Проектирование сосудов работающих под давлением книга

Книга по сосуда работающего под давлением

Описаны конструкции сосудов и трубопроводов высокого давления и их основных элементов, изложены современные принципы конструирования и расчета, выбора материала с учетом условий эксплуатации, способы изготовления и методы контроля. Приведены справочные данные, необходимые для выбора конструкций и проектирования сосудов и трубопроводов высокого давления.
Для специалистов, связанных с проектированием, изготовлением и эксплуатацией сосудов и трубопроводов.

Оглавление:

Предисловие.
Основные обозначения.
Принятые сокращения.
Специальные термины.

ЧАСТЬ 1. СОСУДЫ.

Раздел 1. Общие сведения по конструкциям.

Глава 1. Конструкции сосудов.

Глава 2. Конструкции аппаратов.

Раздел 2. Конструирование и расчет основных элементов сосудов и аппаратов.

Глава 3. Основные положения расчета на прочность.
3.1. Основные понятия.
3.2. Принципы расчета и критерии прочности.
3.3. Коэффициенты запаса прочности и допускаемые напряжения.
3.4. Последовательность расчета на прочность элементов сосудов высокого давления.
3.5. Расчет циклической долговечности.

Глава 4. Цилиндрические корпуса.
4.1. Особенности конструкций цилиндрических корпусов.
4.2. Расчет однослойных цилиндрических корпусов.
4.3. Расчет многослойных цилиндрических корпусов.

Глава 5. Концевые элементы.
5.1. Конструкции и расчет днищ, фланцев, крышек.
5.2. Определение напряженного состояния с использованием методов расчета статически неопределимых составных конструкций.
5.3. Расчеты напряженного состояния на основе численных методов.
5.4. Определение температурных полей и термоупругих напряжений.
5.5. Определение напряженного состояния однослойных элементов, сопряженных с многослойным цилиндром.
5.6. Определение температурных полей и термоупругих напряжений в зоне сопряжения однослойных элементов с многослойным цилиндром.

Глава 6. Затворы.
6.1. Конструктивное оформление ЗУ.
6.2. Конструирование и расчет уплотнительных соединений.
6.3. Конструкции и расчет крепежных деталей.
6.4. Общие принципы расчета усилий в ЗУ с учетом податливости деталей.
6.5. Предварительное нагружение (затяжка) крепежных деталей.

Глава 7. Трубные решетки.
7.1. Конструктивные особенности ТВД.
7.2. Определение основных размеров.
7.3. Расчет напряженного состояния трубной решетки с учетом условий совместности деформаций стыкуемых элементов.
7.4. Напряженное состояние трубной решетки как неоднородного осесимметричного упругого тела.
7.5. Расчет толстостенных трубных решеток с учетом конструктивной анизотропии.
7.6. Влияние жесткости трубного пучка на НДС трубной решетки.
7.7. Температурные поля и напряжения в толстостенных трубных решетках.

Глава 8. Штуцера и отверстия.
8.1. Конструкции штуцерных узлов.
8.2. Расчет укрепления отверстий.
8.3. Напряженное состояние зон отверстий и штуцеров в цилиндрических стенках.
8.4. Напряженное состояние зоны штуцера в сферическом днище.
8.5. Расчет штуцеров с учетом внешних сил и моментов.

Раздел 3. Выбор материалов.

Глава 9. Поведение конструкционных материалов при высокой температуре и воздействии коррозионных сред.
9.1. Прочность и работоспособность материалов при высокой температуре.
9.2. Основные виды коррозии СТпВД при высоких давлении и температуре.
9.3. Водородная коррозия сталей.
9.4. Карбонильная коррозия стали.
9.5. Азотирование стали.

Глава 10. Основные принципы выбора материалов для изготовления СТпВД.

Глава 11. Область применения и физико-механические свойства материалов для изготовления СТпВД.

Глава 12. Защита от коррозии.

Глава 13. Материалы, устойчивые в газовых технологических средах при высоком давлении.

Раздел 4. Изготовление сосудов и их элементов.

Глава 14. Требования к изготовлению.
14.1. Общие требования.
14.2. Днища, горловины, фланцы, крышки, обечайки.
14.3. Корпуса сосудов.
14.4. Элементы затворов.
14.5. Крепежные детали.

Глава 15. Изготовление основных элементов.
15.1. Хранение, подготовка и раскрой листовых материалов.
15.2. Изготовление заготовок методами деформирования металла.
15.3. Изготовление обечаек, днищ, фланцев.
15.4. Изготовление штуцеров.
15.5. Сборка корпусов сосудов.
15.6. Сварка.
15.7. Термическая обработка.
15.8. Изготовление спирально-рулонных сосудов.
15.9. Способы противокоррозионной защиты сосудов.
15.10. Техническая документация.

Глава 16. Контроль качества.
16.1. Определение механических и других свойств сварных соединений.
16.2. Комплексный неразрушающий контроль.
16.3. Техника безопасности при изготовлении.

Раздел 5. Освидетельствование, эксплуатация и ремонт.

Глава 17. Освидетельствование сосудов.

Глава 18. Особенности эксплуатации СЕД.

Глава 19. Краткие сведения о ремонте сосудов.

ЧАСТЬ 2. ТРУБОПРОВОДЫ.

Глава 20. Общие сведения.

Глава 21. Выбор материалов.

Глава 22. Конструкции элементов трубопроводов.
22.1. Трубы.
22.2. Фасонные детали трубопроводов.

Глава 23. Соединения элементов трубопроводов.
23.1. Фланцевые соединения.
23.2. Сварные соединения.
23.3. Термообработка сварных соединений.
23.4. Контроль качества сварных соединений.

Глава 24. Расчеты на прочность.
24.1. Общие положения.
24.2. Расчет элементов трубопроводов при статическом нагружении
24.3. Расчет фланцевых соединений.
24.4. Расчет плоских заглушек.

Глава 25. Изготовление трубопроводов.
25.1. Общие положения.
25.2. Входной контроль труб, деталей и арматуры.
25.3. Сборка и сварка сборочных единиц.
25.4. Маркировка.
25.5. Гидравлические испытания трубопроводов, их сборочных единиц и деталей.

Глава 26. Эксплуатация трубопроводов.

Приложение 1. Конструкции и способы изготовления PC, защищенные авторскими свидетельствами и патентами.
Приложение 2. Некоторые сведения об оценке опасности хрупкого разрушения СВД.
Список литературы.
Предметный указатель.

Источник

Общие сведения о сосудах, работающих под давлением

«Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» ПБ 10-115—96 Госгортехнадзора России установлены требова- ния к проектированию, устройству, изготовлению, реконструкции, наладке, монтажу, ремонту и эксплуатации сосудов (цистерн, бочек, баллонов), рабо- тающих под избыточным давлением. Сосуд — герметически закрытая ем- кость, предназначенная для ведения химических, тепловых или других техно- логических процессов, а также для хранения и транспортирования газообраз- ных, жидких и других веществ. Схема типичной установки с сосудом 15, работающим под давлением, приведена на рис. 4.17. Баллон — сосуд, имею- щий одну или две горловины для установки вентилей, фланцев или штуцеров, предназначенный для транспортирования, хранения и использования сжатых,

Рис. 4.17. Схема типичной установки, работающей под давлением:

1 — трубопровод, по которому рабочая среда по- ступает в сосуд; 2 — задвижка; 3 — обратный кла- пан; 4 — термометр; 5 — манометр; 6 — спускной кран; 7 — спускная продувочная труба; 8 — за- порное приспособление; 9 — трубопровод для спуска рабочей среды, а также удаления из сосуда осадка или воды после гидравлических испыта- ний; 10 — импульсная линия передачи сигнала о критическом снижении уровня рабочей среды;

11 — обратный клапан; 12 — трехходовой кран;

13 — автоматика безопасности (датчик), отключаю- щая или уменьшающая подачу энергии по уровню среды в сосуде; 14 — указатель уровня жидкости в сосуде; 15 — сосуд, работающий под давлением;

16 — трубопровод к потребителю; 17 — предохра- нительный клапан для предотвращения повыше- ния давления в сосуде сверхдопустимого предела;

18 — отводящая труба; 19 — контрольный кран для проверки отсутствия давления в сосуде при его открывании; 20 — автоматика безопасности (датчик), отключающая или уменьшающая подачу энергии по уровню давления в сосуде; 21 — им- пульсная линия передачи сигнала о достижении критического уровня давления в сосуде; 22 — га- зовая горелка или форсунка жидкого топлива;

23 — регулирующее устройство подачи энергии

сжиженных или растворенных под давлением газов. Бочка — сосуд цилиндри- ческой или другой формы, который можно перекатывать с одного места на другое и устанавливать на торцы без дополнительных опор; предназначен для транспортирования и хранения жидких и других веществ. Цистерна — пере- движной сосуд, постоянно установленный на раме железнодорожного вагона, на шасси автомобиля (прицепа) или на других средствах передвижения, пред- назначенный для транспортирования и хранения газообразных, жидких и дру- гих веществ. Штуцер — элемент, предназначенный для присоединения к сосу- ду трубопроводов, трубопроводной арматуры, контрольно-измерительных приборов.

Правила ПБ 10-115—96 распространяются на сосуды, работающие под дав-

лением воды с температурой выше 115 °С или другой жидкости с температурой, превышающей температуру кипения; на сосуды, работающие под давлением пара или газа свыше 0,07 МПа; на баллоны, цистерны и бочки, предназначен- ные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа. Требования к монтажу, ремонту и экс- плуатации сосудов, работающих под более низким давлением и имеющих мень- шую степень опасности, определяются заводскими инструкциями.

Конструкция сосудов должна обеспечивать надежность, долговечность и

безопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы и предусматри-

вать возможность проведения технического освидетельствования, очистки, промывки, полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатационного кон- троля металла и соединений.

Сварные швы должны быть доступны для контроля при изготовлении, мон-

таже и эксплуатации сосудов. Они контролируются методом радиографии или ультразвуковой дефектоскопии в объеме 100 %. Все сварные швы подлежат клеймению. Ультразвуковая дефектоскопия и радиографический контроль производятся с целью выявления в сварных соединениях внутренних дефектов (трещин, непроваров, пор, шлаковых включений и др.). Измерение твердости металла шва сварного соединения проводится с целью проверки качества вы- полнения термической обработки сварных соединений.

Все сосуды, после их изготовления, подлежат гидравлическому испытанию.

Для гидравлических испытаний сосудов должна использоваться вода с темпе- ратурой не ниже +5 °С и не выше +40 °С. Время выдержки сосуда под пробным давлением (давление для испытания сосуда) должно быть не менее значений, указанных в табл. 4.6. После выдержки давление снижается до расчетного, при котором производят осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъ- емных и сварных соединений. Расчетное давление — давление, на которое про- изводится расчет на прочность всех элементов сосуда, находящихся под давле- нием.

Источник