 |
Определение отбраковочных толщин основных конструктивных элементов теплообменных аппаратов
|
|
|
|
Отбраковка основных конструктивных элементов кожухотрубчатых теплообменников
Учебно-методическое пособие
к выполнению практической работы по дисциплине
«Техническое освидетельствование технологического оборудования»
Уфа 2015
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения направлений подготовки 151000, 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» профиля «Оборудование нефтегазопереработки».
Составители: Рубцов А.В., доцент, канд. техн. наук
Закирничная М.М., докт. техн. наук, профессор
Ковшова Ю.С., канд. техн. наук
Рецензенты: Габбасова А.Х., канд. техн. наук, доцент каф. ТМО
Хасбутдинова Е.В., канд. техн. наук, доцент каф. ТМО
© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2015
Содержание
| С | |
| Введение | 4 |
| Практическая работа. Отбраковка основных конструктивных элементов кожухотрубчатых теплообменников | 5 |
| Пример выполнения задания | 20 |
| Контрольные вопросы | 26 |
| Перечень вариантов к практической работе | 26 |
| Список использованных источников | 27 |
| Приложение А. Допускаемые напряжения для материала элемента аппарата при расчетной температуре | 28 |
| Приложение Б. Требования к оформлению отчета о практической работе | 30 |
| Приложение В. Пример оформления титульного листа отчета о практической работе | 31 |
ВВЕДЕНИЕ
На предприятиях нефтегазопереработки и нефтехимии эксплуатируется большое количество теплообменных аппаратов, которые предназначены для нагрева, охлаждения, конденсации сырья и продукции и т.д. В процессе эксплуатации теплообменники подвергаются воздействию эксплуатационных нагрузок и рабочих сред. Это приводит к развитию различных дефектов, которые снижают эксплуатационную безопасность оборудования и могут привести к возникновению аварийных ситуаций.
|
|
|
Основным мероприятием по обеспечению безопасной и надежной эксплуатации теплообменных аппаратов являются периодическое техническое освидетельствование и своевременная отбраковка дефектных элементов.
Целью данного учебно-методического пособия является приобретение навыков студентами по нормам отбраковки теплообменных аппаратов.
Практическая работа. Отбраковка основных конструктивных элементов кожухотрубчатых теплообменников.
Цель работы:
Изучение норм отбраковки основных конструктивных элементов теплообменных аппаратов.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Определение отбраковочных толщин основных конструктивных элементов теплообменных аппаратов
Отбраковка элементов теплообменных аппаратов, работающих под давлением производится согласно СТО-СА-03-004-2009 «Трубчатые печи, резервуары, сосуды и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Требования к техническому надзору, ревизии и отбраковке».
Отбраковка элементов теплообменных аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом производится согласно РУА-93 «Руководящие указания по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) и вакуумом».
Элементы сосудов и аппаратов (в том числе и литых), определяющие их прочность, должны отбраковываться если при толщинометрии выявится, что под действием коррозии и эрозии уменьшилась толщина металла стенки (обечаек корпуса, днищ, крышек, заглушек, штуцеров и др.) до значений, определенных расчетами по действующим методикам (ГОСТ Р 52857.1¸12-2007. и др.) или по паспорту, с учетом всех действующих нагрузок (внутреннего или наружного давления, весовых, ветровых, сейсмических, температурных и пр.) без учета прибавки на коррозию (отбраковочный размер);
|
|
|
Если расчетная толщина стенки (без учета прибавки на коррозию) оказалась меньше величины, указанной ниже, то за отбраковочный размер принимается величина, указанная в таблице 1.
- для патрубков теплообменных аппаратов, работающих под давлением - в соответствии с таблицей 2;
- для патрубков теплообменных аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом – в соответствии с таблицей 3.
Трубный пучок рекомендуется отбраковывать при выходе из строя более 30 % труб.
Таблица 1 – Минимальный отбраковочный размер для кожухотрубчатых теплообменных аппаратов
| Материал | Диаметр, мм | ||
| 500 и ниже | 600, 800 | 1000 и выше | |
| толщина стенки, мм | |||
| Стали углеродистые, низколегированные, кремнемарганцовистые, хромомолибденовые | 3,5 | 4 | 5 |
| Стали высоколегированные хромоникелевые | 2 | 3 | 4 |
Таблица 2 – Минимальный отбраковочный размер для толщины стенки патрубка аппарата, работающего под давлением
| Наружный диаметр, мм | £ 25 | £ 57 | £ 108(114) | £ 219 | £ 377 | ³ 426 |
| Наименьшая допустимая толщина стенки, мм | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
Таблица 3 – Минимальный отбраковочный размер для толщины стенки патрубка аппарата, работающего под давлением ниже 0,07 МПа и вакуумом
| Наружный диаметр, мм | £ 25 | £ 57 | £ 108(114) | £ 219 | ³ 325 |
| Наименьшая допустимая толщина стенки, мм | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
Расчетные толщины стенок элементов теплообменных аппаратов определяются по ГОСТ Р 52857.1-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.», ГОСТ Р 52857.2-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек», ГОСТ Р 52857.3-2007. «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер».
Для цилиндрических обечаек расчетная толщина стенки определяется по формуле (1):
, (1)
где p – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;
|
|
|
D – внутренний диаметр, мм;
[s] – допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлен элемент, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры из приложения А;
j - коэффициент сварного шва, который выбирается по таблице 4.
Таблица 4 - Коэффициенты прочности сварных швов
| Вид сварного шва | Значение коэффициентов прочности сварных швов | |
| Длина контролируемых швов от общей длины составляет 100 % | Длина контролируемых швов от общей длины составляет от 10 до 50 % | |
| Стыковой или тавровый с двусторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой | 1,0 | 0,9 |
| Стыковой с подваркой корня шва или тавровый с двусторонним сплошным проваром, выполняемый вручную | 1,0 | 0,9 |
| Стыковой, доступный сварке только с одной стороны и имеющий в процессе сварки металлическую подкладку со стороны корня шва, прилегающую по всей длине шва к основному металлу | 0,9 | 0,8 |
| Втавр, с конструктивным зазором свариваемых деталей | 0,8 | 0,65 |
| Стыковой, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой с одной стороны с флюсовой или керамической подкладкой | 0,9 | 0,8 |
| Стыковой, выполняемый вручную с одной стороны | 0,9 | 0,65 |
Для эллиптических и полусферических днищ расчетная толщина стенки определяется по формуле (2):
, (2)
где R- радиус кривизны в вершине днища, который равен:
R = D - для эллиптических днищ с Н = 0,25 D;
R = 0,5 D - для полусферических днищ с Н = 0,5 D.
Для плоских днищ расчетная толщина стенки определяется по формуле (3):
, (3)
где К- коэффициент, который в зависимости от конструкции днищ и крышек определяют по таблице 4 ГОСТ Р 52857.2-2007 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек» (в данной работе принимаем К=0,53).
К0 – коэффициент, который равен 1 для днищ (крышек) без отверстий; для днищ и крышек, имеющих одно отверстие коэффициент К0 определяется по формуле (4):
|
|
|
, (4)
где dp – диаметр отверстия в днище или крышке, мм;
Dр – расчетный диаметр днища (крышки), мм
В рассматриваемых вариантах Dр=D, где D – внутренний диаметр сосуда, мм.
Для штуцеров расчетная толщина стенки определяется по формуле (5):
, (5)
где p – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа;
d – внутренний диаметр штуцера, мм;
cs – прибавка на коррозию к расчетной толщине стенки штуцера, мм. Зависит от коррозийности среды. В работе принимаем cs=1;
[s]1 – допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлен штуцер, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры из приложения А;
j1 - коэффициент сварного шва. Если ось сварного шва обечайки (днища) удалена от наружной поверхности штуцера на расстояние более чем три толщины укрепляемого элемента (3s, рисунок 1б), то коэффициент прочности этого сварного соединения при расчете укрепления отверстий следует принимать j1 = 1. В исключительных случаях, когда сварной шов пересекает отверстие или удален от наружной поверхности штуцера на расстояние менее 3s, принимают j1 £ 1в зависимости от вида и качества сварного шва.
Если плоскость, проходящая через продольный шов вальцованного штуцера и ось этого штуцера, образует угол не менее 600 с плоскостью продольного осевого сечения цилиндрической или конической обечайки (рисунок 2), то принимают j1 = 1. В остальных случаях j1 £ 1 в зависимости от вида и качества сварного шва.
Рисунок 1
Рисунок 2
Элементы теплообменных аппаратов также подлежат отбраковке, если:
- при контроле сварных швов визуально и неразрушающими методами контроля и металлографическими исследованиями выявлены: дефекты (свищи, трещины всех видов и направлений), расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещины, выявленные при металлографическом исследовании, межкристаллитная коррозия, коррозионное растрескивание металла, превышающие допустимые, установленные нормативной документацией на изготовление, сварку и контроль сварных соединений, а также коррозия сварных швов с износом их по толщине до отбраковочных величин;
- при ультразвуковом контроле сварных соединений количество дефектов при заданной длине шва превышает нормативное предельно допустимое значение, указанное в конструкторской документации на контролируемый объект в зависимости от его категории; при отсутствии таких норм руководствоваться нормами, указанными в СТО 00220256-005-2005 «Швы стыковых, угловых и тавровых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика ультразвукового контроля», СТО 00220256-014-2008 «Инструкция по ультразвуковому контролю стыковых, угловых и тавровых сварных соединений химической аппаратуры из сталей аустенитного и аустенитно-ферритного классов с толщиной стенки от 4 до 30 мм» и другой нормативно-технической документации по контролю;
|
|
|
- при радиационном контроле сварных соединений (для теплообменных аппаратов работающих под давлением ниже 0,07 МПа), в зависимости от их вида, класс дефектности ниже нормативно допустимого класса по ГОСТ 23055-78. Допустимые классы дефектности приведены в таблице 5;
Таблица 5 – Допустимые классы дефектности сварных соединений при радиографическом контроле
| Вид сварных соединений | Группа сосудов по ПБ 03-584-03 | |||
| 1,2,3 | 4 | 5а | 5б | |
| Классы дефектности по ГОСТ 23055-78 | ||||
| Стыковые | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Угловые и тавровые | 4 | 5 | 5 | 6 |
| Нахлесточные | 5 | 6 | 6 | 7 |
- твердость основного металла и сварных швов выходит за нормативные значения.
- аппарат не выдержал испытание на прочность и плотность;
- если остаточная (локальная) деформация корпуса, а также отклонения от прямолинейности и круглости (овальность) превышают допустимые значения.
Трубные решетки кожухотрубчатых теплообменных аппаратов должны отбраковываться при достижении отбраковочных значений их толщин, определенных расчетным путем, выявлении трещин, а также при отслоении наплавленной поверхности от основного металла.
Расчетная толщина стенки трубной решетки определяется по формуле (6):
, (6)
где Dп.ср. - средний диаметр прокладки фланцевого соединения, мм;
Pрас - расчетное внутреннее избыточное давление, МПа (выбирается большее из двух расчетных давлений – для трубного или межтрубного пространства);
jр - коэффициент ослабления трубной решетки;
[s]t – допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлена трубная решетка, МПа. Выбирается в зависимости от материала и расчетной температуры из приложения А
Коэффициент ослабления трубной решетки определяется по формуле (7):
, (7)
где tр - шаг отверстий в решетке, мм;
dО - диаметр отверстий под болты (шпильки), мм.
Рекомендации по выбору шага отверстий tр в решетке теплообменников приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Рекомендации по выбору шага отверстий tр в решетке теплообменников
| dT, мм | 16 | 20 | 25 | 38 | 57 |
| tр, мм | 21 | 26 | 32 | 48 | 70 |
Диаметры отверстий под болт (шпильку) в зависимости от диаметра болтов (шпилек) приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Диаметры отверстий под болт (шпильку) в зависимости от диаметра болтов (шпилек)
| dБ, мм | dО, мм |
| М20 | 23 |
| (М22) | 25 |
| М24 | 27 |
| (М27) | 30 |
| М30 | 33 |
| М36 | 40 |
| М42 | 46 |
| М48 | 52 |
| М52 | 58 |
| М56 | 60 |
| М60 | 66 |
| М64 | 70 |
| Примечание: Размеры, заключенные в скобки, применять не рекомендуется | |
Рекомендуемые диаметры болтов dБ в зависимости от Pу и D приведены в таблице 8.
Таблица 8 - Рекомендуемые диаметры болтов dБ в зависимости от Pу и D
| D, мм | Ру, МПа | |||||||
| £ 0,6 | 1,0 | 1,6 | 2,5 | 4,0 | 6,4 | 8,0 | 10,0 | |
| 800 | M20 | М20 | М20 | М20 | М30 | М36 | М30 - М36 | М30 - М42 |
| 1000 | М42 | М42 | М48 | |||||
| 1200 | М24 – М30 | М24 – М30 | М36 | М48 | М52-М56 | |||
| 1400 | М48 | М52 - М56 | М56 - М64 | |||||
| 1600 | М30 | |||||||
| 1800 2000 | М30 | М42 | М52 | — | — | |||
| 2200 2400 | M24 – М30 | — | — | — | ||||
Средний диаметр прокладки фланцевого соединения определяется по формуле (8):
, (8)
где Dп - наружный диаметр прокладки, мм;
bп - ширина уплотнительной прокладки, мм.
Ширина уплотнительной прокладки bп в зависимости от ее конструкции, материала и диаметра аппарата D приведена в таблице 9.
Таблица 9 - Ширина уплотнительной прокладки bп в зависимости от ее конструкции, материала и диаметра аппарата D
| Конструкция и материал прокладки | D, мм | bп, мм |
| Плоская неметаллическая | £ 1000 | 12-15 |
| 1000 < D £ 2000 | 15-25 | |
| > 2000 | 25 | |
| Плоская металлическая | £ 1000 | 10-12 |
| > 1000 | 12-15 | |
| Плоская в металлической оболочке и зубчатая металлическая | £ 1600 | 12-18 |
| > 1600 | 13-25 | |
| Овального или восьмиугольного сечения металлическая | £ 600 | 12-18 |
| 600 < D £ 800 | 16-22 | |
| 800 < D £ 1000 | 18-28 | |
| 1000 < D £ 1600 | 22-42 |
Наружный диаметр прокладки определяется по формуле (9):
, (9)
где DБ – диаметр болтовой окружности, мм;
е – величина, которая выбирается по таблице 10, мм.
Таблица 10 – Значение величины е в зависимости от диаметра болтов (шпилек)
| dБ, мм | е, мм | |
| Плоская прокладка | Прокладка овального сечения | |
| М20 | 30 | 53 |
| (М22) | 32 | 55 |
| М24 | 34 | 57 |
| (М27) | 37 | 60 |
| М30 | 41 | 64 |
| М36 | 48 | 71 |
| М42 | 55 | 78 |
| М48 | 61 | 84 |
| М52 | 65 | 88 |
| М56 | - | 195 |
| М60 | - | 240 |
| М64 | - | 240 |
| Примечание: Размеры, заключенные в скобки, применять не рекомендуется | ||
Диаметр болтовой окружности в зависимости от Ру и D для применяемых типов аппаратных фланцев, приведен в таблицах 11, 12, 13.
Таблица 11 - Диаметр болтовой окружности в зависимости от Ру и D для плоских приварных аппаратных фланцев
| D, мм | Pу, МПа | DБ, мм |
| 400 | 0,6 | 480 |
| 1,0 | 495 | |
| 1,6 | ||
| 500 | 0,6 | 580 |
| 1,0 | 600 | |
| 1,6 | ||
| 600 | 0,3 | 680 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 700 | |
| 1,6 | ||
| 700 | 0,3 | 780 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 800 | |
| 1,6 | ||
| 800 | 0,3 | 880 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 905 | |
| 1,6 | ||
| 900 | 0,3 | 990 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 1005 | |
| 1,6 | ||
| 1000 | 0,3 | 1090 |
| 0,6 | ||
| 1,0 |
1105
| |
| 1,6 | ||
| 1100 | 0,3 | 1190 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 1210 | |
| 1,6 | ||
| 1200 | 0,3 | 1290 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 1310 | |
| 1,6 | ||
| 1400 | 0,3 | 1490 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 1510 | |
| 1,6 | ||
| 1600 | 0,3 | 1690 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 1730 | |
| 1,6 | ||
| 1800 | 0,3 | 1890 |
| 0,6 | ||
| 1,0 |
1930
| |
| 1,6 | ||
| 2000 | 0,3 | 2090 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 2135 | |
| 1,6 | ||
| 2200 | 0,3 | 2290 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 2335 | |
| 1,6 | ||
| 2400 | 0,3 | 2490 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 2540 | |
| 1,6 | 2550 | |
| 2600 | 0,3 | 2705 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 2745 | |
| 2800 | 0,3 | 2905 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 2945 | |
| 3000 | 0,3 | 3105 |
| 0,6 | ||
| 1,0 | 3160 |
Таблица 12 - Диаметр болтовой окружности в зависимости от Ру и D для аппаратных фланцев приварных встык
| D, мм | Pу, МПа | DБ, мм |
| 400 | 1,0 | 495 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | ||
| 4,0 | 530 | |
| 6,4 | ||
| 500 | 1,0 | 600 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | ||
| 4,0 | 635 | |
| 6,4 | ||
| 600 | 1,0 | 700 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | ||
| 4,0 | 735 | |
| 6,4 | 750 | |
| 700 | 1,0 | 800 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 810 | |
| 4,0 | 835 | |
| 6,4 | 875 | |
| 800 | 1,0 | 905 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 915 | |
| 4,0 | 945 | |
| 6,4 | 985 | |
| 900 | 1,0 | 1005 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 1020 | |
| 4,0 | 1050 | |
| 6,4 | 1110 | |
| 1000 | 1,0 | 1105 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 1125 | |
| 4,0 | 1179 | |
| 6,4 | 1220 | |
| 1100 | 1,0 | 1210 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 1235 | |
| 4,0 | 1275 | |
| 6,4 | 1330 | |
| 1200 | 1,0 | 1310 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 1345 | |
| 4,0 | 1385 | |
| 6,4 | 1440 | |
| 1400 | 1,0 | 1510 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 1555 | |
| 4,0 | 1600 | |
| 6,4 | 1675 | |
| 1600 | 1,0 | 1730 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 1760 | |
| 4,0 | 1830 | |
| 6,4 | 1900 | |
| 1800 | 1,0 | 1930 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 1965 | |
| 2000 | 1,0 | 2135 |
| 1,6 | ||
| 2,5 | 2175 | |
| 2200 | 1,0 | 2335 |
| 1,6 | ||
| 2400 | 1,0 | 2540 |
| 1,6 | 2550 | |
| 2600 | 1,0 | 2745 |
| 1,6 | 2755 | |
| 2800 | 1,0 | 2945 |
| 1,6 | 2960 | |
| 3000 | 1,0 | 3160 |
| 1,6 | ||
| 1,6 |
Таблица 13 - Диаметр болтовой окружности в зависимости от Ру и D для аппаратных фланцев приварных встык под прокладку восьмиугольного сечения
| D, мм | Pу, МПа | DБ, мм |
| 400 | 6,4 | 530 |
| 8,0 | 555 | |
| 10,0 | 565 | |
| 16,0 | 630 | |
| 500 | 6,4 | 635 |
| 8,0 | 670 | |
| 10,0 | 685 | |
| 16,0 | 755 | |
| 600 | 6,4 | 750 |
| 8,0 | 780 | |
| 10,0 | 810 | |
| 16,0 | 890 | |
| 800 | 6,4 | 985 |
| 8,0 | 1020 | |
| 10,0 | 1055 | |
| 16,0 | 1170 | |
| 1000 | 6,4 | 1220 |
| 8,0 | 1255 | |
| 10,0 | 1295 | |
| 16,0 | 1425 | |
| 1200 | 6,4 | 1440 |
| 8,0 | 1495 | |
| 10,0 | 1535 | |
| 16,0 | 1695 | |
| 1400 | 6,4 | 1675 |
| 8,0 | 1720 | |
| 10,0 | 1775 | |
| 1600 | 6,4 | 1900 |
| 8,0 | 1950 |
Трубный пучок рекомендуется отбраковывать при выходе из строя более 30 % труб.
Трубные решетки должны иметь гладкие и ровные уплотнительные поверхности под прокладки без поперечных рисок, забоин, пор и раковин.
Фланцы штуцеров должны отбраковываться:
а) при неудовлетворительном состоянии уплотнительной поверхности - наличии трещин, раковин и других дефектов, не подлежащих ремонту;
б) при уменьшении толщины стенки воротника фланца до отбраковочных (расчетных) размеров патрубка.
Пример выполнения задания
Необходимо назначить нормы отбраковки основных конструктивных элементов конденсатора. Необходимые исходные данные берутся из акта изучения и анализа технической документации.
Исходные данные:
Срок ввода в эксплуатацию 1990 год.
Расчетные параметры:
Расчетное давление трубного пространства - 1,0 МПа;
Расчетное давление межтрубного пространства - 2,5 МПа;
Расчетная температура в трубном пространстве - 100 0С;
Расчетная температура в межтрубном пространстве - 100 0С.
Внутренний диаметр:
Цилиндрическая обечайка корпуса – 1200 мм;
Цилиндрическая обечайка распредкамеры – 1200 мм;
Эллиптическое днище – 1200 мм;
Плоская крышка – 1350 мм.
Исполнительная толщина стенки:
Цилиндрическая обечайка корпуса – 16 мм;
Цилиндрическая обечайка распределительной камеры – 12 мм;
Эллиптическое днище – 10 мм;
Плоская крышка – 60 мм.
Материал, из которого изготовлен элемент:
Цилиндрическая обечайка корпуса – 09Г2С по ГОСТ 5520;
Цилиндрическая обечайка распределительной камеры – 17Г1С по ГОСТ 5520;
Эллиптическое днище – 09Г2С по ГОСТ 5520;
Плоская крышка - 09Г2С по ГОСТ 5520.
Количество трубок: 1658 штук размером 25 ´ 2 мм из стали 20 ГОСТ 1050.
Материал трубной решетки: 09Г2С по ГОСТ 5520.
Сведения о штуцерах:
| Обоз-начение | Назначение | Ду, мм | Ру, МПа | Патрубок | ||
| толщина, мм | Материал | |||||
| Марка | ГОСТ | |||||
| А1 | Выход воды | 150 | 1,0 | 8,0 | 09Г2С | 5520 |
| А2 | Вход воды | 150 | 1,0 | 8,0 | 09Г2С | 5520 |
| Б | Вход продукта | 100 | 2,5 | 10,0 | 09Г2С | 5520 |
| В | Выход продукта | 100 | 2,5 | 10,0 | 09Г2С | 5520 |
| Ж | Для ППК | 100 | 4,0 | 10,0 | 09Г2С | 5520 |
| З | Выход инертных газов | 100 | 4,0 | 10,0 | 09Г2С | 5520 |
Группа аппарата: 1.
Сведения о сварке:
автоматическая сварка сварочной проволокой Св08ГА ГОСТ 2246-70 (обечайка корпуса, обечайка распредкамеры, крышка корпуса), полуавтоматическая сварка сварочной проволокой Св08Г2С (обечайка корпуса, обечайка распредкамеры крышка распредкамеры), ручная электродуговая электродами марки УОНИ 13/55 (крышка распредкамеры), ручная дуговая электродами Э-50а ГОСТ 9467-75 (кольцевой шов обечайки корпуса, приварка штуцера А).
Объем контроля при изготовлении, эксплуатации и проведении экспертизы промышленной безопасности:
100 % (РГК).
Эскиз конденсатора приведён на рисунке А.1.
Рисунок А.1 – Эскиз конденсатора
По формуле (1) определим расчетные толщины стенок для цилиндрической обечайки корпуса межтрубного и трубного пространств:
- для межтрубного пространства
- для трубного пространства
По формуле (2) определим расчетную толщину стенки для эллиптического днища:
По формуле (3) определим расчетную толщину стенки для плоской крышки:
Так как расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки корпуса и плоской крышки получились больше, чем указанные в таблице 1, то за отбраковочный размер этих конструктивных элементов согласно СТО-СА-03-004-2009 принимаем толщину равную:
- для обечайки корпуса - 8,5 мм;
- для плоской крышки – 47,8 мм
Так как расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки распредкамеры и эллиптического днища получились меньше, чем указанные в таблице 1, то за отбраковочный размер этих конструктивных элементов согласно СТО-СА-03-004-2009 принимаем толщину равную:
- для обечайки распредкамеры - 5,0 мм;
- для эллиптического днища – 5,0 мм
По формуле (5) определяем расчетные толщины патрубков штуцеров:
Для штуцера А1: 
Для штуцера А2: 
Для штуцера Б: 
Для штуцера В:
Для штуцера Ж:
Для штуцера З:
Так как расчетные толщины штуцеров получились меньше указанных в таблице 1, то принимаем отбраковочные толщины для:
- штуцера А1 Ду150 – 3,0 мм;
- штуцеров А2, Б, В, Ж, З Ду100 – 2,5 мм.
Конденсатор также подлежит отбраковке если:
- при контроле трех кольцевых сварных швов обечайки корпуса, одного продольного сварного шва обечайки распредкамеры, четырех продольных сварных швов обечайки корпуса, двух кольцевых сварных швов приварки фланцев к обечайке распредкамеры, двух кольцевых сварных швов приварки фланцев к обечайке корпуса, одного кольцевого сварного шва приварки фланца к эллиптическому днищу, швах приварки перегородки и трубных решеток визуально и неразрушающими методами контроля и металлографическими: исследованиями выявлены дефекты (свищи, трещины всех видов и направлений), расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещины, выявленные при металлографическом исследовании, межкристаллитная коррозия, коррозия сварных швов с износом их по толщине до отбраковочных величин, коррозионное растрескивание металла;
- при ультразвуковом контроле сварных соединений количество дефектов при заданной длине шва превышает нормативное предельно допустимое значение, указанное в конструкторской документации на контролируемый объект в зависимости от его категории либо СТО 00220256-005-2005;
- при радиационном контроле сварных соединений класс дефектности ниже 3 для стыковых соединений и ниже 4 для угловых соединений;
- твердость основного металла и сварных швов выходит за нормативные значения.
- конденсатор не выдержал испытание на прочность и плотность трубного и межтрубного пространств;
- остаточная (локальная) деформация корпуса, а также отклонения от прямолинейности и круглости (овальность) превышают допустимые значения.
Для определения расчетной отбраковочной толщины трубной решетки конденсатора по формуле (7) определим коэффициент ослабления трубной решетки:
, где величины tр и dО выбираются в соответствии с таблицами 6, 7, 8.
Воспользовавшись таблицами 10 и 12 по формуле (9) определим наружный диаметр прокладки:
Воспользовавшись таблицей 9 по формуле (8) определим средний диаметр прокладки фланцевого соединения:
По формуле (6) определим расчетную отбраковочную толщину трубной решетки для конденсатора:
Также трубные решетки будут отбракованы если:
- в них обнаружены трещины, а также обнаружено отслоение наплавленной поверхности от основного металла;
- трубные решетки не имеют гладкие и ровные уплотнительные поверхности под прокладки и в них присутствуют риски, забоины, поры и раковины.
Трубный пучок будет отбракован, если из строя вышли трубы в количестве 498 штук.
Фланцы штуцеров будут отбракованы:
- при неудовлетворительном состоянии уплотнительной поверхности фланцев штуцеров - наличии трещин, раковин и других дефектов, не подлежащих ремонту;
- при уменьшении толщины стенки воротника фланца до отбраковочных (расчетных) размеров патрубка.
Контрольные вопросы
1. Каков минимальный отбраковочный размер для обечаек, распредкамер, крышек и днищ теплообменных аппаратов?
2. Как отбраковываются элементы теплообменных аппаратов при проведении неразрушающего контроля сварных соединений?
2.Как отбраковываются трубные решетки теплообменных аппаратов?
3. Как отбраковывается трубный пучок теплообменных аппаратов?
4. Каковы требования к отбраковке фланцев штуцеров?
Перечень вариантов к практической работе
| № варианта | № и название акта изучения документации (АиД) теплообменного аппарата |
| 1 | АиД № 32-05 на холодильник поз. 67 |
| 2 | АиД № 84-03 на теплообменник поз. Т-1-2 |
| 3 | АиД № 9-06 на теплообменник поз. 128/3 |
| 4 | АиД № 28-06 на теплообменник поз. 7/II сист. 6/2 |
| 5 | АиД № 36-07 на теплообменник поз. 259/1 |
| 6 | АиД № 35-06 на теплообменник поз. 16/II сист. 1/2 |
| 7 | АиД № 85-03 на теплообменник поз. Т-2-1 |
| 8 | АиД № 45-05 на теплообменник поз. 71а/1 |
| 9 | АиД № 16-06 на конденсатор поз. 83 |
| 10 | АиД № 20-05 на холодильник поз. 101/2 |
| 11 | АиД № 29-06 на теплообменник поз. 7/II сист. 4 |
| 12 | АиД № 22-06 на теплообменник поз. 54/2 |
| 13 | АиД № 27-06 на теплообменник поз. 7/II сист. 3/II |
| 14 | АиД № 18-04 на теплообменник поз. 89/1 |
| 15 | АиД № 09-08 на конденсатор поз. 8/2-2 |
| 16 | АиД № 7-06 на теплообменник поз. 128/1 |
| 17 | АиД № 16-04 на конденсатор поз. 35/1 |
| 18 | АиД № 8-06 на теплообменник поз. 128/2 |
| 19 | АиД № 07-2010 на испаритель поз. 49/1 |
| 20 | АиД № 2-04 на подогреватель поз. 49а |
|
|
|
