4.3.2 Расчет в условиях испытаний.

Испытанию подвергается только корпус колонного аппарата в вертикальном положении.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.5 и на рисунках 4.1. Результаты расчета приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.5 – Исходные данные для условий испытаний для корпуса колонного аппарата

Параметр	Значение
Вид испытаний	гидроиспытания
Высота выпуклой части верхнего днища, мм	hвдн = 550
Глубина днища нижнего, мм	hн дн = 700
Высота корпуса, заполненная водой при гидроиспытании, hводы, мм (для аппарата переменного поперечного сечения, рисунок 4.1)	hводы = hвдн+ hндн +L= 550 + 700 + 27750 = 28800

Таблица 4.6 – Результаты расчета корпуса КА в условиях испытаний

Параметр	Корпус колонного аппарата
Предел текучести при расчетной температуре, равной 20 0С, МПа	σт = 300
Коэффициент запаса прочности по пределу текучести	nТ = 1,1
Поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям	η = 1
Допускаемое напряжение в условиях испытаний при расчетной температуре, равной 200 С, МПа*
Пробное давление*, МПа	=1,25∙1,612∙196/165=2,4
Расчетное давление в условиях испытаний, МПа	=рпр + рг.воды = рпр + ρводы g hводы.= 2,4 + 1000∙9,8∙28,8∙10-6 =2,682

4.4 Определение коэффициента прочности сварного шва

Коэффициент прочности сварного шва показывает, равна или меньше прочность сварного шва по отношению к прочности основного металла. Коэффициент φ может изменяться от 0,6 до 1. Если φ = 1, то сварной шов равнопрочен основному металлу, если φ меньше 1, то прочность сварного шва меньше, чем прочность основного металла.

Коэффициент прочности сварного шва φ зависит от вида сварного шва, а также от контроля швов (от 10 до 100 % от общей длины).

Длина контролируемых швов в % от общей длины сварных швов зависит от группы аппарата. Стальные сварные аппараты, в зависимости от расчетного давления, температуры стенки и свойств рабочей среды на пять групп[5].

Длина контролируемых швов для аппаратов 1-й группы - 100% всех сварных швов; 2-й и 3-й групп - 50%; 4-й группы - 25%; для остальных - 10%.

Результаты определения коэффициента прочности сварного шва представлены в таблице 4.7.

Таблица 4.7 – Результаты расчета коэффициента прочности сварного шва

Наименование параметра	Значение
Название жидкой фазы (среды)	стабильный изомеризат
Название газообразной фазы	углеводородный газ
Расчетное избыточное внутреннее давление корпуса в рабочих условиях, МПа	рtрас.= 1,612
Расчетная температура стенки корпуса, 0С	tрас кор = 200
Пожаровзрывоопасные свойства среды	пожаровзрывоопасная
Класс опасности среды	4
Группа аппарата	1
Аппарат транспортируется целиком или частями	целиком
Категория аппарата (для аппаратов, транспортируемых целиком)	1
Длина контролируемых швов, в % от общей длины	100
Коэффициент прочности сварного шва	φ =1

4.5 Расчет исполнительной толщины стенки цилиндрической обечайки и днищ, находящихся под воздействием внутреннего избыточного давления

Для того чтобы найти исполнительную толщину стенки S_гост любой обечайки (т.е. толщину листа по ГОСТу, из которого в дальнейшем будут изготовлены элементы аппарата), необходимо:

- определить расчетную толщину стенки обечайки S_р;

- найти сумму прибавок к расчетной толщине С = С₁ +С₂ +С₃;

- определить исполнительную толщину обечайки путем сложения расчетной толщины и суммы прибавок и округления полученного значения до ближайшего большего по ГОСТу[17].

4.5.1 Определение расчетной толщины цилиндрической обечайки и днища без суммы прибавок.

Расчет выполняется либо для рабочих условий, либо для рабочих условий и условий испытаний.

Расчет на прочность цилиндрических обечаек и выпуклых днищ для условий испытаний проводить не требуется, если расчетное давление в условиях испытаний р^и_расбудет меньше, чем расчетное давление в рабочих условиях, умноженное на ,т.е. если

р^и_рас=2,682 < =1,35∙1,612∙196/165 = 2,59 МПа (4.1)

Условие (4.1) не выполняется, следовательно необходимо проводить расчеты для условий испытаний и для рабочих условий.

4.5.1.1 Расчет толщины стенки в рабочих условиях.

Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки S^ц _р и днищ S^дн_р (без учета суммы прибавок С) производится, соответственно, по формулам (4.2) и (4.3):

- для цилиндрической обечайки

1,612*2800/(2*1*165-0,5*1,612)=13,72 мм (4.2)

- для выпуклого эллиптического днища

1,612*2800/(2*1*165-0,5*1,612)=13,72 мм (4.3)

4.5.1.2 Расчет толщины стенки в условиях испытаний.

- для цилиндрической обечайки

=2,682*2800/(2*1*272-0,5*2,682)=13,84 мм (4.4)

-для эллиптических днищ

=2,682*2800/(2*1*272-0,5*2,682)=13,84 мм (4.5)

4.5.1.3. Определение расчетной толщины.

В качестве расчетной толщины цилиндрической обечайки и днища, выбираются значения, найденные для условий испытаний, так как не выполняется условие (4.1).

S^ц_р =S^ц_{р (у.и)}= 13,84 мм. (4.6)

S^дн_р= S^дн_{р (у.и).} = 13,84 мм. (4.7)

4.5.2 Определение суммы прибавок к расчетной толщине.

Сумма прибавок к расчетной толщине определяется как сумма прибавки для компенсации коррозии и эрозии, мм, которая находится по скорости коррозии металла, мм/год, в заданной среде. Далее учитываются прибавки для компенсации минусового допуска по толщине листа и технологическая прибавка.

Исходные данные для расчета суммы прибавок представлены в таблице 4.8.

Таблица 4.8 – Значения прибавок к расчетной толщине

Наименование параметра	Значение
	Цилиндрическая обечайка	Днища
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, мм	С1 = 3	С1 = 3
Прибавка для компенсации минусового допуска, мм	С2 = 0,8	С2 = 0,8
Прибавка технологическая, мм	С3 = 0	С3 = 0
Сумма прибавок С2и С3 (прибавки учитываются в тех случаях, когда их суммарное значение превышает 5 % расчетной толщины Sцр или Sднр)	С2+С3 = 3 + 0,8 = 3,8 > 0,05 Sцр =0,05∙13,84 = 0,69	С2+С3 = 3 + 0,8 =3,8>0,05*Sднр= 0,05∙13,84 = 0,69
Сумма прибавок к расчетной толщине стенки, мм	Сц=С1+С2+С3= 3+ +0,8 +0 = 3,8	Сдн=С1+С2+С3=3+ + 0,8 + 0 = 3,8