Повышение работоспособности базовых элементов с патрубками в агрегатах нефтегазохимических производств

• Автор: Сагинбаев, Рустам Хабирович
• Шифр специальности: 05.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЗВЕДЕНИЕ
[. ПРИМЕНЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ОТБОРТО-ЗАННЫМИ ПАТРУБКАМИ В АГРЕГАТАХ НЕФТЕГАЗОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
1.1. Конструктивно-технические решения соединения базовых дета-
іей с патрубками
1.2. Изготовление базовых деталей нефтехимической аппаратуры с зтбортованными патрубками
1.3. Расчет основных параметров базовых деталей с патрубками
1.4. Присоединение отводов к действующему оборудованию
1.5. Цель и основные задачи исследования
I. ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ НАКЛАДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПАТРУБКАМИ '. 4<8
2.1. Современные методы исследования напряжений и деформаций ., 1{8
2.2. Анализ напряженно-деформированного состояния накладных шементов с патрубками
2.3. Определение коэффициентов концентрации упруго-шастических напряжений и деформаций
2.4. Расчет технико-экономической эффективности применения на-сладных элементов с отбортованными патрубками
2.5. Выводы по главе 2
5. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКЛАДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ОТБОРТОВАННЫМИ ПАТРУБКАМИ
3.1. Напряженно-деформированное состояние
3.2. Определение деформационных параметров
3.3. Определение силовых параметров
3.4. Выводы по главе
4. КОНСТРУИРОВАНИЕ И ОПРОБИРОВАНИЕ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАКЛАДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ОТБОРТОВАННЫМИ ПАТРУБКАМИ
4.1. Конструкция штамповой оснастки
4.2. Натурные испытания по получению накладных элементов с отбортованными патрубками
4.3. Выводы по главе 4
Выводы по работе
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Одним из распространенных и тяжелонагруженных конструктивных элементов нефтегазоперерабатывающего
оборудования (сосуды, аппараты и трубопроводы) являются соединения в виде патрубков, приваренных к обечайке (трубе). Высокая концентрация напряжений в области стыка патрубка с обечайкой является одной из основных причин пониженной надежности таких конструктивных элементов.
Вариантами укрепления отверстий под патрубки являются: укрепление при помощи проходящего штуцера, укрепление отверстия отбортовкой, укрепление отверстия торообразной вставкой и др. С позиции уменьшения трудоемкости и металлоемкости целесообразнее применение отбортовки отверстия. При этом повышение работоспособности обеспечивается в основном за счет снижения степени концентрации напряжений.
В настоящей работе использован метод укрепления отверстий отбортовкой применительно к предложенной новой конструкции накладных элементов с патрубками. При применении предлагаемых накладных элементов с отбортованными патрубками отпадает необходимость использования пристыкованного патрубка и дальнейшего укрепления узла “корпус-патрубок” укрепляющим кольцом или другим усилительным элементом. Это значительно снизит трудоемкость и металлоемкость соединения, а также увеличит надежность и долговечность эксплуатации данной конструкции.
Предлагаемые в данной работе накладные элементы применимы и в трубопроводном транспорте, при возникновении необходимости врезки отвода на каком-то участке к действующему трубопроводу.
Для обоснования целесообразности применения накладных элементов с отбортованными патрубками были проведены необходимые исследования напряженно-деформированного состояния

по расчету на расчетное давление; приварной накладки; местного утолщения оболочки вокруг отверстия или отбортованного воротника (высаженной горловины), а также отверстие, в котором развальцовываются трубы.
Коэффициент снижения прочности цилиндрической, конической и сферической оболочек или выпуклого днища, ослабленных неукрепленным одиночным отверстием, определяют по формуле:
<рл=2/[ * +1,75], (1.4)
л/ т )
Если вычисленное значение(рл > 1 то принимают <р = 1.
Диаметр отверстия б в расчетах принимают:
1) для круглых отверстий под развальцовку труб, под приварку патрубков к поверхности оболочки и для отверстий, закрываемых крышкой- равным диаметру отверстий в обечайках:
2) для круглых отверстий с пропущенным патрубком, соединенным с оболочкой сварным швом с полным проплавлением стенки оболочки-равным внутреннему диаметру патрубка;
3) для тройников с отбортованным воротником (высаженной горловиной)- равным условному диаметру, определяемому по формуле
с1 — (II + 0,5 г, (1.5)
где г-техно логические размеры.
Значение диаметра принимают в зависимости от конструкции
днищ.
Наибольший допускаемый диаметр неукрепленного одиночного отверстия с учетом условий эксплуатации, в оболочках определяют по формуле:
с10=(-- 1,75) 4в~(, (1.6)

Расчетный диаметр отверстия, не требующего укрепления при отсутствии избыточной толщины стенки сосуда вычисляется