3.5. Специальная часть

3.5.1. Расчет фланцевых соединений

Поскольку в аппарате находится огне- взрывоопасная среда – смесь углеводородов – выбираем для аппарата фланцы цельного типа на условное давление 1 МПа с плоской поверхностью уплотнения.

Произведем расчет фланца для штуцера ввода нефтяной эмульсии в аппарат. Его условный диаметр D_y=150 мм.

Расчет фланцевого соединения включает расчет болтов, расчет фланцев и выбор прокладок.

Условия работы: расчетная температура - 25°С,

расчетное давление – 0,6 МПа.

Материал фланца – сталь 09Г2С – соответствует материалу корпуса аппарата. D_y=150 – условный диаметр.

Материал болтов – сталь Вст5сп – принял в зависимости от температуры среды и материала фланца [9].

Основные параметры фланца.

Исходя из условия, что меньше максимально допустимого давления для углеродистых сталей при рабочих условиях определим максимально допустимое давление и соответствующее этому давлению условное давление. В нашем случае максимально допустимое давление равно условному давлению и составляет 0,64 МПа.

Рис. 3.11. Фланец цельного типа.

Принимаем фланец со следующими параметрами ([9], приложение 11).:

условное давление;

условный проход фланца;

диаметр фланца;

– диаметр болтовой окружности;

диаметр втулки фланца;

толщина тарелки фланца;

– высота соединительного выступа (при

высота фланца.

Болты М20 в количестве 8 штук.

Материал прокладки – паронит. ([9], табл 2.4)

3.5.2. Расчет болтов

Нагрузку на болты фланцевого соединения, находящегося под давлением среды, определим по формуле:

где – общая нагрузка на болты, МН;

средний диаметр прокладки, м;

рабочее давление среды, МПа;

коэффициент удельного давления на прокладку, показывающий во сколько раз удельное давление должно быть больше внутреннего давления, чтобы условие герметичности было выполнено; [9];

расчетная ширина прокладки, которую принимают в зависимости от конструкции прокладки и уплотнительных поверхностей, м; , т.к. . удельное давление, которое нужно создать на поверхности прокладки, МПа;

Определяем число болтов по наибольшей нагрузке по формуле

где допускаемая нагрузка на один болт, МН.

Допускаемая нагрузка на один болт равна:

где внутренний диаметр резьбы болта, м; принимаем по таблице;

конструктивная прибавка; , т.к. выбрана углеродистая сталь;

допускаемое напряжение, МПа; принимаем по таблице для Вст5сп [9].

Число болтов равно:

Нагрузку, воспринимаемую болтами, находим по формуле:

Рассчитываем фланец на условную нагрузку:

Определяем напряжения изгиба в указанных сечениях (рис.3.5). Эти напряжения не должны превышать допускаемых напряжений, т.е.

(3.38).

Напряжение изгиба в сечении АВ равно:

Напряжение изгиба в сечении ВС равно:

Вывод: Так как условия выполняются, размеры и материал фланца выбраны верно. Из вышеприведенного расчет следует, что для установки подготовки нефти мощностью 4 млн. т/год требуется 2 стандартных отстойника типа ОГ-200.