Отбраковочная толщина стенки сосуда это
Отбраковка элементов сосудов (аппаратов) давления производится согласно СТО-СА-03-004-2009 «Трубчатые печи, резервуары, сосуды и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Требования к техническому надзору, ревизии и отбраковке».
Элементы сосудов и аппаратов (в том числе и литых), определяющие их прочность, должны отбраковываться:
1) если при толщинометрии выявится, что под действием коррозии и эрозии уменьшилась толщина металла стенки (обечаек корпуса, днищ, крышек, заглушек, штуцеров и др.) до значений, определенных расчетами по действующим методикам (ГОСТ Р 52857.1¸12-2007. и др.) или по паспорту, с учетом всех действующих нагрузок (внутреннего или наружного давления, весовых, ветровых, сейсмических, температурных и пр.) без учета прибавки на коррозию (отбраковочный размер);
2) если расчетная толщина стенки (без учета прибавки на коррозию) оказалась меньше величины, указанной ниже, то за отбраковочный размер принимается величина:
– для обечаек и днищ сосудов (аппаратов) – 4 мм;
– для кожухотрубчатых теплообменных аппаратов (толщина стенок кожуха, распределительной камеры, обечайки крышки и днища) – в соответствии с таблицей 4.
– для патрубков – в соответствии с таблицей 5.
Таблица 4 – Минимальный отбраковочный размер для кожухотрубчатых теплообменных аппаратов
Материал | Диаметр, мм | |
500 и ниже | 600, 800 | 1000 и выше |
толщина стенки, мм | ||
Стали углеродистые, низколегированные, кремнемарганцовистые, хромомолибденовые | 3,5 | |
Стали высоколегированные хромоникелевые |
Таблица 5 – Минимальный отбраковочный размер для толщины стенки патрубка
Наружный диаметр, мм | £ 25 | £ 57 | £ 108(114) | £ 219 | £ 377 | ³ 426 |
Наименьшая допустимая толщина стенки, мм | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
Расчетные толщины стенок определяются по ГОСТ Р 52857.1-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.», ГОСТ Р 52857.2-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек», ГОСТ Р 52857.3-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер».
3) если в результате коррозии и эрозии за время эксплуатации до очередного технического освидетельствования (ремонта) толщина стенки элементов может выйти за пределы отбраковочного размера, определенного в соответствии с п.п. 1) и 2).
4) если при контроле сварных швов визуально и неразрушающими методами контроля и металлографическими: исследованиями выявлены дефекты:
– (свищи, трещины всех видов и направлений), расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещины, выявленные при металлографическом исследования;
– межкристаллитная коррозия, коррозия сварных швов с износом их по толщине до отбраковочных величин, коррозионное растрескивание металла.
5) если при ультразвуковом контроле сварных соединений количество дефектов при заданной длине шва превышает нормативное предельно допустимое значение, указанное в конструкторской документации на контролируемый объект в зависимости от его категории; при отсутствии таких норм руководствоваться нормами, указанными в СТО 00220256-005-2005 «Швы стыковых, угловых и тавровых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика ультразвукового контроля» и другой нормативно-технической документации по контролю;
6) если при радиационном контроле сварных соединении, в зависимости от их вида, класс дефектности ниже нормативно допустимого класса по ГОСТ 23055 «Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля». Допустимые классы дефектности приведены в таблице 6;
Таблица 6 – Допустимые классы дефектности сварных соединений при радиографическом контроле
Вид сварных соединений | Группа сосудов по ПБ 03-584-03 | |
1,2,3 | 5а | 5б |
Классы дефектности по ГОСТ 23055-78 | ||
Стыковые | ||
Угловые и тавровые | ||
Нахлесточные |
Примечания: 1. Оценку единичных дефектов (пор и включений) по ширине (диаметру) при толщине свариваемых элементов до 45 мм, а также скоплений, независимо от толщины свариваемых элементов, допускается производить по нормам класса 4 вместо класса 3, класса 5 вместо класса 4, класса 6 вместо класса 5, класса 7 вместе класса 6.
2. Скопление пор и включений по длине не должно превышать 1,5 допустимых длин отдельных дефектов по ГОСТ 23055-78 «Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля».
3. При различной толщине свариваемых элементов максимальный допустимый размер дефекта выбирается по меньшей толщине.
7) если при контроле сварных соединений приварки облицовки к корпусу, патрубку, фланцу, а также приварки патрубка штуцера (люка) к корпусу выявлена течь в контрольном отверстии;
8) если твердость основного металла и сварных швов выходит за нормативные значения, указанные в таблице 7.
Таблица 7 – Оценка качества сварных соединений по твердости
Марка стали | Допустимые пределы твердости основного металла, ед. НВ* | Допустимая твердость металла шва и зоны термического влияния, ед. НВ, не более |
Ст. 2, ст.3, сталь 10, 15, 20, 15К, 16К | 120-160 | |
18К | 120-160 | |
20К, 22К | 130-190 | |
Продолжение таблицы 7 | ||
Марка стали | Допустимые пределы твердости основного металла, ед. НВ* | Допустимая твердость металла шва и зоны термического влияния, ед. НВ, не более |
20ЮЧ | 140-190 | |
09Г2С | 120-180 | |
10Г2С1 | 130-190 | |
16ГС | 120-180 | |
10Г2 | 120-190 | |
12МХ | 140-180 | |
12ХМ | 140-170 | |
15ХМ | 140-200 | |
12Х1МФ | 130-170 | |
10Х2М1 1Х2М1 | 160-220 | |
15Х5М | 130-170 | |
15Х5МУ | 170-235 | |
08Х18Н10Т 12X18H10T 10Х17Н13М2Т 10Х17Н13МЗТ | 150-180 |
*Допустимое отклонение указанных пределов не должно превышать +20 НВ и –10 НВ
Примечания 1. По заключению специализированной организации в отдельных случаях сосуд (аппарат) может быть допущен к эксплуатации при твердости металла, отличающейся от приведенных значений.
2. Твердость коррозионностойкого слоя и переходного слоя в швах сварных соединений из двухслойной стали не должна быть более 220 НВ.
9) если сосуд (аппарат) не выдержал испытание на прочность и плотность;
10) если остаточная (локальная) деформация корпуса, а также отклонения от прямолинейности и круглости (овальность) превышают допустимые значения.
Отклонение образующих обечаек корпуса от прямолинейности не должно быть больше величин, указанных в таблице 8.
Таблица 8 – Отклонение от прямолинейности образующей корпуса сосуда (аппарата)
Сварного из листовых обечаек (ПБ 03-584-03) | Кованого, ковано-сварного, вальцованного, штампованного (ОСТ 24.201.03-90) |
1. Без внутренних устройств | |
2 мм на 1 м длины корпуса | |
20 мм – при длине корпуса до 10 м | 10 мм – при длине корпуса до 10 м |
30 мм – при длине корпуса свыше 10 м | 20 мм – при длине корпуса свыше 10 м |
2. С внутренними устройствами или с антикоррозионной защитой (футеровкой) | |
На величину номинального зазора между внутренним диаметром корпуса и наружным диаметром устройства на участке установки | 0,5 мм на длине 1 м длины корпуса 5,0 мм – при длине корпуса до 10 м 10,0 мм – при длине корпуса свыше 10 м |
Величина относительной овальности определяется по формулам:
а) в сечении, где отсутствуют штуцеры и люки
б) в сечении, где имеются штуцеры и люки
где Dmax, Dmin – соответственно, максимальный и минимальный внутренние (наружные) диаметры корпуса, мм;
Величина относительной овальности корпуса сосудов в любом поперечном сечении не должна превышать 1 %. Значение А для сосудов (аппаратов) с отношением толщины стенки обечайки корпуса к внутреннему диаметру не более 0,01 допускается увеличить до 1,5 %. Допускаемое отклонение от вертикали образующей сосуда типа ректификационных колонн высотой не более 50 м при отношении высоты к диаметру H/D ³ 5 должно быть в пределах 0,1 % высоты сосуда, но не превышать 15 мм. Для более высоких сосудов допускаемые отклонения не должны превышать 0,03 % высоты, в том числе:
а) при H=80 м – 24 мм (H/D ³ 3);
б) при H=100 м – 30 мм (H/D ³ 10);
При отношениях H/D, отличных от приведенных выше, величина допускаемого отклонения должна быть указана в документации на сосуд. Для сосудов, собираемых на фланцах, допускаемое отклонение образующих от вертикали должно быть в пределах 0,15 % высоты сосуда, но не и превышать 15 мм.
Примечание – Нормы отбраковки не распространяются на монтаж сосудов с установленными в них внутренними подвижными устройствами (мешалками, центрифугами и т.д.)
11) Реакторные трубы установок каталитического крекинга с неподвижным катализатором должны быть отбракованы независимо от толщины стенок, если выходные отверстия забиты и не поддаются очистке.
12) Детали внутренних устройств колонн подлежат отбраковке в следующих случаях:
а) если толщины стенок деталей тарелок (желоб, колпачок и др.) составляют 50% и менее от проектных;
б) если износ основных несущих элементов тарелок (опорные балки, уголок и диск) составляет 25% и более от проектной толщины;
в) при коррозионном или механическом износе крепежных изделий;
г) при деформации отдельных деталей и тарелок в целом, если не имеется возможности их исправления;
д) в других случаях, когда техническое состояние несущих элементов и тарелок не может обеспечить нормальную работу колонны по эффективности ведения технологического процесса.
13) Требования к ректификационным тарелкам:
а) предельное отклонение от перпендикулярности опорных деталей тарелок, приваренных к корпусу колонного аппарата, к оси корпуса, относительно которой установлены устройства (риски) для выверки вертикальности, не должны превышать значений таблицы 9;
б) отклонение шага между соседними тарелками не должно превышать ± 3 мм;
в) отклонение минимального расстояния от сливной перегородки до вертикальной поверхности уголка приемного кармана (успокаивающей планки) не должно превышать ±15 мм.
Отклонение расстояния от нижней кромки сливной перегородки до поверхности, нижележащей при заглубленном приемном кармане, не должно превышать ± 5 мм на 1 м длины перегородки, но не более ± 15 мм на всю длину, а при отсутствии заглубленного кармана и наличии успокаивающей планки – не более ± 5 мм;
г) прогиб секции (полотна) тарелки после установки не должен превышать 3 мм, а высота отдельных выпучин – 2 мм.
14) Требования к тарелкам решетчатым:
а) прогиб секций после их установки не должен превышать 3 мм на длину секции. Допускаются отдельные выпучины высотой до 6 мм площадью 300х300 мм;
б) на тарелке по кромкам щелей допускаются не более 10 несквозных трещин длиной до 5 мм каждая, расположенных в разных местах секций.
Таблица 9 – Предельные отклонения от перпендикулярности опорных деталей тарелок
Тип тарелок | Внутренний диаметр колонного аппарата, мм | Предельные отклонения опорной детали одной тарелки, мм |
Тарелки провальные | ||
Решетчатые и другие | до 2000 от 2000 до 3000 | |
Тарелки с переливами | ||
Клапанные, клапанные балластные, S-образно-клапанные, ситчатые с отбойными элементами, центробежные | до 3000 от 3000 до 6000 от 6000 и более | |
Колпачковые, ситчатые, ситчато-клапанные, жалюзийно-клапанные, с двумя зонами контакта фаз | до 3000 от 3000 до 4000 от 4000 и более |
15) Требования к тарелкам клапанным:
а) клапаны после их установки в отверстия секций должны свободно (без заеданий) перемещаться до упора;
б) общий прогиб установленной тарелки не должен превышать значений, приведенных в таблице 10.
Таблица 10 – Общий прогиб клапанных тарелок
Внутренний диаметр колонного аппарата, мм | До 3000 | От 3000 до 4000 | От 4000 и более |
Прогиб тарелки, мм |
16) Требования к тарелкам клапанным балластным:
а) клапаны после их установки в отверстия секций должны свободно (без заеданий) перемещаться до упора;
б) балласты на тарелке должны свободно (без заеданий) перемещаться по направляющим до упора.
17) Требования к тарелкам S-образно-клапанным:
– прогибы S-образного элемента и колпачка не должны превышать 1 мм на 1 м длины, но не более 3 мм на всю длину.
18) Требования к тарелкам ситчатым с отбойными элементами:
– прогиб секций (полотен) после их установки не должен превышать 5 мм.
19) Требования к тарелкам колпачковым:
а) местные выпучины и кривизна секций (полотен) тарелок не должны превышать 4 мм по всему сечению тарелки, а для тарелки с цельным полотном – 5 мм;
б) верхние торцы паровых патрубков тарелок в сборе должны быть в одной горизонтальной плоскости. Отклонение от плоскости не должно превышать ± 3 мм;
в) отклонение уровня верхних торцов сливных трубок относительно поверхности тарелок не должно превышать 3 мм. Базой, от которой ведется измерение, служит горизонтальная плоскость, проведённая через верхние торцы сливных труб;
г) перекос колпачков относительно плоскости тарелки, замеряемый от верха прорезей, не должен превышать 2 мм.
20) Требования к тарелкам ситчатым:
а) прогиб секций (полотен) после перфорации в зажатом состоянии не должен превышать 2 мм на 1 м длины, но не более 5 мм на всю длину.
Допускаются отдельные выпучины высотой до 8 мм на площади до 15% приварных секций (полотен);
б) сегменты и карманы должны иметь взаимно перпендикулярные стороны. Допуск неперпендикулярности сторон не более 2 мм по наибольшей стороне.
21) Требования к тарелкам ситчато-клапанным:
1) отклонения от плоскостности основания тарелки после ее сборки не должны превышать 2 мм на 1 м диаметра, но не более 5 мм на весь диаметр;
2) клапаны после их установки в отверстиях секций должны свободно (6ез заеданий) перемещаться до упора.
22) Требования к решеткам опорным под насадку:
– местные выпучины и кривизна полос для решеток оперных не должны превышать 2 мм на 1 мм длины.
23) Требования к тарелкам распределительным:
а) местные выпучины и кривизна секций (полотен), подготовленных под установку патрубков, не должны превышать 5 мм;
б) в собранных и установленных тарелках верхние торцы патрубков должны быть в одной плоскости. Отклонение от плоскостности не должно превышать 3 мм;
в) регулируемые тарелки должны быть установлены в аппарате на регулировочных болтах. Отклонение от горизонтальности не должно превышать 3 мм на 1 м диаметра, но не более 4 мм на весь диаметр.
24) Требования к тарелкам жалюзийно-клапанным:
а) отклонение от плоскостности основания тарелки после ее сборки не должно превышать 2 мм на 1 м диаметра, но не более 5 мм на весь диаметр;
б) жалюзи жалюзийного элемента после сборки тарелки должны свободно (без заеданий) проворачиваться до упора.
25) Требования к тарелкам желобчатым:
а) сегменты глухие, карманы сегментные, а также карманы гидравлических затворов многопоточных тарелок должны иметь взаимно перпендикулярные стороны. Допуск на отклонение от перпендикулярности не должен превышать 2 мм для наиболее длинной детали;
б) зазор между стенкой колпачка и шаблоном ери проверке внутреннего профиля колпачка не должен превышать 2 мм.
Кромки рубцов колпачка должны быть ровными;
в) отклонение диаметра желоба с двух концов на длине 50 мм от торцов не должно превышать 1 мм;
г) горизонтальные полки глухих левых и правых сегментов, а также сегментных карманов должны быть установлены перпендикулярно к продольной оси сосуда (аппарата). Допуск на отклонение от перпендикулярности не должен превышать 1 мм на 1 м диаметра, но не более 3 мм на диаметр.
Вертикальные полки должны быть параллельны образующей корпуса сосуда (аппарата). Допуск на отклонение от параллельности не должен превышать 3 мм на всю длину полки.
26)Крепежные детали подлежат отбраковке при выявлении:
а) вытягивания резьбы, трещин, рваных мест, выкрашивания ниток резьбы глубиной более 0,5 высоты профиля резьбы или длиной, превышающей в витке 0,25 его длины;
б) непрямолинейности стержня крепежной детали, превышающей 0,2 мм на 100 мм ее длины;
в) повреждений боковых граней и ребер гаек и головок болтов, препятствующих затяжке, или уменьшения размера под ключ более чем на 3% от номинальной.
Заусенцы, вмятины глубиной более 0,5 высоты профиля резьбы и длиной, не превышающей 8% длины резьбы, устраняются прогонкой резьбонарезным инструментом.
Шероховатость поверхности резьбы допускается не более Rz 20.
Резьбовые отверстия на элементах сосуда (аппарата) должны отбраковываться при срыве, выкрашивании или коррозионном износе резьбы, а также при прохождении непроходного калибра типа Р-Р по ГОСТ 6485-69 «Калибры для конической дюймовой резьбы с углом профиля 60 градусов. Основные размеры и допуски», ГОСТ 2533-88 «Калибры для трубной цилиндрической резьбы. Допуски» и ГОСТ 18466-73 «Калибры для метрической резьбы свыше 68 до 200 мм. Исполнительные размеры».
Крепежные детали внутренних устройств сосудов (аппаратов) колонного типа из углеродистых сталей рекомендуется изготавливать из коррозионно-стойких материалов.
27) Трубные решетки кожухотрубчатых теплообменных аппаратов должны отбраковываться при достижении отбраковочных значений их толщин, определенных в соответствии с п. 1) и 2), выявлении трещин, а также при отслоении наплавленной поверхности от основного металла.
Трубный пучок рекомендуется отбраковывать при выходе из строя более 30% труб.
Трубные решетки должны иметь гладкие и ровные уплотнительные поверхности под прокладки без поперечных рисок, забоин, пор и раковин.
Крышки секций «Лумус» должны отбраковываться при выявлении трещим или прокорродировавших участков глубиной, превышающей 30% от их первоначальной толщины.
28) Фланцы штуцеров должны отбраковываться:
а) при неудовлетворительном состоянии уплотнительной поверхности – наличии трещин, раковин и других дефектов, не подлежащих ремонту;
б) при уменьшении толщины стенки воротника фланца до отбраковочных (расчетных) размеров патрубка,
Источник
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра технологических машин и оборудования
Отбраковка элементов сосудов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, определение скорости коррозии основных конструктивных элементов сосуда, работающего под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом и периодичности технического освидетельствования
Учебно-методическое пособие
к выполнению практической работы по дисциплине
«Техническое освидетельствование технологического оборудования»
Уфа 2015
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения направлений подготовки 151000, 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» профиля «Оборудование нефтегазопереработки».
Составители: Рубцов А.В., доцент, канд. техн. наук
Закирничная М.М., докт. техн. наук, профессор
Ковшова Ю.С., канд. техн. наук
Рецензенты: Габбасова А.Х., канд. техн. наук, доцент каф. ТМО
Хасбутдинова Е.В., канд. техн. наук, доцент каф. ТМО
© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2015
Содержание
С | |
Введение | 4 |
Практическая работа. Отбраковка элементов сосудов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, определение скорости коррозии основных конструктивных элементов сосуда, работающего под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом и периодичности технического освидетельствования | 5 |
Пример выполнения задания | 12 |
Контрольные вопросы | 18 |
Перечень вариантов к практической работе | 19 |
Список использованных источников | 19 |
Приложение А. Допускаемые напряжения для материала элемента аппарата при расчетной температуре | 21 |
Приложение Б. Требования к оформлению отчета о практической работе | 23 |
Приложение В. Пример оформления титульного листа отчета о практической работе | 24 |
ВВЕДЕНИЕ
На предприятиях нефтегазопереработки и нефтехимии эксплуатируется большое количество сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, которые участвуют в различных технологических процессах. В процессе эксплуатации сосуды и аппараты подвергаются воздействию эксплуатационных нагрузок и рабочих сред. Это приводит к развитию различных дефектов, которые снижают эксплуатационную безопасность оборудования и могут привести к возникновению аварийных ситуаций.
Основным мероприятием по обеспечению безопасной и надежной эксплуатации сосудов и аппаратов являются периодическое техническое освидетельствование и своевременная отбраковка дефектных элементов.
Целью данного учебно-методического пособия является приобретение навыков студентами по определению отбраковочных толщин основных конструктивных элементов сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, а также определению периодичности их технического освидетельствования по скорости коррозионного износа основных конструктивных элементов.
Практическая работа. Отбраковка элементов сосудов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, определение скорости коррозии основных конструктивных элементов сосуда, работающего под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом и периодичности технического освидетельствования
Цель работы:
1. Определение отбраковочных толщин основных конструктивных элементов сосудов (аппаратов) работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом;
2. Определение периодичности технического освидетельствования сосудов давления, исходя из максимальной скорости коррозии основных элементов сосуда (аппарата).
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Определение отбраковочных толщин сосудов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом
Отбраковка элементов сосудов (аппаратов) работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом производится согласно РУА-93 «Руководящие указания по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) и вакуумом».
Элементы сосудов и аппаратов (в том числе и литых), определяющие их прочность, должны отбраковываться если при толщинометрии выявится, что под действием коррозии и эрозии уменьшилась толщина металла стенки (обечаек корпуса, днищ, крышек, заглушек, штуцеров и др.) до значений, определенных расчетами по действующим методикам (ГОСТ Р 52857.1¸12-2007. и др.) или по паспорту, с учетом всех действующих нагрузок (внутреннего или наружного давления, весовых, ветровых, сейсмических, температурных и пр.) без учета прибавки на коррозию (отбраковочный размер);
Если расчетная толщина стенки (без учета прибавки на коррозию) оказалась меньше величины, указанной ниже, то за отбраковочный размер принимается величина:
– для обечаек и днищ сосудов и аппаратов при диаметре 2000 мм и ниже – 3 мм, а при диаметре более 2000 мм – 4 мм;
– для патрубков – в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1 – Минимальный отбраковочный размер для толщины стенки патрубка
Наружный диаметр, мм | £ 25 | £ 57 | £ 108(114) | £ 219 | ³ 325 |
Наименьшая допустимая толщина стенки, мм | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
Расчетные толщины стенок элементов сосудов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, определяются по ГОСТ Р 52857.1-2007 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.», ГОСТ Р 52857.2-2007 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек», ГОСТ Р 52857.3-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер».
Для цилиндрических обечаек расчетная толщина стенки определяется по формуле (1):
, (1)
где p – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;
D – внутренний диаметр, мм;
[s] – допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлен элемент, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры из приложения А;
j – коэффициент сварного шва, который выбирается по таблице 2.
Таблица 2 – Коэффициенты прочности сварных швов
Вид сварного шва | Значение коэффициентов прочности сварных швов | |
Длина контролируемых швов от общей длины составляет 100 % | Длина контролируемых швов от общей длины составляет от 10 до 50 % | |
Стыковой или тавровый с двусторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой | 1,0 | 0,9 |
Стыковой с подваркой корня шва или тавровый с двусторонним сплошным проваром, выполняемый вручную | 1,0 | 0,9 |
Стыковой, доступный сварке только с одной стороны и имеющий в процессе сварки металлическую подкладку со стороны корня шва, прилегающую по всей длине шва к основному металлу | 0,9 | 0,8 |
Втавр, с конструктивным зазором свариваемых деталей | 0,8 | 0,65 |
Стыковой, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой с одной стороны с флюсовой или керамической подкладкой | 0,9 | 0,8 |
Стыковой, выполняемый вручную с одной стороны | 0,9 | 0,65 |
Для эллиптических и полусферических днищ расчетная толщина стенки определяется по формуле (2):
, (2)
где R – радиус кривизны в вершине днища, который равен:
R = D – для эллиптических днищ с Н = 0,25 D;
R = 0,5 D – для полусферических днищ с Н = 0,5 D.
Для плоских днищ расчетная толщина стенки определяется по формуле (3):
, (3)
где К- коэффициент, который в зависимости от конструкции днищ и крышек определяют по таблице 4 ГОСТ Р 52857.2-2007 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек» (в данной работе принимаем К=0,53).
К0 – коэффициент, который равен 1 для днищ (крышек) без отверстий; для днищ и крышек, имеющих одно отверстие коэффициент К0 определяется по формуле (4):
, (4)
где dp – диаметр отверстия в днище или крышке;
Dр – расчетный диаметр днища (крышки), мм
В рассматриваемых вариантах Dр=D, где D – внутренний диаметр сосуда, мм.
Для штуцеров расчетная толщина стенки определяется по формуле (5):
, (5)
где p – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;
d – внутренний диаметр штуцера, мм;
cs – прибавка на коррозию к расчетной толщине стенки штуцера, мм. Зависит от коррозионности среды. В работе принимаем cs=1;
[s]1 – допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлен штуцер, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры из приложения А;
j1 – коэффициент сварного шва. Если ось сварного шва обечайки (днища) удалена от наружной поверхности штуцера на расстояние более чем три толщины укрепляемого элемента (3s, рисунок 1б), то коэффициент прочности этого сварного соединения при расчете укрепления отверстий следует принимать j1 = 1. В исключительных случаях, когда сварной шов пересекает отверстие или удален от наружной поверхности штуцера на расстояние менее 3s, принимают j1 £ 1в зависимости от вида и качества сварного шва.
Если плоскость, проходящая через продольный шов вальцованного штуцера и ось этого штуцера, образует угол не менее 600 с плоскостью продольного осевого сечения цилиндрической или конической обечайки (рисунок 2), то принимают j1 = 1. В остальных случаях j1 £ 1 в зависимости от вида и качества сварного шва.
Рисунок 1
Рисунок 2
Определение периодичности технического освидетельствования работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, исходя из максимальной скорости коррозии основных элементов сосуда (аппарата)
Для определения периодичности технического освидетельствования сосудов (аппаратов) необходимо знать скорость равномерной коррозии
Скорость равномерной коррозии а определяется по формуле (6):
, (6)
где SИ – исполнительная (проектная) толщина стенки элемента, мм;
SФ – минимальная измеренная толщина стенки элемента, мм;
– плюсовой допуск на толщину стенки, мм;
t1 – время от момента начала эксплуатации до момента обследования, лет.
Проведение периодических технических освидетельствований сосудов (аппаратов), как правило, приурочивается к планово-предупредительным ремонтам отдельных агрегатов и установок. При этом периодичность технических освидетельствований сосудов (аппаратов) не должна выходить за пределы, установленные таблицей 3.
Таблица 3- Периодичность технического освидетельствования сосудов и аппаратов, эксплуатирующихся по РУА-93
Назначение сосудов | Наружный и внутренний осмотр не реже одного раза в | Гидравлическое испытание пробным давлением не реже одного раза в |
Сосуды (аппараты) группы 5а, работающие со средой, вызывающей коррозию металла корпуса со скоростью: | ||
– не более 0,1 мм/год | 6 лет | 12 лет |
– более 0,1 мм/год до 0,3 мм/год | 2 года | 8 лет |
– более 0,3 мм/год | 1 год | 8 лет |
Сосуды (аппараты) группы 5б, работающие со средой, вызывающей коррозию металла корпуса со скоростью: | ||
– не более 0,1 мм/год | 12 лет | 12 лет |
– более 0,1 мм/год до 0,3 мм/год | 4 года | 8 лет |
– более 0,3 мм/год | 2 года | 8 лет |
Пример выполнения задания
Определение отбраковочных толщин сосудов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом
Необходимо назначить отбраковочные толщины основных конструктивных элементов емкости. Необходимые исходные данные берутся из акта изучения и анализа технической документации, выдаваемого преподавателем.
Данные, которые необходимы для выполнения задания:
Срок ввода в эксплуатацию 1959 год
Расчетные параметры
Расчетное давление – 0,25 МПа
Расчетная температура – 200 0С
Внутренний диаметр
Цилиндрическая обечайка – 1000 мм
Эллиптические днища – 1000 мм
Исполнительная толщина стенки:
Цилиндрическая обечайка – 8 мм
Эллиптические днища – 8 мм
Материал, из которого изготовлен элемент:
Цилиндрическая обечайка – Ст3сп по ГОСТ 380
Эллиптические днища – Ст3сп по ГОСТ 380
Сведения о штуцерах.
Обозначение | Назначение | Ду, мм | Патрубок | ||
толщина, мм | Материал | ||||
Марка | ГОСТ | ||||
А | Вход продукта | 80 | 4,5 | сталь 10 | 1050 |
Б | Выход продукта | 40 | 3,5 | сталь 10 | 1050 |
В | Для уровнемера | 50 | 3,5 | сталь 10 | 1050 |
Г | Люк лаз | 500 | 8,0 | Ст3 | 380 |
Д | Подача ингаза | 40 | 3,5 | сталь 10 | 1050 |
Группа сосуда – 5б
Сведения о сварке:
– ручная электродуговая сварка (обечайка) электродами Э 42 ГОСТ 2523-51.
Объем контроля при изготовлении, эксплуатации и проведении экспертизы промышленной безопасности:
25 %.
Эскиз емкости приведён на рисунке А.1.
Рисунок А.1 – Эскиз емкости
По формуле (1) определим расчетные толщины стенок для цилиндрической обечайки корпуса:
По формуле (2) определим расчетные толщины стенок для эллиптических днищ:
Так как диаметр емкости равен 1000 мм, что меньше 2000 мм и расчетные толщины стенок цилиндрической обечайки и днищ получились меньше 3 мм, то за отбраковочный размер этих конструктивных элементов согласно РУА-93 принимаем толщину равную 3 мм.
Теперь по формуле (5) определяем расчетные толщины патрубков штуцеров:
Для штуцера А:
Для штуцера Б:
Для штуцера В:
Для штуцера Г:
Для штуцера Д:
Так как расчетные толщины штуцеров получились меньше указанных в таблице 4, то принимаем отбраковочные толщины для:
штуцера А Ду80– 2,0 мм;
штуцеров Б, Д Ду40– 1,5 мм;
штуцера В Ду50 – 1,5 мм;
штуцера Г Ду500 – 3,0 мм.
Определение периодичности технического освидетельствования работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, исходя из максимальной скорости коррозии основных элементов сосуда (аппарата).
Для емкости рассмотренной выше необходимо определить скорость коррозии для каждого конструктивного элемента и по максимальному значению определить периодичность освидетельствования.
Данные, которые необходимы для выполнения задания:
Приводятся результаты толщинометрии основных конструктивных элементов емкости, а также на рисунке А.2 схема обследования с указанием мест точек замеров. Номера точек в таблице с замерами, соответствуют номерам точек на рисунке А.2.
Определение периодичности технического освидетельствования работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом, исходя из максимальной скорости коррозии основных элементов сосуда (аппарата).
Для емкости рассмотренной выше необходимо определить скорость коррозии для каждого конструктивного элемента и по максимальному значению определить периодичность освидетельствования.
Данные, которые необходимы для выполнения задания:
Приводятся результаты толщинометрии основных конструктивных элементов емкости, а также на рисунке А.2 схема обследования с указанием мест точек замеров. Номера точек в таблице с замерами, соответствуют номерам то?