- •Расчет аппарата, нагруженного внутренним и наружным давлением Методические указания
- •Механике
- •1. Задачи курсового проектирования
- •2. Состав и содержание курсового проекта
- •2.1. Содержание и оформление расчетно-пояснительной записки
- •2.2. Содержание и оформление графической части
- •3. Расчет оболочек, нагруженных внутренним и наружным давлением
- •3.1. Выбор материала аппаратов.
- •3.2. Определение расчетных значений давлений, температур, допускаемых напряжений и модуля упругости применяемых материалов
- •3.3. Расчет элементов корпуса, нагруженного внутренним давлением
- •3.4. Расчет элементов корпуса, нагруженных наружным давлением
- •3.5. Фланцевые соединения
- •3.6. Расчет фланцевых болтов
- •3.7. Устройства для присоединения трубопроводов, осмотра и установки аппаратов
- •3.8. Опоры и лапы аппаратов
- •3.9. Перемешивающие устройства (мешалки)
- •4. Пример расчета вертикального аппарата, нагруженного внутренним и наружным давлением
- •4.1. Выбор материала для обечайки днища и крышки
- •4.2. Определение толщины стенки обечайки, днища, крышки из условия прочности при действии внутреннего давления.
- •4.3. Расчет элементов корпуса, находящихся под действием наружного давления, на устойчивость
- •4.5. Подбор лап вертикального аппарата
3.5. Фланцевые соединения
С помощью фланцев осуществляются разъемные соединения аппаратов и трубопроводов. Наибольшее распространение получили фланцы плоские с гладкой уплотнительной поверхностью рис.З.7,а и фланцы, приваренные встык с уплотнительной поверхностью выступ - впадина рис.3.7,б. Плоские приварные фланцы применяют главным образом при давлениях до 1,6МПа и температуре до 300. При более высоких давлениях и температурах предпочтение отдают фланцам, приваренным встык, которые имеют утолщенную шейку, придающую фланцу большую жесткость.
Рис.3.7. Фланцевые соединения.
Выбор фланцев. Фланцы являются деталями массового изготовления и их выбирают либо по ГОСТу, либо по нормалям (табл.5 и 6 приложения).
Присоединительные размеры фланцев всех типов унифицированы, что обеспечивает их взаимозаменяемость. Для того чтобы не изготовлять фланцы на любое давление и любой диаметр обечайки, весь непрерывный ряд давлений и диаметров разбит на ряд условных давлении и диаметров.
Ряд условных давлений установлен ГОСТом 9493-60. Некоторые из этих условных давлений, МПа(Н/мм2): 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,1; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0 и др. Если требуется выбрать фланец на давление, которого нет в ряду, то следует выбирать фланец на следующее большее давление.
С увеличением температуры механическая прочность стали понижается и допускаемые рабочие давления в аппаратах оказываются ниже условных. Иногда для аппаратов с высокой температурой среды приходится выбирать фланцы на большее условное давление. В табл.7 приложения приведены наибольшие рабочие давления в зависимости от температуры среды и материала фланца (ОСТ 26-427-79).
Рекомендуемые материалы для фланцев и крепежных деталей (болтов, гаек, шпилек) к ним приведены в табл. 7 и 8 приложения.
Ряд диаметров установлен ГОСТом 7617-67. Стандарт распространяется на цилиндрические сосуды и аппараты с внутренним диаметром до 2000 мм. Некоторые из этих диаметров, мм: 400; /450/; 500; 600; /650/; 700; 800; 900; 1000; 1200; /I300/; 1400; /I500/; 1600; /1700/; 1800; /I900/; 2000. Фланцы аппаратов с взрыво-, ядовито-и пожароопасными веществами рассчитываются на давление 1-1,6 МПа (Н/мм2), даже если давление в аппарате меньше. Фланцы, подобранные по ГОСТу или нормали, в расчете не нуждаются, их размеры таковы, что обеспечивается прочность и плотность соединения.
Прокладки обеспечивают герметичность фланцевого соединения. Так как прокладки изготовляют из материала более мягкого; чем материал фланцев, то при затягивании соединения они деформируются и заполняют все углубления и царапины на поверхности фланцев.
Материал прокладок следует выбирать в зависимости от свойств среды (агрессивности, температуры, давления), а также с учетом типа уплотнительной поверхности.
Наиболее распространены следующие прокладочные материалы: картон, резина, паронит, асбест, фторопласт, медь, алюминий, мягкая сталь и др. Картон примеряют при низких температурах и давлениях для воды и других нейтральных сред; паронит - для горячей воды, пара и многих химических веществ; резину - для кислых сред; металлические прокладки - для высоких давлений (табл. 3.2).
Таблица 3.2
Пределы применения покладочных материалов.
Прокладочный материал |
Наибольшая температура среды, |
Наибольшее давление в аппарате, Мпа (Н/мм) |
Картон асбестовый |
500 |
0,6 |
Асбестовый шнур прографиченый |
300 |
0,3 |
Резина |
65 |
1,0 |
Паронит |
490 |
6,4 |
Медь |
250 |
5,0 |
Алюминий |
150 |
2,5 |
Сталь углеродистая (0, 10, 15) |
450 |
Любое |
Сталь ХI8Н9Т |
600 |
Любое |
Асбестоалюминевые гофрированные |
500 |
4,0 |
Асбестостальные гофрированные |
500 |
4,0 |
Размеры неметаллических прокладок для аппаратов в зависимости от условного давления и типа уплотнительной поверхности фланцев приведены в двух исполнениях: I - для фланцев (рис. 3.7,б) с поверхностью шип - паз и выступ - впадина, II - для фланцев с гладкой поверхностью (рис. 3.7,а). Размеры асбометаллических прокладок приведены в табл.II приложения.
Рис. 3.8.