Конструкции опор сварных вертикальных аппаратов

Опоры и лапы

Опоры и лапы служат для установки аппаратов на фундаменты и несущие конструкции. Только простые резервуары не имеют лап и устанавливаются на фундамент.

Размеры и форма опор и лап зависят от величины и характера нагрузок, от веса аппарата, от материала, из которого изготавляется аппарат, а также от расположения аппарата в пространстве.

РИСУНКИ

Они свариваются из кусков лстовой стали или вырезаются и гнутся из полосы. Для того чтобы распределить усилие на большую площадь обечайки между прокладкой и обечайкой помещают наклодной лист.

Число лап на вертикальных аппаратах берут от двух до четырех.

Опорная поверхность лап, опирающихся о кирпичные или бетонные фундаменты, должны быть достаточной для того, чтобы в фундаменте не возникли слишком большие напряжения. Допускаемое напряжение для бетонов, наиболее часто приминяемых для изготовления фундаментов при запасе прочности порядка 2,5 – 3, равно примерно 2,0 МН/м², для кирпичной кладки 0,7 – 1,0 МН/м² – 1,6 МН/м².

(нужны рис. кон.опоры тип II см. конспект либо Лащинский)

Опоры типов I и II предназначены для вертикальных цилиндрических аппаратов. Они представляют цельные сварные конструкции и жестко соединены с корпусом аппарата. Опоры предназначены в основном для установки аппаратов на фундаменте вне помещения, особенно при соотношении высоты аппарата к его диаметру

При этом цилиндрическую опору тип II (коническая) рекомендуется применять для цилиндрических аппаратов с Dв ≤ 1000 мм.

Рассчёт элементов цилиндрической опоры

Рассчёт толщины стенки цилиндрической части опоры

Как правило, цилинрические опоры расчёту не подвергаются, а выбираются стандартными в зависимости от максимального и минимального веса аппарата. Затем расчёту подвергают необходимые элементы опор.Толщина стенки цилиндрической части опоры выбирается равной порядком 6 – 16 мм, после чего проверяется на суммарное дейсвия сжимающей силы и ветрового изгибающего момента на стенки опоры по формуле:

_И, где

F = (S-C) =

где S - выбранная толщина стенки цилиндрической части опоры, м; без учета коррозии;

S_R – расчётная толщина стенки цилиндрической части опоры

D_СР –серединный диаметр цилиндрической опоры;

Q_mах - максимальная возможная нагрузки на опору от силы тяжести в условиях эксплуатации и гидравлических испытаний, Н;

Мв – ветровой опрокидывающий момент, Н·м.

С – прибавки на коррозию, учитывается только атмосферную коррозию, если нет конкретных свединей о коррозии, то обычно принимается равной 2 мм;

[ ]_и - допускаемое напяжение изгба для материала цилиндрической части опоры.

Подставим значени F_ОП и W_ОП вшестоящую формулу, определим суммарные напряжения от дейсвия сжимающей силы и ветрового изгибающего момента:

где D – внутренний диаметр опоры, равный Dн корпуса аппарата (для опоры типа II - меньший диаметр), м;

[ ]_и - допускаемое напяжение изгба для материала для цилиндрической части опоры.

Если корпус цилиндрического аппарата изготавливается из высоколигированных сталей или титана, то между корпусом и цилиндрической частью опоры приваривается кольцо из материала корпуса. Это позволи увеличить надёжность соединения аппарата к цилиндрической опоре.

Расчёт опорного кольца цилиндрических и конических опор вертиальных аппаратов

Рассматрев конструкции цилиндрических опор для вертикальных аппаратов, определим действие сил на элементы таких опор. Одним из элементов цилиндрических и конических опор вертиальных аппаратов является опорное кольцо. На основании расчётной схемы видно, что на опорное кольцо колонны действуют осевая сжимающая сила Q_max и ветровой момент М_{В .} Как видно из рисунка главным опорным элементом является является опорное кольцо. Наибольшее удельное давление на опорной поверхности кольца будет с подветренной стороны в крайней точки А, где суммируются напряжения сжатия и изгиба:

напряжение изгиба

напряжение сжатия

суммарное напряжение

≤ [σ],

где Q_max - максимальный вес аппарата, например, со всеми внутренними устройствами и при гидроиспытании;

М_В – веторвой момент, определяемый рассчётом;

W_ОП – момент сопротивления для сечения опорного кольца;

F_ОП – площадь опорного кольца.

Для тонкостенного технологического оборудования с некоторым приближением значения тонкостенного кольцевого сечения F_ОП и момента сопротивления W_ОП находим по формулам:

F_ОП =;

W_ОП =,

где D₁ и D₂ – наружный и внутренний диаметр кольца.

Подставляя значения F_ОП и W_ОП вышестоящую формулу, определим условие прочности.

Удельное давление на бетонный фундамент выбирается в зависимости от марки бетона:

марка бетона 500 300 200

[σ]_БЕТ, МПа 10 8 6.

Независимости от рассчёта толщина кольца должна быть не менее 12 мм.