2.4 Випробування колони

_{Нові колони, а також колони, корпуси яких піддавалися значному ремонту, опресовують при локальних ремонтах корпусу, в, малих розмірах обмежуються перевіркою на герметичність. Виняток становлять спеціальні колони, які за правилами Держгірпромнагляду опресовують при кожному розтині.}

_{Опресовування з метою перевірки міцності і щільності апарату проводиться на пробний тиск, величина якого встановлюється залежно від робочого тиску і вказується в паспорті або технологічній карті. Найбільш поширене гідравлічне опресовування, яке полягає в наступному. У колону нагнітають воду при відкритому на самій верхній точці апарату душнику. Поява води у душнику свідчить про заповнення колони. Закривши душник, в колоні поволі підвищують тиск, поки воно не досягне величини тиску опресовування. При такому тиску апарат витримують протягом 5 хв., після чого тиск поволі знижують до робочого і приступають до огляду корпусу, одночасно обстукуючи зварні шви молотком вагою 0,5—1,5 кгс.}

_{При гідравлічного опресовування високих колонних апаратів слід враховувати величину гідростатичного стовпа води, опресовування, тому перед опресовуванням по паспорту або розрахунком перевіряють допустимість гідравлічного випробування в робочому положенні. Воно може проводитися, якщо навантаження на стінку нижнього поясу апарату від суми пробного тиску і тиску стовпа рідини не перевищує 0,8 величини межі текучості металу корпусу при температурі опресовування.}

_{У тих випадках, коли ця умова не виконується або виникає небезпека перевантаження фундаменту апарату, по дозволу і у присутності інспектора Держгірпромнагляду можна проводити опресовування колон повітрям або інертним газом. До пневматичного опресовування вдаються також тоді, коли за умовами технологічного процесу присутність води в колоні може викликати аварію при виході її на робочий режим.}

_{Пневматичне опресовування вимагає дотримання особливих запобіжних засобів. Зокрема, перед опресовуванням повітрям необхідно переконатися в повній відсутності в апараті вибухо- і пожежонебезпечних рідин, пари і газів. Для цього колону заздалегідь продувають інертним газом або водяною парою. Апарат, що знаходиться під тиском повітря, обстукувати молотком не можна; зварні шви обстукують до початку опресовування. В момент підвищення тиску стояти поблизу апарату не дозволяється.}

_{Вакуумні колони піддають гідравлічному випробуванню на пробний тиск 2 кгс/см або пневматичному на тиск 1,1 кгс/см . Колони, що працюють при атмосферному тиску, як правило, піддають випробуванню шляхом заливки води.}

_{При перевірці зварних швів змазуванням гасом протягом 20—40 хв. (залежно від товщини кожного шва) стежать за появою плям на змащеній крейдою протилежній (звичайно зовнішньої) його стороні.}

3 Міцневі розрахунки колони

3.1 Розрахунок товщини стандартної еліптичної кришки

Найбільшого застосування в колонних апаратах набули еліптичні днища й кришки (ГОСТ 6533), які мають форму еліпсоїда обертання. Для зниження напружень у місці з'єднання кришки й днища з фланцем або корпусом кришки й днища виконують відбортованими, тобто з циліндричним бортом висотою 25-120мм. Найчастіше днище приварюють до обичайки корпуса, а кришку роблять знімною за допомогою фланцевого з єднання її з обичайкою корпуса.

Вихідні дані.

Границя міцності матеріалу [] = 147 МПа

Додаток до товщини стінки на корозію та ерозію С₁ = 0,007 мм

Додаток на мінусовий допуск С₂ = 0 мм

Радіус еліпса R = 2500 мм

Опишемо результати розрахунків, що містять елементи порядку розрахунку. Схема розрахунку еліптичної кришки представлена на рисунки 3.1

Рисунок 3.1 - Схема до розрахунку еліптичної кришки.

Товщина стінки S_R :

(3.1)

Допустимий тиск

(3.2)

де Р_R=1.5 МПа – розрахунковий тиск;

R=D²/4Н – радіус кривизни;

σ_доп.-115 Мпа – допустиме напруження;

φ=1 – коефіцієнт міцності шва;

с=0,002 м – прибавка до розрахункової товщини для компенсації корозії;

с₁- додаткова надбавка для округлення до стандартої при розрахунку товщини листа.

Приймаємо плоску еліптичну кришку.