Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Практика показала, что сосуды с дефектами на внутренней поверхности корпусов (глубиной ~ 10 % толщины в виде плавной выборки с крутизной не менее 1:5) при снижении рабочего давления по результатам тензометрирования примерно на одну треть обеспечивают надежную и долговременную эксплуатацию в условиях гидротермального синтеза кварца.
Как и любой сосуд давления, несущий сосуд аппарата гидротермального синтеза после изготовления подвергается испытанию пробным гидравлическим давлением. Величина пробного давления определяется соотношением
о?
Pnp= 1,25рр-,
где Pnp — пробное давление гидроиспытания; рр — рабочее давление; CT20t, Or — пределы текучести материала корпуса при комнатной и рабочей температурах.
После гидроиспытания затворы разбираются и все детали тщательно осматриваются с целью выявления возможных повреждений и дефектов. При проведении гидроиспытания необ-
222 ходимо обеспечить температуру стеики несущего сосуда не ниже чем Гко + 30°С. Для подогрева корпуса сосуда приходится устанавливать специальные нагревательные устройства, оснащать сосуд термоизмерительными элементами и т. д., что бывает весьма затруднительно в цехах машиностроительного предприятия. В этом случае целесообразно гидроиспытание несущего сосуда проводить после монтажа на месте последующей эксплуатации при соответствующих гарантиях и обязательствах изготовителя. При этом дополнительной проверкой качества изготовления сосуда может быть его контрольная сборка у изготовителя после окончательного изготовления. Во время контрольной сборки осуществляется затяжка затворных узлов проектными усилиями и проверяется собираемость затворов, свинчиваемость гаек, качество прилегания уплотнительных поверхностей и т. п.
Глава 10
ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ НЕСУЩЕГО СОСУДА
Детали несущего сосуда гидротермального синтеза, находящиеся под действием внутреннего давления от 70 до 200 МПа и температур в диапазоне 300—500°С, подлежат расчету на прочность, плотность и долговечность. Расчету подлежат также вспомогательные коммуникации (защитные корпуса нагревателей, заглушки и т. д.), подвергающиеся действию давления и температур.
В настоящее время основу расчета на прочность деталей и узлов сосудов гидротермального синтеза приняты нормы и методы расчета деталей сосудов высокого давления, действующие в химическом машиностроении. Расчет деталей и узлов сосуда гидротермального синтеза, находящихся под действием внутреннего давления от 10 до 100 МПа в условиях статических нагрузок при числе циклов не более 1000, производится по ОСТ 26-1046—74 «Сосуды и аппараты высокого давления. Нормы и методы расчета на прочность». При расчете по этой документации максимальная температура стенки сосуда не должна превышать: 380 °С для углеродистых сталей ; 420 °С для низколегированных сталей; 525°С для аустенитных сталей.
Расчет деталей и узлов сосуда гидротермального синтеза, находящихся под действием внутреннего давления свыше 100 до 300 МПа и температуре от 0 до 400 °С в условиях повторно-статических нагрузок, также производится по соответствующим нормативно-техническим документам химического машиностроения. При расчете цилиндрических обечаек, днищ и крышек сосудов и аппаратов из углеродистых и легированных сталей можно руководствоваться также ГОСТ 14249—80 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность».
Нормы и методы расчета на прочность применимы при соблюдении «Правил устройства и безопасной эксплуатации
223 сосудов, работающих под давлением», утвержденных Госгортех-надзором СССР. Нормы и методы расчета постоянно совершенствуются, действие их, как правило, распространяется на 5 лет со времени утверждения вышестоящей организацией. При введении новых норм расчета все вновь проектируемое оборудование рассчитывается по ним.
Основные принципы расчета сосудов гидротермального синтеза
Задачами расчета сосуда гидротермального синтеза являются определение размеров несущих деталей, надежная герметизация уплотнительных элементов, а также уточнение конструктивного оформления отдельных, наиболее напряженных узлов и допускаемого режима нагружения с целью обеспечения заданной долговечности конструкции.
Для расчета сосудов на прочность необходимо, кроме величин давления и температуры, знать расчетный срок службы, число основных циклов давления и температур, состав среды, размеры и число отверстий в корпусе и крышках для технологических вводов, а также подробные сведения о характере технологического процесса (непрерывный или периодический), потоках жидкости и изменении температуры, если предполагается, что они будут значительными.
Нормативно-техническая документация по расчету на прочность сосудов регламентирует уровень допустимых напряжений в деталях сосуда высокого давления, определяет метод выбора основных размеров элементов и узлов, а также их геометрических очертаний, устанавливает допустимое число циклов нагружения и допустимый ресурс эксплуатации.
В качестве основных характеристик материалов, используемых в расчете, приняты предел текучести сгт, предел прочности (тв, относительное сужение xIf образца при одноосном растяжении и критическая температура хрупкости tK0. Для оценки допустимости концентрации напряжений в материале деталей сосуда необходимо знание относительного удлинения б и ударной вязкости а.
