальных типов (с плавающими крышами идр.) и шаровые. Резервуары могут быть по способу установки подземными,17полуподземными и наземными. В основном в химической промышленностиприменяются наземные резервуары [47].Стоит отметить особые повышенные требования, предъявляемые красчетамемкостнойаппаратуры,чтообусловленосложностьюконструктивных форм и особыми условиями эксплуатации. Существенноеповышениеуровнянапряженногосостоянияэлементовконструкцийпроисходит в связи с увеличением рабочих параметров агрегатов приединовременном снижении материалоемкости оборудования.
Актуальностьпроблемы, связанной с расчетной оценкой несущей способности элементовконструкций, определяется необходимостью обеспечения надежности иработоспособности емкостной аппаратуры [5].1.2. Этапы создания норм и методов расчета на прочность сосудов иаппаратов химической, нефтехимической, нефтегазоперерабатывающейотраслей промышленностиВ рамках Европейского Союза после вступления в силу единыхнациональных законов в области оборудования, работающего под давлением,на основании правового акта Европейского Парламента и ЕвропейскогоСовета, так называемых Директив оборудования под давлением (ДОП),создана серьезная потребность в создании дополнительных стандартов,согласованных на европейском уровне, адоптированных ЕвропейскимКомитетом по стандартизации (ЕКС) по просьбе Европейской Комиссии.ДОП необходимы определенные виды оборудования, работающего поддавлением, завезенные в ЕС, чтобы соблюдать так называемые важнейшиетребованиябезопасности(ВТБ),вцеляхобеспечениятребуемойбезопасности оборудования.
Выполнение требований соответствующегосогласованного стандарта обеспечивает изделию презумпцию соответствия сВТБ, на которую они распространяются. Согласованные стандарты недолжны использоваться, они являются всего лишь средством демонстрациисоответствия ВТБ ДОП, но они являются единственным средством, которое18напрямую обеспечивает презумпцию соответствия с ВТБ. Эта необходимостьсогласованного стандарта создала уникальную возможность: шанс длянового подхода к проектированию на основе анализа, используя все знанияинженерной механики (как теоретические, так и практические) и опытработы с численными методами с помощью имеющегося на рынкепрограммного и аппаратного обеспечения, используемого в моделированииповедения конструкций при различных воздействиях [115].В химической промышленности обширно используют стандартную инормализованную аппаратуру.
Она может применяться в различныхпроизводствах,новесомыеизменениятехнологическогорежима(температура, давление, состав рабочих сред и их свойства) предопределяютнеобходимость проверочных расчетов на прочность наиболее ответственныхдеталей аппаратуры. Разработаны отраслевые и государственные стандартыдля расчета на прочность основных элементов химических аппаратов [101].Существуетразветвлённаясистеманормиправил,котораярегламентирует контроль, изготовление, проектирование и расчет сосудов,работающих под давлением в отличие от множества других видовпромышленногооборудования.Похожиесистемыимеютсявовсехпромышленно развитых странах.
Ежегодно проводятся международныесимпозиумы,посвященныепроблемамдиагностикирезервуаров,работающих под давлением. На протяжении многих лет один из комитетовISOпосвященпроектированиютакихсосудов.Такжесуществуеттехнический комитет ЕС, специально предназначенный для регулированиядеятельности в этой области. Все промышленно развитые страны имеют сводправил, относящийся к проектированию резервуаров. Тем не менее, дажетогда, когда свод включает в себя конкретные нормы для определениятолщиныразличныхконкретизируются.компонентов,Наконец,остаютсястоит отметить,моменты,чтокоторыенескольконеправилвызывают недоумение [105].19До1962годавСССРотсутствовалиобщегосударственныенормативные документы, связанные с расчётом сосудов и аппаратовхимической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Каждая проектнаяорганизация, полагаясь на свой опыт, использовала справочную литературулибо собственные инструкции по расчету на прочность. В связи с этиминогда аппараты выполнялись излишне тяжелыми, а некоторые, наоборот,имели недостаточный запас прочности, что не обеспечивало их безопаснуюэксплуатацию [100].В 1957 году, чтобы решить данную проблему, в Госплан СССРобратился Госгортехнадзор СССР с предложением о создании единых нормрасчёта на прочность сосудов, работающих под давлением (письмоГосгортехнадзора №. 01/Н-33 от 26.08.1957 г.).ГлавноеУправлениепроектныхинаучно-исследовательскихорганизаций при Госплане СССР дало задание разработать единые нормырасчета на прочность сосудов, работающих под давлением представителямЦКТИ им. Ползунова, НИИХИММАШ и Гипронефтезавод под руководствомНИИХИММАШ (письмо Главниипроект при Госплане СССР №.
58/2 от16.09.1957 г.).С целью повышения научно-технического уровня норм расчета напрочностьбыла организованаМежотраслеваярабочаякомиссияпоразработке норм и методов расчета на прочность, в которую были включеныспециалистыНИИХИММАШ,Гипронефтемаш(ВНИИНЕФТЕМАШ),УКРНИИХИММАШ, ЛЕННИИХИММАШ, ИркутскНИИХИММАШ, ЦКТИ,ЦКБН, Криогенмаш, ВНИИгидромаш, МИХМ, МИСИ, МИТХТ и другиеорганизации и предприятия.В 1962 г.
первый выпуск норм был оформлен в виде руководящеготехнического материала «РТМ 42-62 "Сосуды и аппараты. Нормы и методырасчёта узлов и деталей"» [95]. Выпуску РТМ предшествовали большиеисследовательские теоретические и экспериментальные работы. Кроме того,20при разработке норм были обобщены данные предприятий и организаций,зарубежные стандарты по расчету на прочность сосудов.Следующими материалами, которые рекомендовала к утверждениюМежотраслевая рабочая комиссия, были разработанные нормы расчета напрочность сосудов и аппаратов высокого давления «РТМ 121-65 "Сосуды иаппараты высокого давления.
Нормы и методы расчета на прочность"» [94].После этого последовали «ОН 26-01-13-65» [64] и многочисленные другиедокументы, заложившие основную базу отечественной системы нормативнотехнической документации в области проектирования и расчёта.Расширение внешних экономических связей и экономическогосотрудничествамеждустранами-членамиСоветаЭкономическойВзаимопомощи (СЭВ) вызвало значительное увеличение взаимных поставокхимического и нефтяного оборудования. Поэтому возникала необходимостьв разработке для стран СЭВ единых нормативных документов, посколькунормы и методы расчета на прочность оказывают существенное влияние набезопасную эксплуатацию оборудования и являются основой при разработкедругих нормативных документов (технических условий на изготовление,стандартов на узлы и детали и др.).
На первом этапе для стран-членов СЭВбыли разработаны рекомендации по стандартизации (РС). Первым такимдокументом стали «РС 903-67» [93].Вдальнейшемдляунификациииупрощениярешенияорганизационных вопросов при взаимных поставках было принято решение оразработке единых стандартов с последующим внедрением их в качественациональных стандартов. Были разработаны стандарты СЭВ (СТ СЭВ) порасчету на прочность сосудов и аппаратов («СТ СЭВ 596», «СТ СЭВ 597»,«СТ СЭВ 1039», «СТ СЭВ 1040», «СТ СЭВ 25859», «СТ СЭВ 3650»),которые затем внедрялись в нашей стране в виде ГОСТов («ГОСТ 14249»,«ГОСТ 24755», «ГОСТ 24756», «ГОСТ 24757», «ГОСТ 26202» и др.).В итоге, в СССР была создана развитая система нормативнотехнической документации по расчету на прочность, как по научному21уровню, так и по охвату множества расчетных случаев, которая ничуть неуступала ведущим зарубежным странам.Применение нормативных документов по расчету на прочностьпозволило значительно облегчить работу конструкторов, устранить разницу вметаллоемкостиоднотипногооборудования,значительноповыситьбезопасность эксплуатации оборудования при одновременном сниженииметаллоемкости.Нормы и методы расчета на прочность послужили научной базой дляразработки других нормативных документов, особенно технических условийна изготовление оборудования, так как требования к качеству изготовлениянепосредственно зависят от коэффициента запаса прочности и методоврасчета.Разработчикинормативно-техническойдокументациипомеревозможного продолжали пересматривать старые и выпускать новыестандарты, несмотря на сложности, связанные с экономическими иполитическими преобразованиями 90-х годов («ОСТ 26-291-94» [66],который в настоящее время отменен, и т.д.).Вначале 2000-х возникли два новых обстоятельства, послужившихстимулом к пересмотру существующих стандартов:1)былпринят«Федеральныйзакон"Отехническомрегулировании"» [103], согласно которому такие виды документации какОСТ, РД, РТМ и т.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
