МИНОБРНАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» Бугульминский филиал Контрольная работа по дисциплине ____________________________________________________ Группа _____________ Студент ____________ _________________________ Фамилия И.О. (подпись) Преподаватель ___________ __________________________ (подпись) Фамилия И.О. Оценка _________________________ Дата ___________________________ Регистрационный № ____________ дата регистрации____________________ Адрес электронной почты студента ___________________________________ Бугульма – 20__ 2 Последние цифры зачетной книжки: 71 Емкостной расчет горизонтального аппарата Сосуды и аппараты в рабочем состоянии находятся под воздействием избыточного давления, высоких температур, и коррозионным воздействием среды. При проектировании аппаратов работающий под внутренним давлением, необходимо произвести расчет по ГОСТ 52857.1 – ГОСТ Р 52857.10. Исходные данные Давление условное Pу = 1,60 Мпа Диаметр условный Dу = 1600,00 мм Материал 09Г2С Расчетная температура t = 150,00 0С Решение: 1. По формуле (1) определим прибавка для компенсации коррозии с1, мм: с1 = 𝑁 ∙ 𝑣 = 20 ∙ 0,1 = 2 мм где (1) N - назначенный срок службы, лет. Принимаем N=20 лет; v - скорость коррозии, мм/год. Принимаем v не более 0,1 мм/год. 2. По формуле (2) определим прибавку с учетом допусков и компенсации коррозии, мм: с = с1 + с2 = 2 + 0,8 = 2,8 где (2) с1 – прибавка для компенсации коррозии, мм; с2 - минусовой допуск, мм. Данный коэффициент необходим для учета допусков листового проката и труб. Для листового проката с2 = 0,8 3 мм. Для труб минусовой допуск определяется по таблице 3 ГОСТ 873278. 3. По формуле (3) рассчитаем толщину стенки аппарата: 𝑆𝑅 = где 𝑃р ∙𝐷 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р 1,60∙1600,00 +с= 2∙171,00∙1,00−1,60 + 2,80 = 10,32 мм (3) Рр – расчетное давление, МПа; D – внутренний диаметр аппарата, мм; [σ]t – допускаемое напряжение, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры по таблицам обязательного приложения А ГОСТ Р 52857.1-2007; φ – коэффициент прочности сварных швов, принимаем равный единице; с – прибавка, мм. После расчета SR, толщина стенки Sобечайки принимается из стандартного ряда равной 12,00 мм. 4. После выбора толщины стенки рассчитываем по формуле (4) допускаемое внутренне избыточное давление, действующее на корпус [P], МПа. [𝑃] = 2∙(𝑆−𝑐)∙𝜑∙[𝜎]𝑡 𝐷+(𝑆−𝑐) ≥ 𝑃р = 2∙(12,00−2,80)∙1,00∙171,00 1600,00+(12,00−2,80) = 1,96 (4) 5. По формулам (5 - 13) рассчитаем толщину стенки патрубков: 𝑆1𝑅 = 𝑃р ∙(𝑑+2∙𝑐) 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р +𝑐 = 1,60∙(408,00+2∙3,35) 2∙171,00∙1,00−1,60 + 3,35 = 5,30 мм (5) 4 В соответствии с ГОСТ 8732-78 выбираем толщину стенки патрубка 1 – 9,00 мм. 𝑆2𝑅 = 𝑃р ∙(𝑑+2∙𝑐) 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р +𝑐 = 1,60∙(309,00+2∙3,20) 2∙171,00∙1,00−1,60 + 3,20 = 4,68 мм (6) В соответствии с ГОСТ 8732-78 выбираем толщину стенки патрубка 2 – 8,00 мм. 𝑆3𝑅 = 𝑃р ∙(𝑑+2∙𝑐) 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р +𝑐 = 1,60∙(359,00+2∙3,35) 2∙171,00∙1,00−1,60 + 3,35 = 5,07 мм (7) В соответствии с ГОСТ 8732-78 выбираем толщину стенки патрубка 3 – 9,00 мм. 𝑆4𝑅 = 𝑃р ∙(𝑑+2∙𝑐) 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р +𝑐 = 1,60∙(259,00+2∙3,05) 2∙171,00∙1,00−1,60 + 3,05 = 4,30 мм (8) В соответствии с ГОСТ 8732-78 выбираем толщину стенки патрубка 4 – 7,00 мм. 𝑆5𝑅 = 𝑃р ∙(𝑑+2∙𝑐) 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р +𝑐 = 1,60∙(207,00+2∙2,90) 2∙171,00∙1,00−1,60 + 2,90 = 3,90 мм (9) В соответствии с ГОСТ 8732-78 выбираем толщину стенки патрубка 5 – 6,00 мм. 𝑆6𝑅 = 𝑃р ∙(𝑑+2∙𝑐) 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р +𝑐 = 1,60∙(158,00+2∙2,75) 2∙171,00∙1,00−1,60 + 2,75 = 3,52 мм (10) В соответствии с ГОСТ 8732-78 выбираем толщину стенки патрубка 6 – 5,00 мм. 5 𝑆7𝑅 = 𝑃р ∙(𝑑+2∙𝑐) 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р +𝑐 = 4,00∙(50,00+2∙2,53) 2∙171,00∙1,00−4,00 + 2,53 = 3,18 мм (11) В соответствии с ГОСТ 8732-78 выбираем толщину стенки патрубка 7 – 3,50 мм. 𝑆8𝑅 = 𝑃р ∙(𝑑+2∙𝑐) 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р +𝑐 = 4,00∙(50,00+2∙2,53) 2∙171,00∙1,00−4,00 + 2,53 = 3,18 мм (12) В соответствии с ГОСТ 8732-78 выбираем толщину стенки патрубка 8 – 3,50 мм. 𝑆9𝑅 = 𝑃р ∙(𝑑+2∙𝑐) 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−𝑃р +𝑐 = 1,60∙(106,00+2∙2,60) 2∙171,00∙1,00−1,60 + 2,60 = 3,12 мм (13) В соответствии с ГОСТ 8732-78 выбираем толщину стенки патрубка 9 – 4,00 мм. 6. По формулам (14) и (15) рассчитаем толщину стенки эллиптического днища: 𝑅= где 𝐷2 4∙ℎв = 1600,002 4∙400,00 = 1600,00 мм (14) R - радиус кривизны в центре днища (внутренний); ℎв - внутренняя высота эллиптического днища по ГОСТ 6533-1978. 𝑆𝑅 = 𝑃р ∙𝑅 2∙[𝜎]𝑡 ∙𝜑−0,5∙𝑃р +𝑐 = 1,60∙1600,00 2∙171,00∙1,00−0,5∙1,60 + 2,80 = 10,30 мм (15) 6 После расчета принимаем Sднища округляя SR до ближайшего значения согласно ГОСТ 6533-1978 – 12,00 мм. 7. По формуле (16) рассчитываем внутренне избыточное давление, действующее на днище: [𝑃] = 2∙(𝑆−𝑐)∙𝜑∙[𝜎]𝑡 𝑅+0,5∙(𝑆−𝑐) = 2∙(12,00−2,80)∙1,00∙171,00 1600,00+0,5∙(12,00−2,80) = 1,96 Мпа (16) Избыточное давление [P] ≥Pр. 8. Для проверки на прочность и герметичность на заводе изготовителе проводят гидроиспытание. Все штуцера аппарата заглушают, заполняют водой и постепенно давление поднимают до давления гидроиспытания Р ГИ. Выдерживают в течении 10 мин. Для емкостных аппаратов, 60 минут для теплообменных аппаратов. После этого давления снижают до Рр, проводят осмотр на отсутствие деформаций, течей, испарин и прочее. По формуле (17) рассчитаем давление гидроиспытания: 𝑃ГИ = 1,25 ∙ 𝑃р ∙ где [𝜎]20 [𝜎]𝑡 = 1,25 ∙ 1,60 ∙ 196,00 171,00 = 2,29 МПа (17) [σ]20 – допускаемое напряжение материала при 200 С, МПа; [σ]t – допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа. Таблица 1 – Основные расчетные величины Внутренний диаметр, мм Обечайки корпуса Днища Патрубок штуцера dу 400 Патрубок штуцера dу 350 Патрубок штуцера dу 300 Патрубок штуцера dу 250 Патрубок штуцера dу 200 Патрубок штуцера dу 150 Патрубок штуцера dу 100 Патрубок штуцера dу 50 Dу = 12,00 Dу = 12,00 d = 9,00 d = 9,00 d = 8,00 d = 7,00 d = 6,00 d = 5,00 d = 4,00 d = 3,50 Давление расчетное, Мпа Температура расчетная, °С Коэффициента прочности сварного шва Допускаемое напряжение материала при 20 °С, МПа Допускаемое напряжение материала при t °С, МПа Давление гидроиспытания, МПа Изм. Лист № докум Антонов В.В. Разраб Пров Маякин К.Ю. Н. Контр. Утв Подпись Дата Прибавка на коррозию с учетом минусового допуска, мм 2,80 2,80 3,35 3,35 3,20 3,05 2,90 2,75 2,60 2,53 1,60 150,00 1,00 196,00 171,00 2,29 Группа № 1608 Емкость Литера y Лист 1 Листов 3 БФ КНИТУ Группа № 1608 Группа № 1608 Таблица 2 – Таблица штуцеров Обозначение Назначение Наружный диаметр Проход Давление и Кол. условный, условное толщина Dу, мм Pу, МПа стенки патрубка, мм Вход нефтегазовой 1 400 1,60 смеси Г1 Выход газа 1 300 1,60 Д1 Выход нефти 1 350 1,60 У1 Для очистки 1 250 1,60 Для Ж1 предохранительного 1 200 1,60 клапана Б1 Для дренажа 1 150 1,60 И1 Для датчика уровня 1 50 4,0 * Для регулятора К1, К2 2 50 4,0 * уровня М1 Для пропарки 1 100 1,60 *Для штуцеров Dу 50 и менее принимаем давление 4,0 Мпа А1 Таблица 3 Толщина стенки корпуса, мм Толщина стенки днища, мм Давление гидроиспытания, МПа 426 и 9,00 325 и 8,00 377 и 9,00 273 и 7,00 219 и 6,00 168 и 5,00 57 и 3,50 57 и 3,50 114 и 4,00 12,00 12,00 2,29 Лист Изм. Лист № докум Подпись Дата Группа № 1608
