Антикорозійний захист обладнання та будівельних конструкцій

 

Е=1,91∙105 МПа

l=1754мм

HD=500 мм

hц =40 мм

        

 

Умова надійної експлуатації (0,15 Мпа <0,67 МПа) дотримується.

 

                              3.2 Товщина приварного днища

Товщина стінки еліптичного днища, навантаженого внутрішнім тиском визначається за формулами

. Тоді

 

Приймемо S=8 мм.

Товщина днища, навантаженого зовнішнім тиском визначається за

 формулами:

. 

Тоді

 

Приймемо S=8 мм.

Товщину необхідно перевірити за формулою

  .

 У цьому випадку допустиме зовнішній тиск з умови міцності        ,

а допустиме зовнішній тиск з умови стійкості в межах пружних деформацій.

 

 

  Умова надійної експлуатації (0,15 МПа <0,81 МПа) дотримується.

 

3.3 Розрахунок елементів сорочки

Товщину стінки циліндричної частини сорочки визначають за формулою

                                .

 

Еліптичне днище розраховують за формулою

                            .

В якості розрахункового тиску приймають тиск в сорочці. Для корпусів з внутрішнім діаметром D = 2000 мм діаметр сорочки приймають = 2200 мм.

,

Приймемо S=4 мм.

Допустиме внутрішнє надлишковий тиск

                       ,

 

 

Умова надійної експлуатації (0,15 МПа < 0,42 МПа) дотримується.

 

3.4 Розрахунок фланцевого кріплення кришки [7]

Вибираємо фланці плоскі приварні з гладкою ущільнювальною поверхнею, т.к їх застосовують при Р ≤ 25 МПа и t ≤ 300°С

(0,6 МПа<25 МПа и 20°С< 300°С).

                             

 

Товщина втулки біля основи

 мм

Де:

    по табл. = 2.5 мм.

 

Висота втулки фланця

 мм

Діаметр болтової окружної окружності

 мм

Де:

     И - нормативний зазор між гайкою і втулкою, = 6 мм;

      -діаметр болтів, що визначається за таблицею відповідно

      з діаметром апарату і тиску в ньому, = 30 мм.

Зовнішній діаметр фланця

 мм

Де:

    - конструктивна добавка для розміщення гайок по діаметру фланця, = 58 мм.

Для ущільнення у фланцях застосовують прокладки різної конструкції. Плоскі неметалеві прокладки застосовують для ущільнення гладких поверхонь фланців. Виберемо прокладки з азбестового картону, т.к їх застосовують в діапазоні температур до 550 ° С і тиску до 1,6 МПа.

Зовнішній діаметр прокладки

 мм

Де:

     - нормативний параметр залежить від типу прокладки, = 41 мм.

Середній діаметр прокладки

 мм

Кількість болтів необхідне для забезпечення герметичності

 шт., приймаємо = 56 шт.

Де:

      - рекомендований крок розташування болтів, що приймається в залежності від тиску, = 135 мм.

Попередня товщина фланця

 мм, конструктивно приймаємо = 50 мм

Де:

     - еквівалентна товщина втулки

    мм;

- коефициент, =0.23

Відстань між опорними поверхнями гайок

 мм

Де:

- товщина прокладки (ОСТ 26-430-79), = 3 мм.

Довжина болта

 мм

 

1. При конструюванні апаратів виконується перевірочний розрахунок болтів відповідно до ОСТ 26-373-82 за наступною методикою:
2. Визначимо навантаження, що діє на фланцеве з'єднання від внутрішнього тиску Р: , де средній діаметр прокладки .

 

3. Реакція прокладки , де b0- ефективна ширина прокладки ( мм), m=2,5 для прокладок з азбесту.

4. Визначимо Болтове навантаження при збірці . Це значення вибирають найбільшим з трьох.

а) , где q=20 МПа – для азбесту.

б) , где - допустиме напруження для матеріалу болта при 20 ° С, - площа поперечного перерізу болта (мм2), - число болтів, яка дорівнює кількості отворів Z у фланці. Матеріал болтів сталь ВСт3

 

в)

 

Обираємо .

5. Перевіряємо міцність болтів при монтажі за умовою:

NБ=56

 

       6. Перевіряємо міцність болтів в період експлуатації за умовою: , где , болтова навантаження в робочих умовах .

 

 

                                               3.5 Вибір штуцерів

Вибираємо штуцери з плоскими привареними фланцями (гладка ущільнювальна поверхня), т.к їх застосовують при t ≤ 300 ° С і тиску до 1,6 МПа.

Таблиця 9. Діаметри умовного проходу і настановні розміри штуцерів.

Внутрішній діаметр апарату, мм	Діаметри умовного проходу Dу, мм					Установчі розміри, мм
	А	Б	В	Г, Г1	Д	R	1R
2000	100	250	80	150	80	540	600

 

 

 

 

Таблиця 10 

      Розміри штуцерів з фланцями сталевими плоскими приварними

      (ОСТ 26-1404-76).

Ру, Мпа	Dу, мм	dт, мм	Розміри, мм					Число отворів, z	Sт , мм	Нт , мм	Н , мм
			Dф	Dб	D1	h	d
1,0	50	57	130	110	90	13	14	4	3	155	120
	80	89	185	150	128	15	18	4	3	155	120
	100	108	205	170	148	15	18	4	4	155	120
	250

 

Таблица 11. Діаметр різьби болтів (шпильок) штуцерних фланців.

d, мм	14	18
dб, мм	М12	М16

 

 

Мал.9 Розміщення штуцерів на еліптичному днище.

Мал.10 Конструкція штуцера з плоским привареним фланцем.

 

 

                                         3.6 Підбір опор апарата  [11]

1. Кількість опор - 3 (лапи-опори 1 типу для апаратів з сорочками без теплоізоляції).
2. Вага металу, з якого виготовлений апарат: ,

де внутрішня поверхня корпусу ,

де  - внутрішня поверхня циліндричної частини,

,

  - внутрішня поверхня еліптичного днища і кришки, за ГОСТ 6533 – 78, = 2 4.59 = 9.18 .

S=0,08м- виконавча товщина стінок, - питома вага металу. Коефіцієнт 1,1 враховує вага фланців, штуцерів і т.д..

 

 

3. Вага металоконструкцій, встановлених на кришці апарату:
4. Вага води, що заповнює апарат при гідравлічних випробуваннях: , где - внутрішній об'єм апарата, - питома вага води.

5. Максимальне навантаження на одну опору: , де z=3-число опор, (при z=3).

 

 

Вибираємо опори за умовою :

 

 

 

 

Таблиця 12. Основні розміри (у мм) опор (лап) для вертикальних апаратів,ОСТ 26-665-79.

Q, кН	а	а1	в	h	h1	S	К	K1	d	dб	fмах
100	225	255	255	395	26	10	30	45	24	М20	80

 

Рис.11 Конструкція лап.

 

 

 

 

 

4. Антикорозійний захист обладнання та будівельних конструкцій

                 4.1. Аналіз агресивності середовища на виробництві морозива 

Агресивність середовищ визначена використанням у виробництві морозива підвищених і низьких температур (морозильні камери, фризери, пастеризатори), високого тиску і вакууму (пастеризатори і гомогенізатори), великих швидкостей потоків продукції і тривалого зберігання. У зв'язку з цим руйнуються не тільки деякі апарати та комунікації допоміжних цехів (холодильно-компресорні, теплотехнічні та ін.)

Прокорродірованні поверхні піддаються постійному зносу. При терті в граничних шарах метал – середовище, активуються хімічні реакції, в слідстві видалення захисних поверхневих шарів, збільшення ефективної площі контакту, прискореного видалення продуктів реакції. Знос стоїть в прямій залежності від швидкостей, навантажень, потужностей і режимів експлуатації машин і агрегатів. Тому при інтенсифікації виробничих процесів деталі та вузли з традиційних матеріалів часто не відповідають вимогам надійності і довговічності. Так само знос обладнання виробництва дуже залежить від механічних, теплових і хімічних впливів середовища.

 

                        4.2. Характерні види корозії і відповідні способи захисту [12] 

Виділяють наступні види корозії, присутні на виробництві морозива:

• Біологічна корозія;
• Фізико - хімічна корозія;
• Хімічна корозія;
• Сольова (руйнує трубопроводи, батареї охолодження, випарники)
• Корозія при кавітації;
• Контактна (виникає при контакті двох різнорідних металів, які мають різні потенціали.

 

        

                                        Фізико – хімічна корозія 

Фізико-хімічна корозія викликає руйнування будівельних конструкцій, наприклад, при теплообміні з навколишнім середовищем, розклинюючий дію рідких харчових продуктів при замерзанні.

На молочних виробництвах прокисли продукти створюють молочну кислоту, які розчиняють гідроксид і карбонат кальцію бетону, руйнує будівельні конструкції. Молочна кислота створює лактат молочнокислого кальцію Са (С3Н5О2) 2, солі цієї кислоти, при замерзанні збільшуються в об'ємі і псують бетон. Одним з найбільш небезпечних середовищ, є молочна сироватка (рН 3,2 - 6,1)