Расчет фланцевого соединения на прочность - раздел Химия, Риформинг
...
Рисунок 2- Конструкция фланца
Толщина втулки, мм
где b – коэффициент, при РР =0,19МПа b = 1,5.
Высота втулки, мм
(4.15)
где i – уклон конической части втулки, i = 1/3.
hВ = 3
(24-16)=24 мм
Эквивалентная толщина втулки, мм
(4.16)
Диаметр болтовой окружности, мм
(4.17)
где dБ – диаметр болта, при РР < 2,5 МПа и D = 800 м dБ = 20мм, U = 4 мм;
Наружный диаметр прокладки, мм
;
где е – коэффициент е = 30
Наружный диаметр фланца, мм
(4.18)
где а – коэффициент а = 40
Округляем DН до числа кратного 10 мм. DН= 910мм
Средний диаметр прокладки, мм
; (4.19)
где b – ширина прокладки, b = 15мм
Количество болтов
(4.20)
где tШ – шаг расположения болтов, мм, tШ = 2,2 dБ
Округляем nБ до числа кратного 4. nБ = 40
Высота (толщина) фланца, мм
(4.21)
где lФ – коэффициент, при РР≤ 2 МПа, lФ = 0,32 – 0,38;
Округляем hФ до числа кратного 10 мм. hф = 40мм
Расстояние между опорными поверхностями болтового соединения, мм
(4.22)
где hП – высота прокладки, hП = 3 мм.
Равнодействующая внутреннего давления, МН
(4.23)
Реакция прокладки, МН
(4.24)
где m – коэффициент, для паронита и фторопласта m = 2,5,
b0 – эффективная ширина прокладки :
b0 = 
Усилие, возникающее от температурных деформаций, КН
(4.25) где aф = 16,6 ×10-6 1/0С, aБ = 13,3× 10-6 1/0С – соответственно коэффициенты линейного расширения материала фланцев (сталь В ст3 пс) и болтов (Сталь 35Л);
tф = 0,96 t = 0,96×50 = 480С – расчетная температура фланцев;
tБ = 0,95 t = 0,95×50 = 47,50С – расчетная температура болтов;
ЕБ = 1,9×105 МПа – модуль упругости болтов;
fБ = p×DБ/4 (мм2) – площадь поперечного сечения болта;
fБ = 3,14×900/4 = 706,5 мм2
УБ, УП, Уф – податливость, соответственно болтов, прокладки и фланцев, мм/Н
где lБ = lБ0 + 0,28dБ – расчетная длина болта, мм
где ЕП = 2000 МПа – модуль упругости прокладки из паронита;
где 
при 
;
ЕфЛ = 2×105 МПа ― модуль упругости материала фланца.
Коэффициент жесткости фланцевого соединения
(4.26)
Болтовая нагрузка в условиях монтажа до подачи внутреннего давления, КН
FБ1 = max 
; (4.27)
где q = 20 МПа – расчетное давление для паронита.
FБ1= 0,5×3,14×855×6,01×20 = 161,35КН
FБ1= 1,8×516,5+36,3 = 966КН
Принимаем FБ1= 966КН
Болтовая нагрузка в рабочих условиях, КН
FБ2 =FБ1 + (1 – kЖ)×FД + Ft;
FБ2 = 966 + (1 – 1,8)×516,5 + 162,02 = 610,72КН
Приведенный изгибающий момент, Н×мм
М0 = max 
(4.28)
где [s]200 = 160 МПа, [s] = 150 МПа – соответственно допускаемые напряжения для материала фланца при 200С и 500С.
М0 = 0,5×[(900−855)×610,72×103+(855−800−14)×516,5×103]
×160/1,066= 2595,1КН×мм
Проверяем прочность и герметичность соединения
(4.29)
где [s]Б20 = 230 МПа, [s]Б = 229 МПа – допускаемые напряжения материала болта при 200С и 500С.
Условие прочности неметаллической прокладки из паронита
; (4.30)
.
где [qПР] = 130 МПа – допускаемые напряжения прокладки из паронита
Максимальное напряжение в сечении фланца, ограниченном сечением S1, МПа.
(4.31)
где Тф – коэффициент
(4.32)
Максимальное напряжение в сечении, ограниченном размером S0, МПа.
где Y3 – коэффициент, при b= 1,5 Y 3 = 1
Окружные напряжения в кольце фланца, МПа
(4.33)
где Y 2 = 9,6 – коэффициент.
Напряжения во втулке от внутреннего давления, МПа.
а) тангенциальное :
(4.34) 
б) меридиональное :
(4.35)
С = 0,002 м – припуск на коррозию.
Условие прочности для сечения S1 фланца.
; (4.36)
где [s]1 = 136 МПа – допускаемое напряжение для Стали ВСТ 3пс при
t = 500С
Условие прочности для сечения S0 фланца.
(4.37)
где []0 = 0,002×Е = 380МПа – допускаемое напряжение для фланца в сечении S0.
Условие герметичности, определяемое углом поворота фланца
(4.38)
где [Q] = 0,009 рад – допускаемый угол поворота фланца.
Следовательно, выбранный фланец подходит по всем условиям. Принимаем фланец диаметром D = 910мм, материал фланца сталь В ст3 пс ГОСТ 12820-80 и болтов (Сталь 35Л) ГОСТ 24379.1-80.
4.6 Расчет сопряжения цилиндрической части аппарата с эллиптическим днищем 
Рисунок 3 - Схема нагрузки сопряжения
Уравнение совместимости деформаций
(4.39)
где 
соответственно, радиальные и угловые перемещения края цилиндрической обечайки под действием нагрузок Р, Q0, М0;
соответственно, радиальные и угловые перемещения края эллиптической обечайки под действием нагрузок Р, Q0, М0;
Подставляем значения деформаций в уравнение:
(4.40)
где R = 0,5D1; а = 0,5D1; b = 0,25D1
(4.41)
R = 0,5×3400 = 1700мм = а; b = 0,25× 3400 = 850мм
Суммарные напряжения на краю эллиптического днища, МПа
Меридиональные
(4.42)
Кольцевые
(4.43)
Суммарные напряжения на краю цилиндрической обечайки, МПа
Меридиональные
(4.44)
Кольцевые
(4.45)
Максимальные напряжения на краю:
Эллиптического днища, МПа
(4.46)
Цилиндрической обечайки, МПа
(4.47)
При t=50°C для Стали Вст 3пс [σ]к = 1,3[σ] = 1,3*136 = 176 МПа
Так как неравенства выполняются, то прочность сопряжения обеспечивается.
Как показали расчеты , напряжение в сопряжениях цилиндрических обечайках с эллиптическими днищами оказываются меньше , чем в сечениях оболочек , удаленных от места стыка . Это основное достоинство стандартных эллиптических днищ , широко используемых в химических аппаратах.
Все темы данного раздела:
Риформинг
Понижение температуры в выхлопной трубе первичного риформинга.
Установки обычно имеют температуру в трубе до 150ºC. В процессе реконструкции это осуществляется нескол
Понижение соотношения пар- углерод
Потребности в тепле при удалении СО2 могут быть снижены . В результате этого , может быть снижено содержание пара в технологическом газе .
Катализатор риформинга и печь могут ра
Установка рекуперации продувочного газа
Превращение водорода в аммиак может быть усовершенствовано путем монтажа установки для рекуперации продувательного газа, с помощью которой достигается полное превращение водорода в
Патентный поиск
Произведен патентный поиск за период 2000-2004 годы.
Наибольший интерес представляют следующие патенты и изобретения:
04.17-19И.127П. Насадка из вспененных материалов с от
И.92.Запорно-регулирующие вентили для абразивных и агрессивных сред .
Фирма предлагает широкий ассортимент вентилей с ручным приводом условным диаметром 25-300 мм : для работы в установках пожаротушения , использующих морскую воду ; для работы в абразивных средах ; д
Аналитический обзор
В производствах аммиака для очистки конвертированного газа от диоксида углерода на всех агрегатах АМ-70 , АМ-76 применялся и применяется 20% - ный водный раствор моноэтаноламина (МЭА), являющийся х
Описание технологической схемы
Регенерация раствора проводится в 2-х параллельно работающих регенераторах-рекуператорах , сообщенных уравнительными коллекторами по парогазовой смеси и раствору , с распределением
Расчет и подбор условного сечения трубопровода
Исходные данные :
-длина трубы l = 6 м
-расход транспортного раствора V = 50 м3/час
-плотность транспортного раствора p=1043 кг/м3 (мало зависит от
Расчет размеров фундамента
Исходные данные
a = 2,8 м - габаритные размеры фундаментов в плане
b = 2,35 м - габаритные размеры фундаментов в плане
c = 1,4 м - габаритные размеры фундамент
Расчет корпуса обечайки на прочность угольного адсорбера.
Исходные данные :
Рраб = 0,6 МПа
Рпр = 0,9 МПа
tраб=50°C
Q =32 т
Е=1,95*10-5 МН/м2
Расчет стенки горловины и днища обечайки
Толщина стенки горловины обечайки , мм
Sг = 0,55Рпр
Расчет опор обечайки
Нагрузка на одну опору , Н
Q=G/z , (4.7)
где G – вес обечайки вместе со средой , Н
G=313920 Н
z- число опор
z= 3.
Q=313920/3=104640 Н
Расчет патрубка обечайки
Толщина эллиптического днища стенки
Sэ.д.= РпрR1/ (2[σ]
Расчет стенки обечайки
Толщина стенки аппарата определяется по формуле (4.1)
S1 =+0,3 = 0,0045м
Расчет стенки горловины и днища обечайки .
Толщина стенки горловины обечайки определяется по формуле (4.3) , мм
Sг = 0,550,6
Расчет опор обечайки .
Нагрузка на одну опору , Н
Q=G/z ,
где G – вес обечайки вместе со средой , Н
G=19130 Н
z- число опор
z= 4.
Q=19130/4 = 4782 Н
Толщина
Расчет патрубка обечайки
Толщина эллиптического днища определяется по формуле (4.13)
Sэ.д.= 0,60,8/ (2
Расчет укрепления отверстий в корпусе .
Наибольший диаметр отверстий в днище корпуса , не требующий дополнительного укрепления , мм
dдоп = 2[(S
Площадь сечения оболочки участвующая в укреплении .
Fо = 2lк ( Sр – С- S
Расчет фланцевого соединения на прочность
Рисунок 5 - Конструкция фланца
Толщина втулки, мм
Расчет сопряжения цилиндрической части аппарата с эллиптическим днищем
Рисунок 6 - Схема нагрузки сопряжения
Уравнение совместимости деформаций определяется по формулам (4.39) , (
Расчет гидравлического сопротивления угольного адсорбера
Исходные данные :
расход раствора МДЭА через адсорбер
Q = 30 м3/час и 70 м3/час
средняя температура ≈ 50 ºC
плотность раствора p
Расчет гидравлического сопротивления волокнистого фильтра для очистки раствора МДЭА от твердых взвешенных частиц
Исходные данные:
расход раствора –70 м3/час
средняя температура раствора –50ºС
плотность раствора –1045 кг/м3
вязкость раствора –0,029
Индивидуальный метод ремонта
Планирование и организация ремонта запорной арматуры производится по графикам ремонта технологических установок и объектов предприятия .
Объем работ по ремонту запорной арматуры на техноло
Узловой метод ремонта
Одним из направлений дальнейшего совершенствования организации ремонта запорной арматуры является применение узлового метода ремонта с максимальным использованием его преимуществ:
Общие технические требования
После разборки арматуры узлы и детали очищаются от грязи, ржавчины , остатков нефтепродуктов и моются .
Для мойки деталей рекомендуются водные растворы препаратов. Температура применяемых
Корпусные узлы
Характерными дефектами корпусных узлов (корпусов , крышек , стоек) являются :
-трещины
-коррозионный и механический износ
-раковины
-поры
-рыхлости
Уплотнительные кольца
Наиболее часто встречающимися дефектами указанных деталей являются :
-трещины
-раковины
-отколы
-коррозионный и механический износ.
Выявление дефектов п
Шпиндели
Дефектами шпинделей являются глубокие риски , забоины , трещины , отколы коррозионный и механический износы , вмятины , заусеницы и выкрашивания . Выявление дефектов производится осмотром и измерен
Гайки шпинделей
Дефектами гаек шпинделя являются трещины , отколы , износ рабочих поверхностей , выявляемых внешним осмотром и измерением .
Гайки шпинделя , имеющие трещины , отколы , износы шпоночных паз
Сальниковые втулки , маховики , нажимные фланцы сальников
Сальниковые втулки при наличии задиров , коррозии , вмятин на внутренней и наружной поверхности глубиной более 0,5мм ремонту не подлежат . Смещение (эксцентриситет) оси внутреннего диаметра втулки
Подшипники
В арматуре применяются подшипники качения или скольжения . В подшипниках качения не допускаются следующие дефекты :
-трещины, выкрашивание металла
-шелушение металла, чешуйчатые о
Ремонт деталей арматуры
Арматура в процессе ремонта должна проходить ревизию.
Материалы изготавливаемых при ремонте деталей по химсоставу, механическим свойствам и условиям применения должны быть не ниже применяе
Ремонт корпусов и крышек
На литых стальных корпусных деталях допускается исправление сваркой :
-единичных (до 2шт.) раковин, пор , трещин
-глубоких забоин на поверхностях привалки фланцев
-дефект
Ремонт клиньев, клапанов и захлопок
Трещины, раковины, отколы, коррозионный и механический износ и другие дефекты на стальных деталях могут устраняться сваркой.
Уплотнительные поверхности запирающих узлов должны притираться
Ремонт шпинделей
Риски, задиры, забоины на цилиндрической части шпинделя глубиной не более 0,5 мм устраняются шлифовкой. При удалении дефекта шлифуется цилиндрическая часть шпинделя и поверхность ходовой резьбы и и
Сальника и крышки
Незначительные заусенцы и вмятины глубиной не более 0,5мм на ходовой и метрической резьбе гайки шпинделя допускается устранять запиловкой и зачисткой .
При износе шпоночного паза допускает
Технические требования при сборке
Перед сборкой все детали должны быть очищены от загрязнения , заусеницы сняты и острые кромки притуплены .
После ремонта (наплавки , проточки , приточки , притирки ) уплотнительные поверхн
Испытание арматуры
Арматура после ремонта должна быть подвергнута следующим испытаниям :
-на плотность и прочность всех деталей , находящихся под давлением
-на герметичность соединений , сальниковых
Автоматизация производства
В химической промышленности комплексной механизации и автоматизации уделяется большое внимание. Это объясняется сложностью и чувствительностью к нарушениям технических процессов, вредностью условий
Автоматизированная система управления производством
Внедрение АСУТП в производство обеспечивает: сокращение потерь от брака и отходов, уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий, увел
Безопасность жизнедеятельности
9.1 Общая характеристика безопасности отделения регенерации МДЭА-растворов очистки газа от диоксида углерода в производстве
аммиака « АМ-76 » ОАО «Череповецкий «Азот»
Полная безоп
Защита от статического электричества
Искры разрядов статического электричества являются источником пожаров и взрывов. Под статическим электричеством понимают электрические заряды, образующиеся в результате трения диэлектрика о проводн
Молниезащита
Молниезащита – комплекс защитных мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от разрядов
Газовые выбpосы в атмосфеpу
Газовые выбpосы в атмосфеpу pазделяются на:
- постоянные газовые выбpосы в атмосфеpу, обусловленные ведением ноpмального технологического пpоцесса
- пеpиодические газовые выбpосы
Сточные воды
Для обеспечения надежности охpаны водных pесуpсов пpи аваpийных ситуациях и остановках на pемонт агpегатов пpедусмотpено наличие аваpийных и дpенажных емкостей. Все вpедные стоки на
Твердые отходы
Отpаботанные катализатоpы пpоцессов сеpоочистки, конвеpсии метана, конвеpсии оксида углеpода, метаниpования и синтеза аммиака отпpавляются на пеpеpаботку.
Количественный и
Расчет капитальных вложений
Расчет технико-экономической эффективности имеет важное значение при обосновании целесообразности модернизации машин, технологических линий ТО и Р Новая техника должна обеспечивать увеличение произ
Расчет эксплутационных расходов
1) Принимаем повременно – премиальную форму оплаты труда.
,
где Р4, Р5
Доплата по районному коэффициенту
,
где Zрк – размер доплаты за районный коэффициент (25%).
Амортизационные отчисления на оборудование
(11.13)
где Н – норма амортизации (7,7÷14,3%); принимаем 8%
К1 – стоимость оборудования до
Расходы на электроэнергию
,
где Цэл – цена 1кВт/час электроэнергии (1,026руб)
Росв – расход электроэнергии на осв
Прочие расходы
(11.20)
где Зв – расходы на воду
Удельные эксплутационные расходы
(11.23)
где А – производительность агрегата до и после реконструкции
Годовой экономический эффект, капитальные вложения на реконструкцию и срок окупаемости.
1) Годовой экономический эффект
(11.24)
где Ен – нормальный коэффициент эффективности капитальных
Фондовооруженность
(11.28)
Новости и инфо для студентов