Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Группа аппаратов | Характерные конструкции | Область применения |
Емкостные аппараты | ||
Сосуды малой и средней емкости | Сборники, мерники, баки, бочки, сосуды танков и газификаторов, сушильные шкафы ит. п. | Емкостные аппараты в выпарных, абсорбционных, ректификационных и экстракционных установках. Емкости для растворов, фильтратов и порошков. Емкости для промежуточного хранения готовых продуктов в установках |
Крупногабаритные емкости | Хранилища, резервуары, баки, отстойники, цистерны, газгольдеры | Хранение и транспортировка жидких и газообразных продуктов |
Толстостенные емкостные аппараты | Автоклавы, реакторы, баллоны и другие сосуды, работающие под высоким давлением | Контактные и емкостные аппараты в установках для синтеза углеводородов, гидратации этилена и пропилена, для получения аммиака, метанола и некоторых других продуктов. Осушка воздуха высокого давления |
Составные и разборные аппараты | ||
Колонные | Скруберы, абсорберы, ректификационные колонны, экстракторы, регенераторы, конденсаторы смещения, адсорберы с зернистым адсорбентом | Извлечение газов из газовых смесей: коксового, природного, нефтяного газов, хлористых соединений и т. п. Получение технически чистых продуктов из жидких смесей: переработка нефтепродуктов, разделение воздуха, получение спиртов, органических и минеральных кислот. Конденсация и поглощение газов и паров |
Группа аппаратов | Характерные конструкции | Область применения |
Аппараты с перегородками | Сепараторы, ловушки, циклоны, пылеосади-тельные камеры, влаго-отделители, фильтры, пластинчатые и спиральные теплообменники | Очистка газов и жидкостей от твердых частиц. Фильтрация суспензий. Отделение капель жидкости от газов. Теплообмен между газовыми и жидкостными потоками |
Трубчатые аппараты | ||
Кожухотрубные теплообменники | Одноходовые и многоходовые теплообменники с прямыми трубками, элементные теплообменники, трубчатые аппараты с линзовыми компенсаторами или плавающими головками | Конденсаторы, дефлегматоры, холодильники, рекуператоры, подогреватели, испарители и кипятильники в ректификационных, абсорбционных, выпарных и сушильных установках |
Змеевиковые теплообменники | Оросительные и погружные теплообменники, теплообменники типа «труба в трубе», витые теплообменники, спиральные тарелки, кубы ректификационных колонн | Охлаждение горячих продуктов водой. Тепло-обменные аппараты в установках разделения газов методами глубокого охлаждения. Контактные устройства в абсорбционных колоннах |
Блочные теплообменники | Теплообменники из графита и других неметаллических материалов, калориферы | Теплообмен между сильноагрессивными жидкостями. Нагревание воздуха |
Инспекцией Госгортехнадзора разработаны «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», которые являются обязательными для всех министерств, совнархозов, предприятий и организаций, занимающихся изготовлением или эксплуатацией сосудов, цистерн, баллонов и аппаратов.
По этим Правилам должны быть сконструированы и рассчитаны на прочность и герметичность любые емкости, работающие под давлением свыше 0,7 ат, за исключением: а) сосудов емкостью не свыше 25 л, у которых произведение объема в литрах на рабочее давление в атмосферах составляет не свыше 200; б) сосудов из неметаллических материалов; в) сосудов, состоящих из труб с внутренним диаметром не более 100 мм без коллекторов и с внутренним диаметром не более 150 мм при наличии коллекторов; г) сосудов для воды и других неедких, неядовитых и невзрывоопасных жидкостей, работающих под давлением, но при температурах, не превышающих точки кипения при 0,7 ат; д) трубопроводов для газов, паров и жидкостей.
Конструкция сосудов и аппаратов, работающих под давлением, должна обеспечивать возможность осмотра и ремонта их внутренних частей. Если емкость не имеет съемных днищ или крышек, необходимо предусмотреть устройство лазов и люков. Диаметр круглого лаза должен быть не менее 400 мм, размер овальных лазов — не менее 300 X 400 мм. Внутренние устройства в аппаратах (мешалки, змеевики, тарелки, перегородки и т. п.), препятствующие их осмотру, должны быть, как правило, съемными.
Каждый сосуд или аппарат должен быть снабжен: а) запорными устройствами для отключения их от трубопроводов, подводящих или отводящих пар, газ или жидкость; б) трубопроводами для продувки и удаления рабочей среды; в) манометром; г) рычажным или пружинным предохранительным клапаном с кожухом или колпаком.
Емкости, работающие под давлением, должны изготовляться на предприятиях, располагающих техническими средствами, обеспечивающими качественное изготовление и контроль указанных изделий.
На каждое из изделий составляются технические условия — ТУ, в которых четко и ясно должны быть изложены все технические требования.
Материалы, используемые для изготовления емкостей, могут быть допущены в производство только при наличии сертификатов или соответствующих данных по испытанию образцов металла, произведенному на аппаратостроительном заводе.
Каждый аппарат или сосуд должен иметь укрепленную на его внешней поверхности, на видном месте, металлическую табличку с обозначениями:
а) наименование завода-изготовителя;
б) номер сосуда по списку завода;
в) год изготовления;
г) рабочее давление в кг/см2.
Такие же обозначения выбиваются на одной из утолщенных и видных частей аппарата.
На каждое готовое изделие составляют паспорт установленной формы; в него заносят все данные, характеризующие аппарат и его основные элементы: обечайки, фланцы, крышки, штуцера, крепежные детали и арматуру.
Требования к аппаратам, рабочие процессы в которых протекают при высоких или низких температурах. При повышении температуры, как правило, ухудшаются механические свойства металлов. Максимальная температура, при которой металлы могут быть использованы для изготовления аппаратов, определяется пределом ползучести. Эта величина представляет собой то максимальное длительно действующее напряжение при котором суммарная деформация не превосходит некоторую допускаемую величину (обычно 1 %),
В качестве конструкционных материалов для аппаратов, работающих под давлением, с температурой стенки выше 450°С, применяются только специальные высоколегированные стали. Углеродистые и качественные углеродистые стали применяются при температуре до 400—450° С. Еще более низкая температура установлена для цветных металлов: меди, латуни, бронзы и др. У них в некотором интервале повышенных температур наблюдается явление хрупкости, обусловленное присутствием вредных примесей: свинца, сурьмы, висмута и кислорода, образующих в основном металле межкристаллические прослойки.
В аппаратах с высокотемпературными процессами не применяют пластмасс, так как они в большинстве своем становятся пластичными уже при температуре 100—150° С.
Температурные пределы применения основных конструкционных материалов приведены в табл. 2.
В конструкциях аппаратов, предназначенных для проведения высокотемпературных процессов, должны быть обязательно учтены температурные деформации различных частей изделия, особенно в тех случаях, когда наблюдаются местные перегревы или когда отдельные части аппарата изготовлены из разных материалов. Так, например, в кожухотрубных теплообменниках для компенсации различных удлинений трубчатки и кожуха устанавливают линзовые компенсаторы или плавающие головки. В футерованных аппаратах, предназначенных для агрессивных сред, предусматривают установку эластичной прокладки между металлическим кожухом и футеровкой.
Сосуды, обогреваемые непосредственно пламенем или газами с температурой выше 450° С, должны быть обязательно снабжены указателем уровня жидкости или каким-либо другим устройством, позволяющим контролировать уровень жидкости внутри сосуда.
Указанные требования к аппаратам, работающим с высокой температурой стенки, относятся и к аппаратам, работающим при пониженных температурах.
При выборе материалов для этой категории аппаратов необходимо иметь в виду, что многие стали при понижении температуры ниже —40° С становятся хрупкими. Цветные металлы, как, например, медь и алюминий, наоборот, улучшают свои пластические свойства и оказываются вполне пригодными конструкционными материалами.
Для предотвращения тепловых потерь внешняя поверхность
Свойства материалов, применяемых в | аппаратостроении | Таблица 2 | |||||||||||||||||||
Марка | Удельный | Температура | Теплопроводность | Коэффициент ли- | Механические свойства листового проката | Температурная область | Относительная стоимость | ||||||||||||||
Материал | материала | вес в | плавления в °С | в ккал/см | нейного расшире- | Предел прочности при | Удлинение в % | применения | 1 т листового материала | ||||||||||||
Г/см3 | сек-град | ния 106 | растяжении | в%% | в °С | (d=5¸10 mm) | |||||||||||||||
в кГ/мм2 | |||||||||||||||||||||
Сталь углеро- | |||||||||||||||||||||
дистая обыкновен- | |||||||||||||||||||||
ного качества... | Ст. 3 | 7,8 | — | 0,11 | 11,0 | 38—47 | 16—17 | -30¸+400 | 1,0 | ||||||||||||
Сталь углеро- | |||||||||||||||||||||
дистая, качествен- | |||||||||||||||||||||
ная....... | 7,85 | — | 0,12 | 11,5 | 35—50 | 22—24 | -40¸+450 | 1,15—1,4 | |||||||||||||
Низколегирован- | |||||||||||||||||||||
ная сталь...... | 15ХМ | 7,85 | — | 0,1 | 12,0 | 44—60 | 18—21 | -40¸+560 | — | ||||||||||||
Кислотостойкая сталь Жаропрочная сталь | |||||||||||||||||||||
Кислотостойкая сталь........ | 1Х18Н9Т | 7,9 | — | 0,04 | 16,5 | 50—60 | 35—45 | -196¸+600 | 9,0—10,0 | ||||||||||||
Жаропрочная сталь | Х18Н25С2 | 7,84 | _ | 0,13 | 16,2 | 65—75 | До 900 | ||||||||||||||
Техническая медь | МЗ | 8,9 | 0,95 | 16,4 | 30(20) | 3(30) | -196¸+250 | 10,0—11,0 | |||||||||||||
Латунь.. | Л-62 | 8,43 | 898—905 | 0,29 | 20,6 | 42(30) | 10(40) | -196¸+250 | 8,0—9,0 | ||||||||||||
Томпак.. | ЛТ-90 | 8,73 | 1025—1045 | 0,3 | 17,0 | 40(27) | 15(40) | -196¸+250 | 9,5—10,5 | ||||||||||||
Алюминий | Al, A2 | 2,7 | 0,52 | 23.8 | 15(7) | 4(28) | -196¸+150 | 12,0—16,0 | |||||||||||||
Сплав алюминия | АМг | 2,67 | — | 0,3 | 23,4 | 25(20) | 20(23) | До +150 | 10,0—13,0 | ||||||||||||
Сплав алюминия | АМг | 2,73 | — | 0,38 | 24,0 | 16(13) | 10(20) | До +150 | 9,0—10,0 | ||||||||||||
... | |||||||||||||||||||||
Технический | |||||||||||||||||||||
никель... | НТ | 8,9 | 0,14 | 13,7 | 55(38) | 2(35) | -250+550 | 42,0—45,0 | |||||||||||||
Монель | НМЖМц | 8,8 | 0,06 | 14,0 | 60(45) | 10(25) | -180¸+750 | 80,0-85,0 | |||||||||||||
28-2,5-1,5 | |||||||||||||||||||||
Титан.. | — | 4,35 | 1725--1800 | — | 8,1 | 126(77) | 2(17,5) | — | — | ||||||||||||
Продолжение | таблицы 2 | ||||||||||||||||||||
Марка | Удельный | Температура | Теплопроводность | Коэффициент ли- | Механические свойства листового проката | Температурная область | Относительная стоимость | ||||||||||||||
Материал | материала | вес в | плавления в °С | в ккал/см | нейного расшире- | Предел прочности при | Удлинение в % | применения | 1 т листового материала | ||||||||||||
Г/см3 | сек-град | ния 106 | растяжении | в%% | в °С | (d=5¸10 mm) | |||||||||||||||
в кГ/мм2 | |||||||||||||||||||||
Технический | |||||||||||||||||||||
магний... | Мг1, Мг2 | 1,74 | 0,37 | 25,7 | 25(18) | 8(17) | — | — | |||||||||||||
Технический цинк | Ц1, Ц2 | 7,13 | 0,268 | 35,4 | 15(7) | 10(20) | +20¸+120 | 6,0—6,5 | |||||||||||||
Технический | |||||||||||||||||||||
свинец... | Cl, C2 | 11,34 | 0,083 | 29,5 | 2(1,8) | 30(40) | 12,0—13,0 | ||||||||||||||
Техническое олово | 0,1; 02 | 7,3 | 0,152 | 22,0 | 2(1,7) | 45(90) | +20¸+200 | 80,0—85,0 | |||||||||||||
Графит.. | — | — | — | 0,3 | — | 0,6—2,3 | — | ||||||||||||||
Кварцевое стекло | 2,15 | 1800—2000 | 0,003 | 0,27—0,5 | 4,5 | До 1200 | ─ | ||||||||||||||
Винипласт | — | 1,38 | — | 0,0004 | 60—70 | 4—6 | 10—15 | -20¸+60 | 8,0—9,0 | ||||||||||||
Пластикат | — | 1,3—1,5 | — | — | 1,0 | -30¸+60 | 13,0—14,0 | ||||||||||||||
Полиэтилен | — | 0,92 | 104—115 | 0,0002 | 700—830 | 1,1—1,4 | 250—600 | -45¸+100 | 80,0—85,0 | ||||||||||||
Полиизобу- тилен.... | — | 1,3—1,4 | 0,001 | — | 0,45—0,65 | 550—600 | -40¸+100 | 16,0—22,0 | |||||||||||||
Органическое стекло | МС-2 | 1,2 | — | — | — | 6,5 | 2—4 | -40¸+70 | 60,0—80,0 | ||||||||||||
Полипропилен | 0,9-0,91 | 164—170 | 0,00033 | 3—3,8 | 500—700 | -40¸+120 | |||||||||||||||
Полистирол | — | 0,9—1,1 | 0,0002 | 60,0—80,0 | 2,2—4,9 | -50¸+80 | 7,0—8,0 | ||||||||||||||
Резина.. | — | 0,96-1,3 | — | —. | 2,0—4,5 | 600—700 | -40¸+60 | 13,0—18,0 | |||||||||||||
Фторопласт-4 | — | 2,1—2,3 | 0,0006 | 160,0— 250,0 17—30,0 | 1,6—2,5 | 250—500 | -100¸+250 | 400,0 | |||||||||||||
Текстолит | птк-пт | 1,4 | 0,0006 | 17-30,0 | 6—10 | 0,8—1,0 | До 125 | 56,0—76,0 | |||||||||||||
Фаолит.. | — | 1,5—1,7 | — | 0,001 | 17—22,0 | 1,5—3,5 | — | До 100 | 12,0—14,0 | ||||||||||||
Примечание В скобках приведены свойства отожженных материалов. | |||||||||||||||||||||
аппаратов, работающих при высоких или низких температурах, должна быть
покрыта слоем тепловой изоляции.
Дата публикования: 2015-01-23; Прочитано: 1206 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!