125455 (593114), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Механические свойства стали 16ГС приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.1 - Химический состав стали 16ГС

Таблица 4.2 - Механические свойства стали 16ГС

Химический состав стали 20 приведен в таблице 4.3

Механические свойства стали 20 приведены в таблице 4.4

Таблица 4.3 - Химический состав стали 20

Таблица 4.4-Механические свойства стали 20

4.2 Расчет на прочность элементов конденсатора

4.2.1 Расчет на прочность цилиндрической обечайки

Рабочее давление в конденсаторе Р_раб, МПа, принимали согласно технологическим данным:

Р_раб = 0,3 МПа

Гидростатическое давление столба жидкости Р_г, МПа, определили согласно [17,С.8]:

Р_г = _рас g Н (4.1)

где _рас - плотность рассола при температуре минус 28,5 С, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

Н - высота столба жидкости, м.

Плотность рассола при температуре минус 25,5 С:

_рас = 1270 кг/м³

Ускорение свободного падения:

g = 9,81 м/с²

Высота столба жидкости определили как длину труб:

Н = 6 м

Гидростатическое давление в конденсаторе:

Р_г = 1270 9,81 6 = 74752,2 Па

Расчетное давление:

Р_расч = Р_раб + Р_г,

Р_расч = 300000 + 74752 = 374752 Па

Нормальное допускаемое напряжение [], МПа для стали 16ГС при температуре минус 28,5°С рассчитывали согласно [17,С.9] как для температуры плюс 20°С в рабочих условиях:

[] = (4.2)

где [] - допускаемое напряжение, МПа;

- поправочный коэффициент, учитывающий вид заготовки;

- нормативное допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа.

Поправочный коэффициент , учитывающий вид заготовки приняли согласно [17,С.10] как для листового проката:

= 1,0

Нормативное допускаемое напряжение при температуре плюс 20 °С принимали согласно [17,С.11]:

= 170 МПа

Допускаемое напряжение составит:

[] = 1,0 170 = 170 МПа

Допускаемое напряжение при гидроиспытании:

[] = _т / 1,1 (4.3)

где [] - допускаемое напряжение при гидроиспытании, МПа;

_т - предел текучести, МПа.

Предел текучести принимали согласно [17,С.282]:

_т = 280 МПа

Допускаемое напряжение при гидроиспытании составило:

[] = 280 / 1,1 = 254,55 МПа

Расчетную толщину стенки аппарата S', определили согласно [17,С.18]:

где S’ - расчетная толщина стенки обечайки, м;

Р_р - рабочее давление внутри аппарата, МПа;

D - внутренний диаметр конденсатора, м;

[] - допустимое напряжение, МПа;

- коэффициент прочности сварного шва;

Р_и - давление при гидроиспытании, МПа;

[]_и - допустимое напряжение при гидроиспытании, МПа.

Рабочее давление внутри аппарата Р_р, МПа, приняли согласно производственных данных:

Р_р = 0,3 МПа

Внутренний диаметр конденсатора D, м приняли согласно ГОСТ 15120:

D = 0,8 м

Допустимое напряжение [], МПа, определили согласно уравнения (4.2) настоящего расчета:

[] = 170 МПа

Коэффициент прочности сварного шва для автоматической дуговой сварки, принимали согласно [17,С.13]:

= 1

Согласно уравнению (4.4) производим выбор:

S' = (0,3 0,8) / (2 1 170 - 0,3) = 0,003 м

S' = (0,5 0,8) / (2 1 254,55 - 0,5) = 0,002 м

Принимаем максимальное значение расчетной толщины стенки обечайки:

S’ = 0,003 м

Исполнительную толщину стенки обечайки S, м определили согласно [17,С.10]:

S = S’ + C₁, (4.5)

где S’ - расчетная толщина стенки, м;

С₁ - прибавка к расчетной толщине стенки, м.

Расчетную толщину стенки S’, м, определили в уравнении (4.4);

S’ = 0,003 м

Исполнительная толщина стенки составит:

S = 0,003 + 0,001 = 0,004 м

Согласно ГОСТ 380 принимаем исполнительную толщину S, м, стенки:

S = 0,005 м

Допускаемое рабочее давление [Р], МПа определили согласно [17,С.19]

[Р] = (2 [] (S - C))/(D + S - С), (4.6)

где [Р] - допускаемое рабочее давление, МПа;

- коэффициент прочности сварного шва;

[] - допускаемое напряжение в рабочих условиях, МПа;

S - исполнительная толщина стенки, м;

С - прибавка на коррозию, м;

D - внутренний диаметр конденсатора, м.

Коэффициент прочности сварного шва , принимали согласно [17,С.10]:

= 1,0

Исполнительную толщину стенки 3, м приняли согласно ГОСТ 380:

S = 0,005 м

Внутренний диаметр конденсатора D, м, принимали согласно ГОСТ 15120:

D = 0,8 м

Допускаемое давление при рабочих условиях составит:

[Р] =[2 1,0 170 10 (0,005 - 0,001)]/(0,8 + 0,005 - 0,001) = 1691542,6 Па = 1,7 МПа

Допускаемое давление при гидроиспытании [Р]_и, МПа определили согласно [17,С.19]:

[Р]_и = (2 []_и (S - С)) / (D + S - C), (4.7)

где - коэффициент прочности сварного шва;

[]_и - допускаемое напряжение при гидроиспытании, МПа;

S - исполнительная толщина стенки конденсатора, м;

С - прибавка на коррозию, м;

D - внутренний диаметр конденсатора, м.

Коэффициент прочности сварного шва , приняли согласно [17,С.10]:

= 1,0

Допускаемое давление при гидроиспытании составит:

[Р]_и = (2 1,0 254,55 10 (0,005 - 0,001) / (0,8 + 0,005 - 0,001) =

= 213656З,8 Па = 2,13 МПа

4.2.2 Расчет фланцевых соединений

Фланец приняли типа "шип-паз".

Расчетную температуру фланцев t_ф, °C, приняли согласно [17,С.92]:

t_ф = t, (4.8)

где t - температура рассола в конденсаторе, С.

Температуру рассола в конденсаторе t, °C, приняли согласно технологическим данным по производству жидкого хлора:

t = минус 28,5 °С

Расчетная температура фланцев t_ф, °С:

t_ф = минус 28,5 °С

Расчетную температуру болтов и обечайки t_б, °C, определяли согласно [17,С.92]:

t_б = 0,97 t, (4.9)

где t - температура рассола в конденсаторе, °С.

Расчетная температура болтов и обечайки t_б, °C:

t_б = 0,97 ( минус 28,5) = минус 27,85 °С

Допускаемое напряжение для стальных болтов (шпилек) []_б, МПа приняли согласно [17,С.93]:

[]_б = 130 МПа

Толщину втулки фланца S, м определили для приварного встык согласно [17,С.93]:

S < S_ф < 1,3 S (4.10)

где S - исполнительная толщина стенки обечайки, м;

S_ф - толщина втулки фланца, м.

Исполнительную толщину стенки обечайки S, м приняли согласно ГОСТ 380:

S = 0,005 м

Для нахождения толщины втулки фланца определили условия уравнения (4.10) настоящего расчета:

S = 0,005 м

1,3 S = 0,0065 м

Толщину втулки фланца S_ф, м приняли:

S_ф = 0,006 м

Исполнительную толщину стенки обечайки и основания втулки приварного встык фланца S₁, м определили согласно [17,С.93]:

S₁ = ₁ S_ф (4.11)

где ₁ - коэффициент;

S_ф - толщина втулки фланца, м.

Коэффициент ₁, определяемый согласно [17,С.95], приняли:

₁ = 1,8

Исполнительная толщина стенки обечайки и основания втулки приварного встык фланца составит:

S₁ = 1,8 0,006 = 0,0108 м

Высоту втулки фланца для приварного встык фланца h_в, м, определили согласно [17,С.94]:

h_в > (1/i) (S₁ - S ), (4.12)

где i - уклон втулки;

S₁ - исполнительная толщина стенки обечайки у основания втулки, м;

S₀ - толщина втулки фланца, м.

Уклон втулки i приняли согласно [17,С.94]:

i = 0,33

Высота втулки фланца для приварного встык фланца составит:

h_в > (1/0,33) (0,0108 - 0,006) = 0,0144 м

Приняли высоту втулки фланца;

h_в = 0,015 м

Диаметр болтовой окружности фланца D_б, м, определили согласно [17,С.95]:

D_б > D + 2 (S₁ + d_б + u) (4.13)

где D - внутренний диаметр конденсатора, м;

S₁ - исполнительная толщина стенки обечайки у основания втулки, м;

d_б - наружный диаметр болта, м;

и - нормативный зазор между гайкой и втулкой, м.

Внутренний диаметр фланца D, м приняли:

D = 0,3 м

Наружный диаметр болта d_б, м выбрали согласно[17,С.94]:

d_б = 0,02 м

Нормативный зазор между гайкой и втулкой u, м определили согласно [17,С.95]:

U = 0,005 м

Диаметр болтовой окружности фланца составит:

D_б > 0,8 + 2 (0,0108 + 0,02 + 0,005) = 0,37 м

Принимаем диаметр болтовой окружности фланца D_б, м:

D_б = 0,4 м

Наружный диаметр фланцев D_h, м принимаем согласно [17,С.95];

D_h > D_б + а (4.14)

где D_б - диаметр болтовой окружности фланца, м;

а - конструктивная добавка для размещения гаек по диаметру, м.

Конструктивную добавку для размещения гаек по диаметру а, м, определили согласно [17,С.95]:

а = 0, 04 м

Наружный диаметр фланцев D_h, м:

D_н > 0,4 + 0,04 = 0,44 м

Приняли наружный диаметр фланцев D_h, м:

D_h = 0,45 м

Наружный диаметр прокладки D_н.п., м, для приварных встык фланцев определили согласно [17,С.96]:

D_н.п. = D_б – е (4.15)

где D_б - диаметр болтовой окружности фланца, м;

е - нормативный параметр, м.

Нормативный параметр для плоских прокладок е, м, определили согласно [17,С.95]:

е = 0,03 м

Наружный диаметр прокладки В_н.п., м, для приварных встык фланцев составит:

D_н.п. = 0,4 - 0,03 = 0,37 м

Для аппарата диаметром менее 1,0 м выбрали плоские неметаллические прокладки.

Средний диаметр прокладки D_c.п., м, определили согласно [17,С.95]:

D_с.п. = D_н.п. – b (4.16)

где D_н.п. - наружный диаметр прокладки, м;

b - ширина прокладки, м.

Ширину прокладки b, м принимали согласно [17,С.96]:

b = 0,015 м

Средний диаметр прокладки составит:

D_с.п. = 0,37 - 0,015 = 0,355 м

Количество болтов n_б, шт, необходимое для обеспечения герметичности соединения определили согласно [17,С.96]:

n_б > 3, 14 D_б / t_ш (4.17)

где D_б - диаметр болтовой окружности;

t_ш - рекомендуемый шаг расположения болтов.

Рекомендуемый шаг расположения болтов t_ш, м выбрали в зависимости от давления согласно [17,С.97]:

t_ш = (4,2 - 5) d_б (4.18)

где d_б - наружный диаметр болта, м.

Характеристики

Список файлов ВКР