Допускаемое напряжение

Допускаемое напряжение [ s ] определяют по формуле

[ s ]=h× [ s ^*] (1.2)

где h - поправочный коэффициент, равный 0, 9 для аппаратов, содержащих взрыво- и пожароопасную или токсичную среду. Для других случаев он равен 1.; [ s ^*]-нормативное допускаемое напряжение. Значение его для многих материалов принимают по табличным данным (Приложение 10).

В случае отсутствия справочных данных нормативное допускаемое напряжение определяют следующим образом:

а) если расчетная температура не превышает для углеродистых сталей 380⁰ C, для низколегированных 420⁰ С, для аустенистых (высоколегированных) 525⁰ С. За нормативное допускаемое напряжение [ s ] принимают меньшее из двух значений:

или ; (1.3)

б) если расчетная температура превышает величины, указанные в п." а", за нормативное допускаемое напряжение принимают меньшее из двух значений:

или , (1.4)

где s _в- предел прочности при расчетной температуре, но не выше, чем при 20⁰ С, поскольку пуск аппарата осуществляется при температуре окружающей среды; s _т- предел текучести при расчетной температуре; s _g - предел длительной прочности при расчетной температуре; n_в, n_т, n_g - соответствующие коэффициенты запаса прочности;

n_в ³ 2, 6; n_т ³ 1, 5; n_g ³ 1, 5.

Для определения механических характеристик углеродистых сталей при расчетной температуре можно воспользоваться табл. 1.1.

В этой таблице значения величин, характеризующих механические свойства стали при температуре 20⁰С, приняты за h = 1, 0.

Таблица 1.1

Влияние температуры на механические свойства сталей,

содержащих до 0, 4% углерода [2]

Итак, в рассматриваемом случае

Мпа, МПа

и с учетом табл. 1.1

[ s ^*] = 1 × 146 = 146 МПа, [ s ^*] = 0, 85 × 140= 119 МПа.

Для последующего расчета принимаем наименьшее [ s ^*] = 119 МПа, тогда допускаемое напряжение [ s ] будет равно

[ s ] = 0, 9 × 119 = 107, 1 МПа

Учитывая, что продольные и поперечные швы обечаек стальных аппаратов должны быть только стыковыми и, предполагая двухстороннюю сварку, выполненную автоматически, принимаем j = 1.

Величину прибавки на коррозию, учитывая коррозионность среды, принимаем равной 3 мм.

Теперь имеем данные для определения толщины стенки колонны

м.

Принимаем ближайшую большую толщину листа по сортаменту 16 мм.

Рекомендуемый сортамент листовой стали:

4 мм, 5 мм, 6 мм, 8 мм (далее через 2 мм до 50 мм),

от 50 до 100 мм через 5 мм.

Учитывая, что наряду с внутренним давлением аппарат испытывает дополнительные нагрузки, такие, как ветровая, вес внутренних устройств, вес площадок обслуживания и т.д., толщина обечайки в нижней части аппарата должна быть увеличена. Эта добавка DS принимается в зависимости от высоты колонны согласно табл. 1.2.

Таблица 1.2

Величина добавки DS

В рассматриваемом случае высота колонны примерно равна 20 м, следовательно, DS = 2 мм.

Тогда толщина обечайки внизу колонны равна

S_н = 16 + 2 = 18 мм.

Примем эту же толщину обечайки для верха колонны.