Транспортирование аппарата

Колонная аппаратура

 

Химические аппараты предназначаются для осуществления в них химических, физических, или физико-химических процессов, а также для хранения или перемещения в них различных химических веществ.

В зависимости от назначения, чаще всего по протекающему технологическому процессу, химические аппараты называют:

- реактор;

- теплообменник;

- испаритель и т.д.

Содержащиеся и перерабатываемые вещества в аппаратах бывают в разном агрегатном состоянии (чаще всего в жидком и газообразном, реже в твердом), различной химической активности.

Различные процессы проходят в аппаратах при давлениях от глубокого

вакуума до избыточного и разнообразных температурах от минус 250 до плюс 900 °С.

Характер работы аппаратов бывает непрерывным и периодическим, а
установка их может быть стационарной и нестационарной. Все аппараты, наряду с наличием у них своих специфических устройств, как правило, состоят из следующих основных элементов и узлов:

- цилиндрического корпуса;

- днища;

- крышки;

- штуцеров;

- устройств для присоединения контрольных приборов;

- люков;

- опоры;

- сварных и фланцевых соединений;

- строповых устройств.

Аппараты разделены по наиболее удобному для конструирования и расчета на три вида:

-емкостные;

-теплообменные;

-колонные.

Отличительным признаком колонной аппаратуры является их вертикальное положение, в которых имеются различные внутренние устройства в виде тарелок или насадок (в сорбционных и ректификационных колоннах). К ним относятся также комбинированные или агрегативные аппараты, представляющие собой расположенные друг над другом различные по конструкции и назначению несколько аппаратов, жестко соединенных между собой.

 

 

Характеристика материалов

 

Свариваемость – свойство металлов или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

Склонность к образованию трещин как показатель свариваемости материала, который устанавливается по факту образования трещин в сварном соединении и оценивается качественно или количественно критической величиной одного из факторов, обуславливающих трещинообразование.

Стойкость против образования трещин как показатель свариваемости материала, который устанавливается по факту отсутствия трещин и оценивается качественно или количественно критической величиной одного из факторов трещинообразования.

Сопротивляемость образованию трещин означает свойство материала в структурном и напряженно-деформированном состоянии шва или зоны термического влияния сопротивляться разрушению, соответствующему по характеру разрушения при образовании трещин.

Сталь 20

 

Заменитель – сталь 15, сталь 25.

Вид поставки - сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 8239-72. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75,
ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 10702-78. Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74. Проволока ГОСТ 5663-79, ГОСТ 17305-71. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 10704-76, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 5654-76, ГОСТ 550-75.

Назначение - после нормализации или без термообработки крюки кранов, муфты, вкладыши подшипников и другие детали, работающие при температуре от минус 40 до плюс 450°С под давлением, червяки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины.

Основные физико-химические характеристики стали 20 приведены в таблицах 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4.

 

Таблица 2.1 - Температура критических точек, °С

Ас1	Ас3 (Асm)	Аr3 (Аrсm)	Аr1

 

Таблица 2.2 -Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)

С	Si	Мn	S	Р	Сr	Ni	Сu	As
не более
0,17-0,24	0,17-0,37	0,35-0,65	0,04	0,035	0,25	0,3	0,3	0,08

 

Таблица 2.4 - Ударная вязкость, KCU, Дж/см²

Состояние поставки, термообработка	+20	-20	-40	-60
Отжиг
Нормализация				15-38

 

Таблица 2.3 - Механические свойства при Т=20^oС материала 20

Сортамент	Размер	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Лист термообработ., ГОСТ 4041-71	4 - 14	340-490
Трубы горячедеф., ГОСТ 550-75
Трубы, ГОСТ 8731-87
Трубы, ГОСТ 10705-80
Прокат, ГОСТ 1050-88	до 80						Нормализа-ция
Прокат нагартован., ГОСТ 1050-88
Прокат отожжен., ГОСТ 1050-88
Лента отожжен., ГОСТ 2284-79		310-540
Лента нагартован., ГОСТ 2284-79		490-830

 

 

Технологические свойства:

- температура ковки в начале 1280 °С, в конце 750, охлаждение на воздухе;

- свариваемость - сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки;

- способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС;

- склонность к отпускной способности – не склонна;

- флокеночувствительность - не чувствительна.

Эквивалент углерода C_экв, % вычисляется по формуле

 

 

 

При С_экв=0,39% и S=20 мм подогрев до 200^оС.

Эквивалент углерода , %, вычисляется по формуле

 

 

Так как

 

< 0,6 %,

 

то резка стали возможна в любых условиях без применения подогрева.

Сталь 17Г1С

 

Заменитель – 17ГС.

Вид поставки - лист толстый ГОСТ 19282-73, ГОСТ 19903-74,
ГОСТ 5520-79. Назначение - сварные детали, работающие под давлением при температуре от минус 40 до плюс 475 °С. Основные физико-химические характеристики стали 17Г1С приведены в таблицах 2.2.1, 2.2.2 и 2.2.3.

 

Таблица 2.2.1 - Химический состав, % (ГОСТ 1050—88)

С	Si	Мn	S	Р	N	Cr	Сu	Ni	As
не более
0,15-0,2	0,4-0,6	1,15-1,6	0,04	0,035	0,008	0,3	0,3	0,3	0,08

 

Таблица 2.2.2 - Механические свойства при Т=20^oС материала 20

Сортамент	Размер	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Лист, ГОСТ 5520-79			345-355			390-440
Трубы, ГОСТ 10705-80

 

Таблица 2.2.3 - Ударная вязкость,KCU, Дж/см²

Состояние поставки, термообработка	+20	-20	-40	-60
Труба горячекатаная, σв = 530 МПа
Труба, закалка, высокий отпуск, σ0,2 = 475 МПа, σв = 670 МПа

Технологические свойства:

- свариваемость - сваривается без ограничений;

- склонность к отпускной способности - не склонна;

- флокеночувствительность - не чувствительна.

Эквивалент углерода C_экв, % вычисляется по формуле (2.1)

 

 

При С_экв = 0,56% и S = 32 мм подогрев до 350^оС.

Эквивалент углерода , %, вычисляется по формуле (2.2)

 

 

Так как

 

> 0,6 %,

 

то резка стали с применением подогрева до 200 ^оС.

 

Сталь 03Х23Н28Ю4Т

 

Вид поставки – листы горячекатаные ТУ 14-1-4195-86.

Назначение – насадки зажигателей, неохлажденные элементы дистанцирования поверхностей нагрева паровых котлов, форсунки зажигателей термических печей и другие изделия, которые работают в окислительных газовых средах при температуре 1300°С включительно.

Основные физико-химические характеристики стали 03Х23Н28Ю4Т приведены в таблицах 2.3.1, 2.3.2 и 2.3.3.

Таблица 2.3.1 – Химический состав, % (ТУ 14-1-4195-86)

С	Si	Mn	S	Р	Сr	Ni	Ti	Al	Ce	Ca
	не более
0,03	0,4	0,5	0,02	0,02	23-24	27-28	0,1-0,2	4-4,5	0,15	0,1

 

Таблица 2.3.2 – Жаростойкость

Среда	t, °С	Скорость коррозии, мм/год	База испытаний,ч
Воздух		0,15

 

Таблица 2.3.3 – Высокотемпературные пластичность и прочность сплава

t, °С	σ0,2, H/мм2	σв, H/мм2	δ, %	y, %
			46,1	48,0
			66,2	71,6
			76,3	68,5
			74,2	92,0
			67,5	96,5
			77,8	96,5

 

Технологические свойства:

- температура ковки в начале 1180 °С, в конце 950;

- свариваемость – ограниченно свариваемая;

- способы сварки РД, РАД и КТ.

Эквивалент углерода C_экв, % вычисляется по формуле (2.1)

 

 

При С_экв = 6,54% и S = 60 мм подогрев до 350^оС, с последующей термообработкой.

Эквивалент углерода , %, вычисляется по формуле (2.2)

 

Так как

 

> 0,6 %,

 

кроме применения подогрева, необходима и последующая термическая обработка.

 

Транспортирование аппарата

 

Дано:

D_вн=1800 мм; L₄=2400 мм;

L₁=2000 мм; S₄=28 мм;

S₁=20 мм; m_дн1=620,4 кг

L₂=8200 мм; m_дн2=2065,4 кг

S₂=32 мм; V_g1=912,6 дм³;

L₃=10600 мм; V_g2=1014,3 дм³;

S₃=60 мм;

Рисунок 3.1 – Эскиз колонного аппарата