Подбор и обоснование выбора типа фланцевого соединения

В химических аппаратах для разъемного соединения составных корпусов и отдельных частей применяются фланцевые соединения преимущественного круглой формы. На фланцах присоединяются к аппаратам трубы, арматура и т.д. Фланцевые соединения должны быть прочными, жесткими, герметичными и доступными для сборки, разборки и осмотра. Фланцевые соединения стандартизированы для труб и трубной арматуры и отдельно для аппаратов.

 

Рисунок 4.1 - Конструкции стандартных стальных приварных фланцев для труб и трубной арматуры: а) - с шипом, б) - с пазом по ГОСТ 12821-80

 

Конструкция фланцевого соединения принимается в зависимости от рабочих параметров аппарата: плоские приварные фланцы - при ,  и числе циклов нагружения за время эксплуатации до 2000; приварные встык фланцы - при ,  и . В связи с указанными условиями выбираем приварные встык фланцы. Размеры приведены в таблице 4.6

 

Таблица 4.6 - Параметры фланцевого соединения типа «шип-паз»

Py, МПа	Размеры, мм											Число отверстий z
	Dy	Dф	DБ	D1	D2	D4	D5	D6	H	h	d
2,5	300	485	430	390	364	330	303	352	84	32	30	16

 

Выбираем конструкцию и материал прокладки по рекомендациям по выбору прокладок, ОСТ 26-373-78 и определяем ее ширину.

Выбираем прокладки плоскую металлическую из стали, которая рассчитана на Р_у> 2,5 МПа, и температуры от -200 до 300.

Ширину уплотнительной прокладки b_п в зависимости от ее конструкции, материала и диаметра Dпо ОСТ 26-373-78 принимаем 15 мм. Материал прокладки принимаем марку стали 05кп по ГОСТ 1050-88.

Прокладка устанавливается между уплотненными поверхностями и позволяет обеспечивать герметичность при относительно небольшом усилии затяжки болтов.

Прокладка должна отвечать следующим основным требованиям: при сжатии с возможно малым давлением заполнять все микронеровности уплотнительных поверхностей сохранять герметичность соединения при упругих перемещениях элементов фланцевого соединения (для этого материал прокладки должен обладать упругими свойствами); сохранять герметичность соединения при его длительной эксплуатации в условиях воздействия коррозионных сред при высоких и низких температурах; материал прокладки не должен быть дефицитным.

В качестве крепежных элементов применяем болты, так как Р_у<4МПа и температура t<300 ⁰С. Для отверстия диаметром d = 30 мм подбираем болты и гайки к ним М27, в количестве 16 штук. Чтобы предотвратить срыв резьбы болтов, для них необходимо материал выбирать прочнее, чам у гаек, поэтому болты из стали 35Х, а для гаек - стали 25.

 

Сводная таблица по результатам расчетов

 

Таблица 4.7 - Результаты расчетов

Параметр	Значение
Толщина стенки кожуха S	10 мм
Толщина стенки трубной решетки Sтр.реш	52 мм
Условный проход штуцера, Dу	300мм
Штуцер	300-25-270-25-12Х18Н10Т ОСТ 26-1404-76
Фланец	Приварной встык. Тип 5 «Паз» ГОСТ 12821-80
Прокладка	Плоская металлическая из стали 05кп ГОСТ 1050-88 с шириной 15мм.
Болты	М27х110 ОСТ 26-2037-96 из стали35Х 16шт.
Гайки	М27х22 ОСТ 26-2038-96 из стали25 16шт.

 

Вывод

 

В данном разделе мы произвели выбор конструктивныхи расчетных параметров теплообменного аппарата типа ТП, определили материальное исполнение - М8, форму (сегментные) и диаметр поперечных перегородок (1195мм), число перегородок (10) и их толщину (15мм), расстояние между ними (615мм), также необходимое число стяжек для закрепления поперечных перегородок (8 шт.) и их диаметр (16 мм), рассчитали параметры отбойника, размещенного при входе среды в межтрубное пространство (его диаметр - 300мм), определили размеры плавающей головки. Кроме того, мы рассчитали толщину стенки кожуха S, она составила 10мм, а также толщину трубной решетки S_тр.реш= 52мм. Нами были выбран штуцер на входе продукта в межтрубное пространство с параметрами: D_у=300мм на условное давлениеР_у=2,5МПа, высотой вылета Н_т=270 мм, с фланецем с соединительным пазом, приваренным встык из стали 25, а материал патрубка из 12Х18Н10Т. К фланцевому соединению были подобраны прокладка плоская металлическая из стали 05кп с шириной 15мм и крепежные элементы: болты М27х110 и гайки М27х22 по 16 штук.

 

 

Заключение

 

В ходе выполнения курсового проекта были систематизированы, закреплены, расширены и углублены практические знания, полученные при изучении дисциплины «Машины и аппараты нефтегазопереработки» и ряда предшествующих общеобразовательных дисциплин, а также применены полученные знания и навыки для решения конкретных технических задач.

В данной работеобъектом проектирования явился теплообменный аппарат Т-1 технологического блока наружной установки газоразделения, входящего в состав установки низкотемпературной конденсации. Назначение аппарата заключается в охлаждении смеси углеводородных газов, поступающих в качестве сырья, за счет рекуперации холода сухого отбензиненного газа, уходящего с установки.

Был произведен расчети выбран тип теплообменного аппарата. В результате расчетов был выбран тип теплообменника по каталогу - теплообменный аппарат 1200 ТПГ-6,3-М8/25Г-9-Т-4-У-И по ТУ 3612-023-00220302-01, т.е теплообменный аппарат с плавающей головкой горизонтальный с диаметром кожуха D=1200 мм, на условное давление в кожухе и трубах P_у = 6,3 МПа, материального исполнения М8, с гладкими теплообменными трубками диаметром d = 25мм, длиной L = 9м, расположенными по вершинам треугольников, 4-х ходовой по трубному пространству, умеренного климатического исполнения, с креплениями для теплоизоляции. У выбранного аппарата поверхность теплообмена составляет F = 705,1м², площадь проходного сечения одного хода по трубам f_тр=0,0757 м², площадь проходного сечения по межтрубному пространству f_мтр=0,185 м².

Кроме того были рассчитаны основные конструктивные и расчетные параметры теплообменного аппарата, подобран штуцер на входе продукта в межтрубное пространство, а также прокладка и крепежные элементы к фланцевому соединению.