Обґрунтування робочого, розрахункового та номінального тиску апарату.

Конструювання об’ємного апарату з перемішуючим засобом

Обґрунтування робочого, розрахункового та номінального тиску апарату.

Робочим тиском (p) вважається максимально можливий надлишковий тиск, який виникає в ємності (апараті) при нормальному перебігу технологічного процесу (без врахування можливого тимчасового короткочасного перевищення тиску, що пов’язано з спрацюванням запобіжної арматури, та гідростатичного тиску). Якщо апарат працює під вакуумом, тоді робочим тиском є значення розрідження, яке в ньому створюється.

Значення тиску, яке підставляється в формули для оцінки товщини стінки ємності, називається розрахунковим (p_R). Як правило, розрахунковий тиск рівний робочому тиску. Але, не завжди. Так, якщо ємність призначена для заповнення рідиною та гідростатичний тиск є більшим за 5% робочого тиску, то гідростатичний тиск рідини повинен бути врахований в розрахунковому тиску.

Рекомендується наступні розрахункові тиски для апаратів:

Ø з робочим надлишковим тиском p>0.07 МПа, що обладнані запобіжними клапанами, p_r = 1.1∙p, но не менше p+0.2 МПа для пожежо-, вибухо-небезпечних або токсичних середовищ і не менше p+0.1 MПа для решти середовищ;

Ø з робочим надлишковим тиском p > 0.07 МПа, що обладнані запобіжними мембранами, p_r = 1.2∙p;

Ø з робочим надлишковим тиском p <= 0.07 МПа незалежно від типу запобіжних засобів і для будь-яких середовищ, крім вуглеводневих фракцій і других зріджених газів:

· при p = 0.05÷0.07 МПа – p_r=0.1 МПа;

· при p < 0.05 -- p_r=0.1 МПа;

· з вуглеводневими фракціями і другими зрідженими газами:

§ для фракцій С2 – p_r = 2.0 МПа;

§ для фракцій С₃ – на всмоктувальній лінії p_r = 1.6 МПа, на нагнітальній -- p_r = 2.0 МПа; для фракцій С₄ -- p_r = 1.6 МПа; для фракцій С₅ -- p_r = 0.3 МПа; для аміак -- p_r = 1.6 МПа; для фреона 12 -- p_r = 1.0 МПа; для сірчистого ангідриду -- p_r = 0.8 МПа; для хлористого метилу -- p_r = 0.9 МПа; для вуглекислого газу -- p_r = 7.6 МПа;

Ø апарати, що працюють без надлишкового тиску при об’ємі:

· менше 30 м³ -- p_r=0.01 МПа;

· більше 30 м³ -- p_r = 0.05 МПа;

Ø апарати, що працюють з вакуумом з залишковим тиском до 0,05 МПа, розрахунковим зовнішній тиск -- p_r = 0,1 МПа;

Умовним (номінальним) тиском (p_y або PN) називають надлишковий робочий тиск в апараті при температурі елементів апарату 20ºС (без врахування гідростатичного тиску). Для більш високих температур елементів апарату умовний тиск знижується відповідно до зменшення міцності конструкційного матеріалу. Номінальний (умовний тиск) використовується при апаратів та їх вузлів.

Нормативними документами регламентуються наступні значення умовних тисків для апаратів, МПа: 0,1; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,4; 10; 16; 20;

Пробним тиском p_ПР називають надлишковий тиск, при якому проводять випробовування апарату на міцніть та герметичність зразу після його виробництва і періодично при експлуатації апарату. Пробний тиск в апараті створюється водою (гідравлічне випробовування) або стисненим повітрям (пневматичне випробовування). З огляду на техніку безпеки переважно проводиться гідравлічне випробовування. Пневматичне випробовування ємкостей допускається лише в тих випадках, якщо апарат не можна заповнювати водою. Дані про повірку після виробництва так і при планових перевірках заносяться в паспорт апарату. Величина пробного тиску, при якому повинно проводитись випробовування регламентується нормативною документацією. Для всіх ємностей, за виключенням ємностей, що виготовлені литтям, величина пробного тиску визначається по формулі:

де [σ]₂₀, [σ]_t – допустиме напруження для матеріалу посудини або його елементів відповідно при температурі 20°С і розрахунковій температурі, МПа.

Гідравлічне випробовування ємностей, виготовлених литтям, повинно проводитись при пробному тиску:

Час витримки ємності під пробним тиском повинні бути не менше 10 хвилин при товщині стінки до 50 мм, не менше 20 хвилин при товщині стінки від 50 до 100 мм і не менше 30 хвилин при товщині стінки більше 100 мм.

Дата добавления: 2015-07-19