Повышение качества изготовления кожухотрубчатой теплообменной аппаратуры совершенствованием методов и средств контроля формы и размеров базовых деталей

• Автор: Инсафутдинов, Аксан Фарахутдинович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 148 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПОСТАНОВКА ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ состояния технологичности конструкций и технологии производства кожухотрубчатой теплообменной аппаратуры в отрасли и
за рубежом

1.1.1. Оценка технологичности конструкций КТА

1.1.2. Анализ технического уровня технологии производства КТА .

1.2. Виды погрешностей формы базовых деталей КТА и их учет

при оценке прочности аппаратов

1.2.1. Виды отклонений формы корпусов КТА
1.3. Анализ собираемости кольцевых стыковых соединений КТА
1.4. Системный подход в повышении технологичности теплообменной аппаратуры по точностным параметрам
1.5. Выводы
2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ СЕЧЕНИЯ КОЖУХА НА КОЭФФИЦИЕНТ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКЦИИ И НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ КТА
2.1. Коэффициент эффективности конструкции для теплообменников с кожухом идеально круглой формы
2.2. Влияние отклонений формы поперечного сечения кожуха на коэффициент эффективности конструкции теплообменников
2.2.1. Влияние овальности сечения кожуха
2.2.2. Влияние угловатости в продольном сварном шве
2.2.3. Влияние смещения кромок в продольном сварном шве
2.2.4. Влияние различных сочетаний отклонений формы и размеров кожуха и перегородок

2.3. Влияние геометрии зоны сопряжения “обечайка-эллиптичес-
кое днище” на напряженное состояние аппаратов
2.4. Выводы
3. СПОСОБ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ КТА
3.1. Способ контроля формы и размеров поперечных сечений базовых деталей КТА
3.2. Методика обработки результатов замеров с применением ЭВМ
3.3. Средства контроля формы и размеров поперечных сечений базовых деталей КТА
3.4. Контрольно-измерительная система для контроля сечений базовых деталей КТА
3.5. Выводы
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ КОРПУСОВ КТА
4.1. Определение смещения кромок при стыковке соосных цилиндрических деталей, имеющих овальность поперечного сечения
4.2. Оценка распределения смещения кромок в стыковых соединениях несоосных базовых деталей, имеющих овальность сечения
4.3. Сборка корпусов аппаратов без применения формоизменения сечения стыкуемых деталей
4.4. Сборка теплообменных аппаратов с применением формоизменения сечения кожуха
4.5. Выводы
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Теплообменные аппараты являются одним из распространенных видов технологического оборудования, из них наибольший удельный вес приходится на кожухотрубчатые аппараты, в среднем, по отраслям - 15... 18% на предприятиях химической промышленности, 50% - в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностях. Капиталовложения в кожухотрубчатую теплообменную аппаратуру в нашей стране и за рубежом составляют от 10 до 40% стоимости технологического оборудования. Эксплуатационные расходы также велики и достигают иногда 40-50% расходов на все оборудование.
В настоящее время накоплен достаточный опыт по эксплуатации кожухотрубчатых теплообменных аппаратов (КТА), определению их достоинств и недостатков, дальнейшего усовершенствования конструкции, технологии, управления. Продолжается работа по более четкому определению причин неудовлетворительной работоспособности и конкурентоспособности, неуклонному повышению эффективности использования. К числу основных недостатков отечественных КТА относится низкая тепловая эффективность, обусловленная необоснованностью конструкторской точности, низкой технологической точностью из-за несовершенства технологии изготовления, в частности, корпусов, внутренних устройств, выступающих элементов; низкой технологичностью конструкций аппаратов в сравнении с аналогичными зарубежными образцами, отсутствием методов автоматизированного проектирования, сертификации, слабым метрологическим обеспечением и неоформленным фондом НТД.
До последнего времени к конструкциям КТА не предъявлялись конкретные требования к точности и технологичности, конструкторы фактически не несли ответственности за связанную с ними потерю работоспособности, а их соблюдение передано на произвольное решение изготовителей. Это сдержива-

кожухом и перегородками.
Наименьший возможный зазор между кожухом и поперечными перегородками определяется как разность между минимальным значением внутреннего диаметра корпуса и максимальным диаметром перегородок. Наибольший возможный зазор определяется как разность между максимальным значением диаметрального размера внутренней поверхности корпуса и минимальным диаметром перегородок. Согласно ОСТ 26 291-94 предельные отклонения внутреннего диаметра корпуса теплообменника должны соответствовать полю допуска Н14 по ГОСТ 25347. Предельные отклонения диаметра поперечных перегородок должны соответствовать полю допуска М3 по ГОСТ 25347. В табл. 2.1 приведены значения номинальных диаметров и их поля допусков для кожухов и перегородок теплообменников, а в табл. 2.2 и 2.3 - соответственно значения минимальных Lsb min и максимальных Lsb тах возможных зазоров между кожухом и перегородками, определяемых по формулам:
Lsb min As тт Dp maxi
Lsb max Ds max Dp mjn>
где Dsmin и Dsmax - соответственно минимальный и максимальный допустимый внутренний диаметр кожуха;
Dp min и Dp тах ~ соответственно минимальный и максимальный допустимый диаметр сегментной перегородки.
Таблица 2.
Номинальные диаметры и их поля допусков для кожухов и перегородок, мм
А НМ А М
ОСТ* ТУ"
800 2,0 796 796 1,
1000 2,3 995 995 1,
1200 2,6 1195 1197 1,
1400 3,1 1395 1396 1,
* - по ОСТ 26 291-94; ** - по ТУ 26-02-1069-88.