Технология производства катализатора дегидрирования изоамиленов в изопрен

6. Расчетная температура стенок, 200⁰С;

7. Допускаемое напряжение материала при расчетной температуре, 200⁰С:

• для сталей 12Х18 Н10Т, 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т - [d]= 140 МПа;

• для стали ВСт3сп5 - [d]= 126 МПа;

 

     5.3.2 Расчет обечайки, корпуса, работающей под внутренним давлением

     Толщину стенки обечайки, работающей под внутренним давлением определяем по формулам:

 

       (5.1)

       (5.2)

 

     Расчетные формулы (5.1) и (5.2) применены, когда 

 

      , (5.3)

 

     где jр - коэффициент прочности продольного сварного шва цилиндрической обечайки,

     jр = 0,9;

     S – исполнительная толщина стенки обечайки;

     С – сумма прибавок к расчетным  толщинам стенок, определяется по формуле:

     С= С₁ + С₂ + С_3, (5.4)

     где С₁ – прибавка для компенсации коррозии, С₁ = 0,

     С₂ – прибавка для компенсации минусового допуска листа, С₂ = 0,0008 м;

     С₃ – прибавка технологическая, С₃ = 0.

     С = С₂ = 0,0008м

      ;

      м,

      м.

 

     5.3.3 Расчет обечайки корпуса, работающей под наружным давлением

     Толщину стенки обечайки, работающей под наружным давлением, приближенно определяем по формулам (5.5) и (5.6) с последующей проверкой по формуле (5.7):

 

       (5.5)

       (5.6)

 

     где коэффициент К₂ определяется по номограмме,

     С = 0,0008 м – сумма прибавок к расчетным  толщинам стенок, определяемая по формуле (5.4),

     

     где Е – модуль продольной упругости  при расчетной температуре.

     Для сталей 12Х17Н10Т, 10ХПН13М2Т и 10Х17Н13М3Т

     Е = 0,198 × 10⁶ МПа

       м; м;

      ; ;

      м;

      м;

      м

     Принимаем м.

     Допустимое  наружное давление определяется по формуле:

 

       (5.7)

 

     где допускаемое давление из условия  прочности определяется по формуле:

 

      , (5.8)

 

     а допускаемое давление из условия  устойчивости в пределах упругости  определяется по формуле:

 

       (5.9)

     Где (5.10)

 

      Расчетные формулы применены, когда 

 

       (5.11)

 

       0,006<0.1

     

     Принимаем

     

     

       МПа

 

     5.3.4 Расчет обечайки рубашки, работающей под внутренним давлением

     Толщину стенки обечайки, работающей под внутренним давлением, определяем по формулам:

 

       (5.12)

       (5.13)

 

     Расчетные формулы (5.11) и (5.12) применены, когда

 

      , (5.14)

 

      где - коэффициент прочности продольного сварного шва цилиндрической обечайки,

      = 0,9;

     S₁ - исполнительная толщина стенки обечайки рубашки;

     С – сумма прибавок к расчетным толщинам стенок определяется по формуле (5.4),

     где С₁ = 0,001м; С₂ = 0,0008м; С₃ = 0; С = 0,0018м;

      ; 0,0036<0,1

      м,

       м.

     Принимаем м.

 

     5.3.5 Расчет днища корпуса, работающего под внутренним давлением

     Толщина стенки днища корпуса, работающего под внутренним давлением, определяем по формулам:

 

      ; (5.15)

       (5.16)

 

     Расчетные формулы (5.15) и (5.16) применены, когда

 

       и  , (5.17)

 

     где R- радиус кривизны в вершине днища по внутренней поверхности;

     R = D = 1,6м – для эллиптических днищ с Н = 0,25 D;

     Н – высота выпуклой части днища  без учета цилиндрической части, Н = 0,4м;

     j - коэффициент прочности сварного шва, j = 0,9;

     S² –исполнительная толщина стенки днища;

     С – сумма прибавок расчетным толщинам стенок определяется по формуле (5.4),

     С = 0,0008м;

      ; 0,002<0.005<0.1

      ; 0,2<0.25<0.5

       м;

       м.

 

     5.3.6 Расчет днища корпуса,  работающего под  наружным давлением

     Толщину стенки корпуса, работающего под  наружным давлением, приближенно определяется по формулам (5.18) и (5.19) с последующей проверкой по формуле (5.20):

 

       (5.18)

       (5.19)

 

     Для предварительного расчета К₂ принимается равным 0,9 для эллиптических днищ

       м;

 

       м;

       м

     Принимаем м

     Допускаемое наружное давление следует рассчитывать по формуле:

 

      , (5.20)

 

     где допускаемое давление из условия прочности

 

      , (5.21)

 

     а допускаемое давление из условия  устойчивости в пределах упругости

 

       (5.22)

 

     Коэффициент К_э определяется по формуле (5.23) в зависимости от отношения

 

       и

       (5.23)

     где (5.24)

 

     

      ;

       МПа;

       МПа;

       МПа

 

     5.3.7 Расчет днища рубашки, работающего под внутренним давлением

     Толщина стенки днища рубашки, работающего  под внутренним давлением, определяем по формулам:

 

      ; (5.25)

       (5.26)

 

     Расчетные формулы (5.25) и (5.26) применены, когда

 

       и , (5.27)

 

     где R – радиус кривизны в вершине днища по внутренней поверхности;

     R = D₁ = 1,7м – для эллиптических днищ с Н = 0,25D₁;

     Н – высота выпуклой части днища без учета цилиндрической части, Н = 0,425м;

     j - коэффициент прочности сварного шва, j = 0,9;

     S₃ – исполнительная толщина стенки днища;

     С – сумма прибавок к расчетным  толщинам стенок определяется по формуле (5.4),

     где С₁ = 0,001м; С₂ = 0,0008м; С₃ = 0; С = 0,0018м;

      ; 0,002<0,005<0,1

      ; 0,2<0.25<0.5

       м;

       м.

     Принимаем м.

 

     5.3.8 Расчет крышки аппарата, работающей под внутренним давлением

     Толщину стенки крышки аппарата, работающей под  внутренним давлением, определяем по формулам:

 

      ; (5.28)

       (5.29)

 

     Расчетные формулы (5.23) и (5.24) применены, когда

 

       и , (5.30)

 

     где R = D = 1,6м – радиус кривизны в вершине днища по внутренней поверхности;

     Н = 0,4м – высота выпуклой части  днища без учета цилиндрической части;

     j =0,9 - коэффициент прочности сварного шва;

     С = 0,0008м – сумма прибавок к расчетным  толщинам;

     S₄ = 0,01м – исполнительная толщина стенки крышки;

      ; 0.002<0.006<0.1

      ; 0.2<0.25<0.5

      м;

      м

     Принимаем м.

 

     5.3.9 Расчет укрепления отверстий в стенке крышки аппарата

     Наибольший  допускаемый диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного  укрепления, вычисляется по формуле:

 

      ; (5.31)

 

     где коэффициенты К₁ = 1,0; К₂ = 0,8;

     S_R – расчетная толщина стенки днища

     Расчетная толщина стенки эллипсоидальных днищ, работающих под внутренним давлением, вычисляется по формуле:

 

      ; (5.32)

 

      где р – расчетное внутреннее избыточное давление в аппарате, Р = 0,6МПа;

     j = 1 - коэффициент прочности сварного шва;

      [ ] - допускаемое напряжение для материала днища при расчетной температуре 200⁰С

       МПа;

     S = 0,01м – исполнительная толщина стенки днища;

     С – прибавка к расчетной толщине  для компенсации коррозии, С = 0;

     D_R = расчетный внутренний диаметр, укрепляемого днища.

     Для стандартных днищ при Н = 0,25D

     D_R – определяется по формуле:

 

      ; (5.33)

 

     где r – расстояние от центра укрепляемого отверстия до оси эллипсоидального днища