КР-Аппарат с мешалкой и трубой. Курсовая работа состоит из девяти разделов введение содержит описание технологического процесса перемешивания, аппаратов для этого применяемых
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
5.Выбор конструкционных материалов механический мешалка лопастный Прежде чем начать выбор конструкционных материалов дадим описание среды перемешиваемой в нашем аппарате, ее физические и химические свойства, температуру, давление. Перемешиваемой средой в аппарате является анилин (C6H5NH2) – бесцветная жидкость, tкип=184,4°C, применяется в производстве красителей, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ, полимеров и др. Давление в аппарате равно атмосферному давлению и составляет 0,1 МПа. Температура среды равна 40°C. При данной температуре плотность вещества составляет с=1004 кг/м3. Данная перемешиваемая среда является достаточно агрессивной, поэтому аппарат рекомендуется изготовлять из различных хром-титановых сплавов [2]. Исходя из данных таблицы «Рекомендуемых конструкционных материалов» [2] стр.280 в качестве основного конструкционного материала выбираем сталь марки Х18Н10Т (ГОСТ 5632-61). Целесообразно для снижения экономических затрат на изготовление аппарата в качестве материала корпуса и крышки аппарата выбирать двухслойную сталь ВМСт.3сп+Х18Н10Т. ВМСт.3сп.(ГОСТ 380-60) в качестве заготовок выбираем прокат сталь толстолистовая (ГОСТ 500-58) по таблице 2.1[2], Х18Н10Т (ГОСТ 5632-61) в качестве заготовок выбираем прокат сталь тонколистовая (ГОСТ 5582-61 гр. II-а) по таблице 2.1[2]. Для изготовления теплообменной рубашки и лопастей мешалки выбираем сталь Х18Н10Т (ГОСТ 5632-61) в качестве заготовок используем прокат сталь тонколистовая (ГОСТ 5582-61 гр. II-а) по таблице 2.1[2]. В качестве материала для валов нашего перемешивающего устройства выбираем сталь Х18Н10Т (ГОСТ 5632-61), заготовки изготавливаем из стали Х18Н10Т сортовой (ГОСТ 5949-61) по таблице 2.1[2]. 6.Описание технологии изготовления аппарата Основное количество аппаратов с перемешивающими устройствами, выпускаемых отечественной промышленностью, изготавливается на заводах химического и нефтяного машиностроения, поэтому выбор аппаратов в проектных и технологических организациях, разрабатывающих тот или иной технологический процесс, в первую очередь, должен производиться на основании действующих отраслевых каталогов и стандартов на аппараты с перемешивающими устройствами, насчитывающих более 1500 типоразмеров аппаратов объемом от 0,01 до 100 м3 (на различные давления и из различных материалов). Выбранные по отраслевым каталогам аппараты не требуют разработки технических проектов, что существенно сокращает сроки их поставки, а также повышает серийность изготовления на заводах химического машиностроения. Разработка индивидуальных технических проектов аппаратов производится на основании технического задания, в соответствие с действующей в стране «Единой системой конструкторской документации» (ЕСКД). Технические задания на аппараты с перемешивающими устройствами разрабатывают по исходным данным заказчика с учетом действующих стандартов на аппараты и на основные элементы конструкции. Разработка технической документации и изготовление аппаратов с мешалками производится в строгом соответствии с ЕСКД, действующими отраслевыми и государственными стандартами, «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» и «Правилами техники безопасности труда и охраны здоровья». Аппараты с перемешивающими устройствами должны удовлетворять следующим показателям надежности и долговечности: а) наработка на отказ от 800 до 8000 ч (определяется видом уплотнительного устройства вала); б) ресурс до первого капитального ремонта не менее 17 200 ч; в) срок службы не менее 10 лет; г) коэффициент технического использования не менее 0,93. Аппараты с мешалками в сборе должны быть транспортабельны, их габаритные размеры должны соответствовать габаритам подвижного железнодорожного состава МПС (ГОСТ 9238 — 73). Если аппарат в собранном виде нетранспортабелен, его транспортирую! по частям, в минимальном количестве и с минимальной степенью негабаритности. Любая степень негабаритности при перевозке железной дорогой согласуется с главным управлением движения МПС. В состав рабочей документации обязательно должен входить проект установки аппарата при транспортировке, включающий чертежи закрепления и защиты вала мешалки внутри корпуса аппарата от возможных наружных ударов и вибрации, закрепления корпуса аппарата на платформе и т. д. При невозможности выполнения закрепления вала мешалки внутри корпуса аппарата или необходимости поставки привода отдельно допускается раздельная поставка корпуса, привода и внутренних устройств аппарата. Сборка аппарата в этом случае производится на предприятии заказчика заводом-изготовителем. Как показывает опыт работы, качество консервации и упаковки аппаратов, обеспечивающих их защиту от повреждений и атмосферных влияний в период транспортировки и хранения, оказывает весьма серьезное влияние на сохранение технического состояния и работоспособность аппарата, поступающего на монтажную площадку. Правильность упаковки и крепления аппарата должна подтверждаться соответствующей записью в свидетельстве об упаковке. Особая требовательность должна предъявляться к качеству изготовлений привода аппарата, в том числе к изготовлению вала и корпусов подшипников, а также к качеству проверки и сборки комплектующих узлов — привода и уплотнения. Валы, состоящие из частей, соединенных при помощи продольно-разъемной муфты, в собранном виде должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к неразрезным валам. Проверка сборных валов должна производиться в центрах. Отклонения вала от вертикали при установке в аппарате не должно быть более 0,3 мм на 1 м длины. При центровке вала редуктора с промежуточным валом или валом мешалки с помощью продольно-разъемной или фланцевой муфты несоосность не должна превышать вследствие смещения осей 0,05 мм и вследствие излома осей 0,05 мм на 1 м длины Радиальное биение поверхности вала в месте установки уплотнительного устройства в зависимости от типа уплотнения и диаметра вала не должно превышать 0,1—0,25 мм: Все перемешивающие устройства, работающие при частоте вращения вала более 1,33с-1 (80 об/мин), должны быть статически отбалансированы. Основной частью любого емкостного аппарата, и мешалки в частности, является корпус. В данном проекте корпус разъемный и имеет форму цилиндра. Данный вид корпуса изготавливается по ОСТ 26-291-71. Базовыми диаметрами цилиндрических корпусов аппаратов следует принимать диаметры отбортованных днищ (по ГОСТ 6533—68, 11972—66 или 13472—68). Каждый корпус должен иметь муфты или штуцеры для наполнения и слива воды, а также удаления и поступления воздуха при гидравлических испытаниях. Для этого можно использовать технологические штуцеры и муфты. Для осмотра, очистки и ремонта корпусов в местах, доступных для обслуживания, должны быть предусмотрены люки или смотровые окна. При наличии съемных днищ или крышек, а также горловин или штуцеров, обеспечивающих возможность проведения внутреннего осмотра, устройство специальных лазов или смотровых люков не является обязательным. Цельносварные корпуса должны быть снабжены достаточным для их осмотра и ремонта числом овальных или круглых лазов. Размеры лазов овальной формы по наименьшей и наибольшей осям должны быть соответственно не менее 325 и 400 мм, диаметр круглых лазов в свету — не менее 400 мм. Корпуса с внутренним диаметром 800 мм и менее должны иметь в доступных для осмотра местах круглые или овальные люки размером по наименьшей оси 80 мм. Крышки люков должны быть съемными, на аппаратах с вакуумной изоляцией допускаются приварные люки. Для крышек массой более 20 кг следует предусматривать соответствующие приспособления или подъемные средства. Технические требования к изготовлению стальных цилиндрических аппаратов. Цельносварные цилиндрические корпуса собирают из обечаек и днищ с приваренными к ним деталями штуцеров, лазов, люков и опорных устройств. Высота корпуса, собранного из отдельных обечаек, может быть любой. При разработке чертежей, однако, следует назначать высоту отдельных обечаек исходя из наиболее экономичного использования листов по их ширине, при этом необходимо учитывать места расположения люков, штуцеров, внутренних устройств, опор и прочих приварных элементов. В корпусах допускается одна обечайка с. минимальной высотой 400 мм. Днища корпусов выполняют эллиптической, коробовой или сферической форм. Допускается применение конических днищ. Неотбортованные конические днища должны иметь общий центральный угол не более 45°. Применение приварных плоских днищ допускается для корпусов, внутренний диаметр которых не более 500 мм. Все детали корпусов соединяют сваркой. Сварные швы корпусов, работающих под давлением, должны быть только стыковыми. Соединения в тавр допускаются для приварки плоских днищ, фланцев, трубных решеток, штуцеров. Расположение сварных швов. Сварные швы должны быть доступны для визуального осмотра и контроля при изготовлении, монтаже и эксплуатации аппаратов (сосудов). В горизонтальных аппаратах, нижняя часть которых малодоступна для осмотра, продольные швы не следует располагать в пределах центрального угла, равного 140°, нижней части корпуса. Швы должны быть расположены вне опор корпуса. Если это требование не может быть выполнено, должен быть предусмотрен контроль за сварным швом под опорой. В случае приварки опор или иных элементов к корпусу аппарата расстояние между краем шва, расположенного на корпусе, и краем шва приварки должно быть не менее толщины стенки сосуда. В корпусах допускается наличие не более одного замыкающего шва, доступного визуальному контролю только с одной стороны. Замыкающий шов в корпусах, относящихся к группе I, а также к группам II и III, работающих при температуре ниже 0° С, следует выполнять с применением подкладного кольца, замкового соединения или способами, обеспечивающими провар по всей толщине свариваемого металла. Продольные швы смежных обечаек и швы днищ должны быть смещены один относительно другого на величину трехкратной толщины наиболее толстого элемента, но не менее, чем на 100 мм между осями швов. Для аппаратов, работающих под давлением до 1,6 МН/м2, и при температуре до 400° С продольные швы смежных обечаек или днищ допускается не смещать, если швы выполнены автоматической или электрошлаковой сваркой и при условии 100%-ного просвечивания или ультразвуковой дефектоскопии мест пересечения швов. Сборка стыковых сварных соединений под сварку. Методы сборки стыковых соединений под сварку должны обеспечивать правильное взаимное расположение сопрягаемых элементов и свободный доступ к выполнению сварочных работ в последовательности, предусмотренной технологическим процессом. При сборке допускается подгонка, если собираемые детали находятся в пределах указанных на чертеже допусков. Методы подгонки должны исключить появление дополнительных напряжений в металле и повреждение поверхности металла. Зазор между кромками стыкуемых деталей, подлежащих сварке, должен соответствовать требованиям чертежей и действующих стандартов на сварку. Взаимное расположение элементов фиксируется прихватками. Для элементов, выполняемых из двухслойной стали, прихватку следует выполнять со стороны основного слоя электродами, принятыми для сварки. Сварщик может приступить к сварке только после установления контролером ОТК правильности сборки и зачистки всех поверхностей металла, подлежащих сварке. Требования к смещению кромок стыкуемых элементов в стыковых соединениях. Совместный увод кромок в продольных и кольцевых швах (угловатость) не должен превышать 10% толщины листа +3 мм, но не более 5 мм (кроме случая, когда по условиям монтажа внутренних устройств в чертежах указана меньшая угловатость). Угловатость продольных швов определяют по шаблону, длина которого (по хорде) равна 0,5 радиуса обечайки, а угловатость кольцевых швов — линейкой длиной не менее 200 мм. Точность стыковки концов обечаек, соединяемых с другими обечайками или днищами, должна быть обеспечена в пределах допусков на смещение кромок в кольцевых швах. Сварка. Сварка корпусов в зависимости от их конструкции и размеров может быть произведена любым из методов промышленной сварки, кроме газовой, применение которой разрешается только в тех случаях, когда ее необходимость обоснована техническими условиями. Все сварочные работы следует выполнять только при строгом соблюдении технологических процессов и производственных инструкций. Качество сварных соединений следует контролировать в строгом соответствии с требованиями правил Госгортехнадзора и технологических процессов. Расположение отверстий в стенках корпусов. Отверстия для люков и лазов должны быть расположены вне сварных швов. В отдельных случаях допускается вырезка отверстий на швах при условии двустороннего провара швов при установке люков или лазов с обязательным укреплением отверстий. Расстояние между центрами двух соседних отверстий, определяемое расчетом на прочность, должно удовлетворять условию  Допускается снабжение соседних отверстий общим укрепителем. Расстояние от кромки любого отверстия на выпуклом днище до внутренней поверхности отбортовки, измеряемое по проекции, не должно быть менее 0,1 внутреннего диаметра днища. Если размер отверстия в днище более половины его диаметра, то рекомендуется делать обратно выгнутый, шароконический или конический переходы. Установка фланцев на патрубках. Привалочные поверхности фланцевых соединений должны быть гладкими без раковин, трещин заусенцев и других дефектов, снижающих прочность или нарушающих герметичность соединений. При сборке плоских фланцев с патрубками необходимо обеспечивать равномерный кольцевой зазор между патрубком и фланцем. Зазоры на сторону между наружной поверхностью обечайки (патрубка) и внутренней расточкой плоского фланца не должны превышать 2,5 мм. При приварке фланцев к патрубкам необходимо обеспечивать перпендикулярность оси патрубка к торцовой поверхности фланца. Отклонение от перпендикулярности торца допускается 1 мм на 1001 наружного диаметра фланца, но не более 3 мм. Внутреннее смещение кромок из-за неточности сборки и разнотолщинности элементов не должно превышать 2 мм. Несоосность между патрубком и фланцем не должна превышать 2,5 мм. Патрубки штуцеров сосудов и аппаратов из двухслойной стали следует изготовлять из двухслойной стали той же марки или того, класса (свальцованные из листов, штампованных из полукорыт) или с коррозионно-стойкой наплавкой внутренней поверхности с толщиной слоя не менее 4±1 мм, а при наличии требований по межкристаллитной коррозии не менее 6±2 мм. Допускается вместо наплавки применение облицовочных гильз. В корпусах аппаратов из двухслойной стали с основным слоем из углеродистой или марганцевокремнистой стали и с легированным слоем из хромистой коррозионно-стойкой стали или хромоникелевой аустенитной стали допускается установка штуцеров до dшт=100 из хромоникелевой аустенитной стали, если рабочая температура стенки не превышает 400° С. Применение патрубков больших размеров из хромоникелевой аустенитной стали регламентирую головным институтом отрасли. Допускается защита уплотнительной и внутренней поверхности фланцев облицовкой из хромоникелевой аустенитной стали. Толщина облицовки не должна быть менее 3 мм. При выполнении щиты поверхности фланцев необходимо сверлить контрольные отверстия диаметром 5 мм с выходом под резьбу Ml0 с тем, чтобы моно было убедиться в герметичности швов облицовки. Установка штуцеров, люков и муфт. Установка штуцеров, люков и муфт на продольных швах корпусов разрешается в виде исключения, если их диаметр не более 150 М8 при расстоянии между центрами последних не менее двух диаметров наибольшего отверстия. Установка штуцеров, люков и муфт на кольцевых швах допускается во всех случаях, если это обосновано расчетом. При необходимости в соответствии с расчетными данными производится укрепление отверстий. Установка штуцеров и люков на меридиональных и кольцевых швах эллиптических и полушаровых днищ допускается с укреплением отверстий на основе расчета расположение отверстий на сварных швах, не проходящих через центр днища, не допускается. Установка укрепляющих колец. При приварке к корпусу укрепляющих колец муфт, штуцеров, люков расстояние между краем шва сосуда и краем шва приварки должно быть не менее толщины стенки корпуса, но во всех случаях не менее 20 мм. До перекрытия продольных и кольцевых швов корпуса укрепляющими кольцами перекрываемые участки сварных швов должны быть зачищены заподлицо с наружной поверхностью корпуса, просвечены на длине перекрываемых участков с удовлетворительными результатами. Укрепляющие кольца должны плотно прилегать к наружной поверхности корпуса. Допускается изготовление укрепляющих колец из двух частей, при этом сварной шов кольца должен быть расположен под углом не менее 45° к продольной оси аппарата и проварен на полную толщину кольца. В каждом укрепляющем кольце или каждой половине кольца должно быть одно контрольное отверстие резьбой Ml0, которое в эксплуатации остается открытым. При установке на корпусе штуцеров и люков из двухслойной стали должна быть обеспечена защита торцов патрубков штуцеров, также швов приварки штуцеров к корпусу от корродирующего действия среды. Защита от коррозии осуществляется наплавкой электродами соответствующего типа с толщиной наплавляемого слоя менее 4±1 мм, а при наличии требований по межкристаллитной коррозии не менее 6±1 мм. Погрешности при установке штуцеров и люков должны регламентироваться следующими условиями: а) отклонения в расположении штуцеров и люков от номинальных размеров ±10 мм; б) отклонения диаметров отверстий под штуцеры и люки должны быть в пределах зазоров, допускаемых для сварных соединений; в) оси отверстий для болтов и шпилек фланцев не должны совпадать с главными осями продольных сварных швов аппаратов, и их следует располагать Симметрично относительно этих осей (отклонение в пределах ±5°); г) отклонения в высоте (вылете) штуцеров 2=5 мм. Термообработка. Необходимость термообработки должна быть указана в чертежах и технологической документации. Корпуса и их элементы, изготовленные из углеродистых и низколегированных сталей с применением сварки, штамповки или вальцовки (обечаек), подлежат обязательной термообработке в тех случаях, когда толщина стенки циклической или конической частей днища, фланца или патрубка в месте их сварного соединения более 36 мм, толщина стенки конических или цилиндрических элементов корпуса, изготовленных из листовой стали вальцовкой, превышает личину |