МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)» ______________________________________________ Кафедра инженерного проектирования Е.Н. Булина, Е.А. Пономаренко ВЫПОЛНЕНИЕ ЧЕРТЕЖА ОБЩЕГО ВИДА ХИМИЧЕСКОГО АППАРАТА НА СТАДИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА Учебное пособие Санкт-Петербург 2018 УДК 628.16 Булина, Е.Н., Выполнение чертежа общего вида химического аппарата на стадии технического проекта: учебное пособие / Е.Н Булина, Е.А. Пономаренко. – СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2018. – 70 с. В учебном пособии даны рекомендации по выполнению чертежа общего вида и изложены предъявляемые к нему требования. Дана система обозначения конструкторских документов, приведены рекомендации по разработке конструкции химического аппарата. Приведен достаточно полный справочный материал, необходимый для разработки конструкции нестандартного химического аппарата. Учебное пособие предназначено для студентов 1-5 факультетов очного отделения, изучающих дисциплину «Инженерная графика» по следующим направлениям подготовки бакалавриата: 18.03.01, 18.03.02, 22.03.01, 19.03.01, 20.03.01, 15.03.02, 08.03.01, 09.03.01. Учебное пособие формирует у студентов следующие компетенции; - способностью разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-6) - способностью проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных решений, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектноконструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической документации заданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-3) Учебное пособие может быть полезно студентам заочного отделения. Рис. 37, библиогр. назв.5, табл. 27. Рецензенты: 1 Военный инженерно-технический институт в составе Военной академии материально-технического обеспечения имени генерала армии А.Н. Хрулёва, А.В.Александрин, канд. арх. наук, профессор; 2 Н.А.Незамаев, канд. техн. наук, доцент кафедры машин и аппаратов химических производств СПбГТИ (ТУ). Издание подготовлено в рамках выполнения государственного задания по оказанию образовательных услуг Минобрнауки России. Утверждено на заседании учебно-методической комиссии механического факультета 12.01.2018 г.Рекомендовано к изданию РИС СПбГТИ (ТУ) 2 Введение Целью курсовой работы по дисциплине «Инженерная графика» (ИГ) является закрепление теоретических знаний у студентов, выработка умения составлять и оформлять технологическую и конструкторскую документацию, освоение методов технологического расчета процессов и конструктивного расчета аппаратов. Условием качественного выполнения работы является самостоятельная и творческая работа студентов с использованием специальной и справочной литературы. Курс инженерной графики призван научить студентов понимать основные закономерности протекания процессов, принципы работы аппаратов, научить методам расчета аппаратов. Одним из наиболее важных этапов в изучении курса является выполнение курсовой работы. Темы, которой сформулированы таким образом, чтобы студенты могли ознакомиться с методикой расчета и проектирования аппаратов, наиболее распространенных в химической и нефтехимической промышленности. Задачей курсовой работы является подготовка студентов к решению вопросов по процессам и аппаратам, встречающихся в специальных курсовых и дипломных проектах. 3 1 Общие требования, предъявляемые к чертежу общего вида химического аппарата Для качественного выполнения чертежа общего вида химического аппарата, необходимо четкое представление об изделии, исключающим двойное толкование технических решений или дополнительной проработки. Этими требованиями определяется объем информации отраженный на чертеже общего вида химического аппарата. Чертеж общего вида аппарата должен отвечать требованиям ГОСТ 2.1202013 ЕСКД «Технический проект». В соответствии с этими требованиями на чертеже общего вида должно быть: построены изображения, нанесены надписи и текстовая часть, необходимые для понимания конструктивного устройства аппарата, взаимодействие его составных частей и принципа работы химического аппарата; указаны наименования составных частей аппарата, для которых объясняется принцип работы, приведены технические характеристики и материал; приведены необходимые размеры и технические характеристики. Чертеж общего вида выполняют с максимальными упрощениями, предусмотренными для рабочих чертежей ГОСТ 2.109-73 «Основные требования к чертежам» 2 Конструирование аппаратов для химической промышленности Химическими аппаратами называют изделия, предназначенные для ведения физико-химических, химических и тепловых процессов, а также для хранения, транспортировки жидкостей, сжатых газов и других продуктов химического комплекса. При проектировании химических аппаратов учитывают, прежде всего, рабочее давление, температуру, химический состав и характер среды, а также свойства материалов, из которых сделан тот или иной аппарат. 2.1 Графическое оформление чертежа общего вида химического аппарата Чертеж общего вида химического аппарата выполняется в соответствии с техническим задание и вариантом на формате А1. Масштаб для данного задания выбирается М 1:5 или М 1:10. 4 На формате располагаются следующие элементы графической части химического аппарата: главный вид аппарата (изображение из технического задания); выносной элемент болтового соединения химического аппарата, в масштабе М 1:1 или М 1:2 (количество выносных элементов определяется техническим заданием); другие необходимые элементы графической части, такие как разрезы, виды, сечения (например, для отображения опор, трубной решетки и других элементов аппарата); на чертеже общего вида химического аппарата проставляют габаритные, установочные, присоединительные, и необходимые конструкционные размеры, причем размерные линии не должны пересекаться между собой и по возможности с линиями выносок; таблицу перечня оборудования, форма и размеры представлены на рисунке 1; технические требования и технические характеристики аппарата. Причем, на поле чертежа над основной надписью помещают необходимую текстовую часть (технические требования, технические характеристики) в виде колонки, шириной не более 185 мм. На листах формата А3 и более допускается размещение текста в две и более колонки, при этом вторую и последующую колонки располагают слева от основной надписи, а ширина этих колонок 185 мм; таблицу назначения штуцеров, форма и размеры представлены на рисунке 2. Она располагается на свободном поле чертежа справа или ниже изображения. Рисунок 1- Форма и размеры таблицы перечня оборудования Рисунок 2- Форма и размеры таблицы назначения штуцеров 5 2.2 Общая схема выбора размеров основных элементов химического аппарата Основным параметром при выборе конструкционных решений является внутреннее давление химического аппарата p (МПа). Размеры конструкционных элементов аппаратов (таких как обечайка, обечайка крышки, днища, фланцы корпуса и другие) выбираются в зависимости от внутреннего диаметра аппарата Dв (мм) и давления p (МПа). Размеры конструкционных элементов аппаратов (таких как фланцы штуцеров, длина обечайки крышки кожухотрубчатого теплообменника и другие) выбираются в зависимости от условного диаметра штуцера dу (мм) и давления p (МПа). Размеры конструкционных элементов аппаратов (таких как опоры, внутренние устройства аппаратов и другие) выбираются в зависимости от условного диаметра штуцера Dв (мм) и толщины стенки обечайки S (мм). Последовательность выбора размеров аппарата следующая: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Выбор толщины обечаек таблица 1. Выбор размеров днищ таблицы 2-8. Выбор размеров корпусных фланцев таблицы 9-11. Выбор размеров прокладок для корпусных фланцев таблицы 12,13. Выбор размеров труб для штуцеров таблицы 14,15. Выбор размеров фланцев штуцеров таблицы 16, 17. Выбор размеров прокладок для фланцев штуцеров таблицы 18,19. Выбор размеров расположения штуцеров на корпусе и днище рисунок 24. 9. Выбор размеров вылета штуцеров рисунок 25 таблица 21. 10. Выбор размеров люков рисунок 26 таблица 22. 11. Выбор размеров трубных решеток рисунки 27, 28 таблицы 23, 14. 12. Выбор размеров опор аппаратов рисунки 29-31 таблица 25. 13. Расчет размеров болтов и шпилек аппаратов рисунок 32 таблица 26,27. 14. Определение размеров внутренних устройств аппаратов (труб передавливания, барбатера, трубы ввода газ и центральной трубы, газлифтного реакторы) таблицы 14.15,20. 15. Выбор конструкционных материалов таблица 26. Схема выбора размеров элементов горизонтального теплообменного аппарата представлена на рисунке 3, причем, справа на схеме представлены отдельно элементы, а слева их взаимное соединение. 6 7 2.2.1 Толщины цилиндрических вальцованных оболочек (ряды диаметров по ГОСТ 9617-76) для аппаратов, работающих под избыточным давлением Рисунок 4 – Обечайка цилиндрическая Таблица 1 - Основные размеры обечаек цилиндрических Внутренний диаметр Давление в аппарате обечайки Dв, мм p, МПа 400 500 600 700 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 Толщина стенки обечайки s, мм 6 8 8 10 12 14 18 22 8 8 10 12 12 16 22 25 8 8 10 10 12 16 20 25 30 8 8 10 12 14 16 22 28 34 8 Продолжение таблицы 1 Внутренний диаметр Давление в аппарате обечайки Dв, мм p, МПа 700 800 900 1000 1200 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 Толщина стенки обечайки s, мм 8 8 10 12 14 16 22 28 34 8 8 10 12 16 20 25 30 38 8 8 10 12 16 20 30 34 45 8 10 12 12 18 22 28 38 45 8 10 12 14 20 25 34 45 55 9 Продолжение таблицы 1 Внутренний диаметр Давление в аппарате обечайки Dв, мм p, МПа 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 10,0 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 8,0 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 Толщина стенки обечайки s, мм 8 10 14 14 20 28 38 50 60 10 10 16 16 22 32 45 55 10 10 16 16 22 10 12 16 18 22 10 12 18 20 10 12 18 20 10 12 18 22 10 2.2.2 Эллиптические отбортованные стальные днища (ряды размеров по ГОСТ 6533-78) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 10 МПа Рисунок 5 – Днище эллиптическое отбортованное Таблица 2 - Основные размеры днищ эллиптических отбортованных Внутренний Толщина стенки диаметр днища Размер hв, мм Размер h, мм днища s, мм Dв, мм 6 8 10 400 100 25 12 14 18 22 8 10 12 500 125 25 16 22 25 8 10 25 12 16 600 150 20 40 25 30 25 700 150 40 11 8 10 12 16 20 25 30 Продолжение таблицы 2 Внутренний диаметр днища Размер hв, мм эллиптического Dв, мм Размер h, мм 25 800 225 40 25 900 225 40 60 25 1000 40 250 60 25 40 1200 330 60 80 12 Толщина стенки днища s, мм 8 10 12 16 20 25 30 38 8 10 12 16 20 30 34 8 10 12 14 20 25 34 45 55 8 10 12 14 20 25 34 45 55 Продолжение таблицы 2 Внутренний диаметр днища эллиптического Dв, мм Размер hв, мм Размер h, мм 40 1400 350 60 80 40 1600 400 60 80 40 1800 450 60 40 2000 550 60 40 2200 550 60 40 2400 600 2600 650 60 60 13 Толщина стенки днища s, мм 8 10 14 20 28 38 50 60 10 16 22 32 45 55 10 16 22 10 12 16 18 22 10 12 18 20 10 12 18 20 10 12 18 22 2.2.3 Конические отбортованные стальные днища, α =60˚ (ряды размеров по ГОСТ 12619-78) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 2,5 МПа Рисунок 6 – Днище коническое отбортованное Таблица 3 - Основные размеры днищ отбортованных конических Внутренний диаметр днища конического Dв, мм Размер hв, мм Размер h, мм 400 367 30 500 452 30 40 30 600 541 40 14 Толщина стенки днища s, мм 3 4 6 8 10 3 4 6 8 10 4 6 8 10 12 Продолжение таблицы 3 Внутренний диаметр днища Размер hв, конического Dв, мм мм Размер h, мм 30 700 627 40 50 30 800 735 40 50 30 900 821 40 50 30 40 1000 908 50 60 40 50 1200 1080 60 70 50 60 1400 1254 70 80 15 Толщина стенки днища s, мм 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 14 4 6 8 10 12 14 4 6 8 10 12 14 16 6 8 10 12 14 16 18 6 8 10 12 14 16 18 20 Продолжение таблицы 3 Внутренний диаметр днища Размер hв, мм конического Dв, мм Размер h, мм 50 60 70 1600 1439 80 100 50 60 70 1800 1612 80 100 50 60 70 80 2000 1785 100 120 16 Толщина стенки днища s, мм 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 Продолжение таблицы 3 Внутренний диаметр днища Размер hв, мм конического Dв, мм Размер h, мм 60 70 80 2200 1958 100 120 60 70 80 2400 100 2130 120 70 80 2600 2303 100 120 17 Толщина стенки днища s, мм 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 8 10 12 14 16 18 20 22 2.2.4 Конические отбортованные стальные днища, α =90˚ (ряды размеров по ГОСТ 12619-78) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 2,5 МПа Рисунок 7 – Днище коническое отбортованное Таблица 4 - Основные размеры и масса днищ отбортованных конических Внутренний диаметр днища конического Dв, мм Размер hв, мм 400 232 500 282 Размер h, мм 30 30 40 30 600 332 40 30 700 382 40 50 18 Толщина стенки днища s, мм 3 4 6 8 10 3 4 6 8 10 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 Продолжение таблицы 4 Внутренний диаметр днища конического Dв, мм Размер hв, мм Размер h, мм 30 800 466 40 50 30 900 40 516 50 60 30 40 1000 566 50 60 40 50 1200 656 60 70 50 60 1400 766 70 80 19 Толщина стенки днища s, мм 4 6 8 10 12 14 4 6 8 10 12 14 4 6 8 10 12 14 16 6 8 10 12 14 16 18 6 8 10 12 14 16 18 20 Продолжение таблицы 4 Внутренний диаметр днища конического Dв, мм Размер hв, мм Размер h, мм 50 60 70 1600 932 80 100 50 60 70 1800 982 80 100 50 60 70 80 2000 1082 100 120 20 Толщина стенки днища s, мм 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 Продолжение таблицы 4 Внутренний диаметр днища конического Dв, мм Размер hв, мм Размер h, мм 60 70 80 2200 1182 100 120 60 70 80 2400 100 1282 120 70 80 2600 1382 100 120 21 Толщина стенки днища s, мм 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 8 10 12 14 16 18 20 22 2.2.5 Сферические неотбортованные стальные днища, (по ГОСТ Р 52630-2012) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 1,6 МПа Рисунок 8 – Днище сферическое неотбортованное Таблица 5 - Основные размеры и масса днищ неотбортованных сферических Внутренний диаметр днища сферического Dв, мм Размер R, мм 400 400 500 500 600 600 700 700 Толщина стенки днища s, мм 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 22 Продолжение таблицы 5 Внутренний диаметр днища сферического Dв, мм Размер R, мм 800 800 900 900 1000 1000 1200 1200 1400 1400 Толщина стенки днища s, мм 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 23 Продолжение таблицы 5 Внутренний диаметр днища сферического Dв, мм Размер R, мм 1600 1600 1800 1800 2000 2000 2200 2200 2400 2400 2600 2600 Толщина стенки днища s, мм 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 4 6 8 10 12 24 2.2.6 Конические неотбортованные стальные днища, α =60˚ (ряды размеров по ГОСТ 12620-78) для аппаратов, работающих под наливом Рисунок 9 – Днище коническое неотбортованное Таблица 6 - Основные размеры днищ конических неотбортованных Внутренний диаметр днища Размер hв, мм Толщина стенки днища конического s, мм Dв, мм 3 400 346 4 3 500 433 4 6 3 600 520 4 6 3 700 606 4 6 4 800 692 6 8 4 900 779 6 8 25 Продолжение таблицы 6 Внутренний диаметр днища конического Dв, мм Размер hв, мм 1000 866 1200 1038 1400 1212 1600 1358 1800 1559 2000 1732 2200 1905 2400 2078 2600 2252 Толщина стенки днища s, мм 4 6 8 4 6 8 6 8 10 6 8 10 6 8 10 6 8 10 8 10 12 8 10 12 8 10 12 26 2.2.7 Конические неотбортованные стальные днища, α =90˚ (ряды размеров по ГОСТ 12620-78) для аппаратов, работающих под наливом Рисунок 10 – Днище коническое неотбортованное Таблица 7 - Основные размеры днищ конических неотбортованных Внутренний диаметр днища Размер hв, мм Толщина стенки днища s, конического мм Dв, мм 3 400 200 4 3 500 250 4 6 3 600 300 4 6 4 700 350 6 8 4 800 400 6 8 4 900 450 6 8 27 Продолжение таблицы 7 Внутренний диаметр днища конического Dв, мм Размер hв, мм 1000 500 1200 600 1400 700 1600 800 1800 900 2000 1000 2200 1100 2400 1200 2600 1300 Толщина стенки днища s, мм 4 6 8 4 6 8 6 8 10 6 8 10 6 8 10 6 8 10 8 10 12 8 10 12 8 10 12 28 2.2.8 Конические неотбортованные стальные днища, α =120˚ (ряды размеров по ГОСТ 12620-78) для аппаратов, работающих под наливом Рисунок 29 – Днище коническое неотбортованное Таблица 8 - Основные размеры днищ конических неотбортованных Внутренний диаметр днища Размер hв, мм Толщина стенки днища s, конического мм Dв, мм 3 400 115 4 6 3 500 144 4 6 4 600 173 6 8 4 700 202 6 8 4 800 230 6 8 4 900 260 6 8 29 Продолжение таблицы 8 Внутренний диаметр днища конического Dв, мм Размер hв, мм 1000 288 1200 346 1400 404 1600 462 1800 520 2000 577 2200 635 2400 692 2600 750 Толщина стенки днища s, мм 4 6 8 4 6 8 6 8 10 6 8 10 6 8 10 6 8 10 8 10 12 8 10 12 8 10 12 30 2.2.9 Стальные приварные фланцы для обечаек аппарата (ряды размеров по ГОСТ 28759.2-90) для аппаратов, работающих под давлением до 1,6 МПа Рисунок 12 – Плоский приварной фланец Таблица 9 - Основные размеры плоских приварных фланцев D в, мм 400 500 600 700 800 900 р, МПа Dф , мм D б, мм D 1, мм D 2, мм h, мм d, мм n, шт Диаметр болтов или шпилек 0,6 1,0 1,6 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 520 535 535 620 640 640 720 720 740 740 820 820 840 840 920 920 945 945 1030 1030 1045 1045 480 495 495 580 600 600 680 680 700 700 780 780 800 800 880 880 905 905 990 990 1005 1005 444 458 458 544 564 564 644 644 644 644 744 744 764 764 842 842 866 866 952 952 966 966 412 416 416 516 516 520 616 616 620 620 716 716 720 724 816 816 820 824 916 916 920 924 25 30 35 25 35 40 25 30 35 40 25 35 35 50 25 35 40 55 30 35 50 60 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 16 20 20 20 24 24 20 24 28 28 24 28 32 32 28 32 40 40 32 36 40 40 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 31 Продолжение таблицы 9 D в, мм 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 р, МПа Dф , мм D б, мм D 1, мм D 2, мм h, мм d, мм n, шт Диаметр болтов или шпилек 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1130 1130 1145 1145 1330 1330 1350 1350 1530 1530 1550 1550 1730 1730 1780 1780 1930 1930 1980 1980 2130 2130 2185 2185 2330 2330 2385 2385 2530 2530 2595 2610 2750 2750 2800 1090 1090 1105 1105 1290 1290 1310 1310 1490 1490 1510 1510 1690 1690 1730 1730 1890 1890 1930 1930 2090 2090 2135 2135 2290 2290 2335 2335 2490 2490 2540 2550 2705 2705 2745 1052 1052 1066 1066 1248 1248 1268 1268 1448 1448 1470 1470 1648 1648 1682 1682 1848 1848 1882 1882 2046 2046 2086 2086 2246 2246 2286 2286 2446 2446 2490 2496 2656 2656 2695 1016 1020 1024 1024 1216 1220 1224 1228 1416 1420 1428 1428 1620 1620 1632 1632 1820 1820 1832 1832 2020 2024 2032 2036 2220 2224 2236 2240 2420 2424 2436 2440 2620 2624 2636 30 40 50 65 35 45 60 75 35 50 60 80 35 55 70 85 40 60 80 95 50 70 85 100 55 70 90 100 60 80 100 130 65 95 115 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 27 27 23 23 27 27 23 23 27 27 23 23 27 27 23 23 30 33 27 27 30 36 36 44 44 44 44 56 56 48 52 68 68 60 60 68 76 64 68 84 84 68 72 84 92 72 80 80 104 80 88 92 88 84 88 96 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М20 М24 М24 М20 М20 М24 М24 М20 М20 М24 М24 М20 М20 М24 М24 М20 М20 М27 М30 М24 М24 М27 32 2.2.10 Стальные приварные фланцы с выступом и впадиной для обечаек аппарата (ряды размеров по ГОСТ 28759.3-90) для аппаратов, работающих под давлением до 6,3 МПа а – исполнение 1, б – исполнение 2 Рисунок 13 – Фланец приварной с выступом и впадиной Таблица 10 - Основные размеры фланцев с выступом и впадиной Dв, мм 400 Диаметр болтов или шпилек р, МПа Dф, мм Dб, мм D1, мм D2, мм D3, мм D4, мм D5, мм h, мм H, мм d, n, м шт 2,5 535 495 458 466 457 420 440 40 75 23 24 M20 4,0 590 530 458 466 457 424 454 50 95 33 20 M30 6,3 590 530 458 466 457 428 460 70 120 33 20 M30 33 Продолжение таблицы 10 р, МПа Dф, мм Dб, мм D1, мм D2, мм D3, мм D4, мм D5, мм h, мм H, мм d, м Диаметр n, болтов или шт шпилек 2,5 640 600 564 572 563 524 544 45 80 23 28 M20 4,0 695 635 558 572 557 524 560 60 115 33 24 M30 6,3 695 635 558 572 557 532 568 75 130 33 24 M30 2,5 740 700 664 672 663 624 648 50 85 23 32 M20 4,0 795 735 658 672 657 632 664 65 115 33 28 M30 6,3 820 750 670 685 669 640 680 85 145 33 28 M30 2,5 850 810 774 782 773 728 754 50 90 23 40 M20 4,0 895 835 758 772 757 732 766 75 125 33 32 M30 6,3 945 875 775 790 774 744 792 95 165 40 28 M36 2,5 955 915 876 886 875 832 860 55 100 23 48 M20 4,0 1005 945 870 886 868 840 876 75 130 33 36 M30 6,3 1055 985 885 910 883 850 904 95 180 40 36 M36 2,5 1070 1020 978 988 977 932 962 55 100 27 48 M24 4,0 1110 1050 970 988 968 940 980 80 140 33 40 M30 6,3 1180 1110 990 1005 988 960 1020 105 205 40 40 M36 2,5 1175 1125 1080 1092 1078 1036 1066 60 105 27 52 M24 4,0 1240 1170 1075 1093 1073 1044 1088 90 160 40 40 M36 6,3 1300 1220 1095 1110 1093 1056 1126 115 220 46 40 M42 2,5 1400 1345 1295 1310 1294 1240 1276 130 30 56 M27 4,0 1455 1385 1290 1310 1287 1250 1302 105 185 40 48 M36 6,3 1520 1440 1310 1325 1307 1268 1346 120 235 46 48 M42 2,5 1610 1555 1505 1520 1504 1440 1484 145 30 64 M27 4,0 1670 1600 1495 1520 1492 1456 1516 105 200 40 56 M36 6,3 1770 1675 1522 1545 1519 1476 1562 145 275 58 44 M52 2,5 1820 1760 1708 1720 1705 1644 1690 155 33 68 M30 4,0 1915 1830 1708 1720 1705 1664 1732 125 225 46 60 M42 6,3 1995 1900 1732 1750 1729 1690 1784 155 300 58 56 M52 1800 1,6 2025 1965 1910 1928 1907 1844 1896 170 33 80 M30 2000 1,6 2235 2175 2116 2130 2113 2044 2104 105 951 33 80 M30 Dв, мм 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 34 70 75 80 90 2.2.11 Стальные приварные фланцы под металлическую прокладку для обечаек аппарата (ряды размеров по ГОСТ 28759.4-90) для аппаратов, работающих под давлением до 10 МПа Рисунок 14 – Фланец приварной под металлическую прокладку Таблица 11 - Основные размеры фланцев под металлическую прокладку Dф, мм Dб, мм Dп, мм D1, мм D2, мм D3, мм h, H, h1, а, d, n, мм мм мм мм мм шт 8,0 620 555 475 516 436 472 70 135 8 7 33 24 Диаметр болтов или шпилек М 30 10,0 620 565 475 526 444 484 76 155 8 7 33 24 М 30 8,0 735 670 575 631 544 586 76 155 10 9 33 28 М 30 10,0 750 685 575 646 550 602 88 185 10 9 33 28 М 30 8,0 845 780 675 741 650 698 85 175 12 9 33 32 М 30 10,0 885 810 675 762 660 718 102 210 12 9 40 28 М 36 8,0 980 905 775 859 756 812 95 200 12 10 40 32 М 36 10,0 1020 935 775 883 768 832 116 240 12 10 46 28 М 42 8,0 1095 1020 875 974 860 924 106 225 12 12 40 36 М 36 10,0 1140 1055 875 1003 876 950 125 265 12 12 46 32 М 42 8,0 1230 1145 990 1093 968 1038 122 250 15 15 46 36 М 42 10,0 1275 1180 990 1122 990 1064 145 295 15 15 52 32 М 48 8,0 1340 1255 1090 1203 1076 1152 130 270 16 16 46 40 М 42 10,0 1390 1295 1090 1237 1090 1180 156 325 16 16 52 36 М 48 8,0 1590 1495 1290 1437 1290 1376 148 310 17 20 46 44 М 48 10,0 1645 1535 1290 1469 1310 1408 180 370 17 20 60 40 М 56 8,0 1825 1720 1500 1658 1500 1598 172 355 20 24 58 48 М 52 10,0 1890 1775 1500 1703 1520 1640 205 425 20 24 66 44 М 60 8,0 2060 1950 1710 1884 1710 1820 196 410 22 26 60 52 М 56 Dв, р, мм МПа 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 35 2.2.12 Стальные металлические прокладки для фланцевых соединений аппарата (ряды размеров по ГОСТ 28759.8-90) для аппаратов, работающих под давлением до 10 МПа Рисунок 15 – Прокладка металлическая Таблица 12 - Основные размеры металлических прокладок Dв, мм р,МПа Dп, мм Sп, мм b, мм c, мм 400 8,0 ; 10,0 475 16 12 7 500 8,0 ; 10,0 575 20 16 8 600 8,0 ; 10,0 675 23 18 8 700 8,0 ; 10,0 775 25 20 9 800 8,0 ; 10,0 875 26 22 10 900 8,0 ; 10,0 990 32 26 13 1000 8,0 ; 10,0 1090 34 28 14 1200 8,0 ; 10,0 1290 38 32 16 1400 8,0 ; 10,0 1500 44 38 16 1600 8,0 ; 10,0 1710 50 42 18 36 2.2.13 Неметаллические прокладки для фланцевых соединений аппаратов (по ГОСТ 28759.6-90), работающих под давлением до 6,3 МПа (материал поранит ГОСТ 481-80) Рисунок 16 – Прокладка неметаллическая Таблица 13 - Основные размеры прокладок Dв, мм р, МПа 400 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 500 600 700 Dп, мм dп, мм Sп, мм 443 443 457 457 457 457 457 418 418 432 432 432 428 428 2 2 2 2 2 2 2 543 543 563 563 563 557 557 643 643 663 663 663 657 669 743 743 763 763 763 757 774 518 518 538 538 538 528 528 617 617 637 637 637 627 639 717 717 737 737 747 727 744 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 37 Продолжение таблицы 13 Dв, мм 800 900 1000 1200 1400 р, МПа Dп, мм dп, мм Sп, мм 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 841 841 865 865 875 869 884 951 951 965 965 977 969 989 1051 1051 1065 1065 1079 1074 1094 1247 1247 1267 1267 1295 1289 1309 1447 1447 1469 1469 1504 1493 1520 816 816 839 839 849 831 846 925 925 939 939 951 931 951 1022 1022 1036 1036 1050 1036 1056 1218 1220 1238 1238 1235 1235 1255 1418 1420 1440 1440 1477 1441 1468 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 38 Продолжение таблицы 13 Dв, мм 1600 1800 2000 2200 2400 2600 р, МПа Dп, мм dп, мм Sп, мм 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 0,3 0,6 1,0 1,6 1646 1646 1680 1680 1706 1706 1730 1846 1846 1880 1880 1908 2044 2044 2084 2084 2114 2244 2244 2284 2284 2444 2444 2488 2494 2654 2654 2693 2697 1620 1620 1649 1649 1675 165 1677 1820 1820 1849 1849 1877 2020 2024 2045 2045 2075 2220 2224 2245 2245 2420 2424 2449 2455 2620 2624 2653 2658 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 39 2.2.14 Стальные трубы, (ряды диаметров по ГОСТ 8732-78) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 2,5 МПа Рисунок 17– Труба стальная Таблица 14 - Основные размеры труб стальных dу, мм dн, мм s, мм 15 20 2,5 20 25 2,5 25 32 3,5 32 38 3,5 40 45 3,5 50 57 4,0 65 76 5,0 80 89 5,5 100 108 6,0 125 133 6,0 150 159 6,5 200 219 8,5 250 273 9,5 300 325 11,0 40 2.2.15 Стальные трубы (ряды диаметров по ГОСТ 8732-78) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 10 МПа Рисунок 18 – Труба стальная Таблица 15- Основные размеры и масса трубы стальной dу, мм dн, мм s, мм 15 20 2,5 20 25 2,5 25 32 3,5 32 38 3,5 40 45 4,0 50 57 6,0 65 76 7,0 80 89 7,0 100 108 8,0 125 133 10,0 150 159 11,0 200 219 14,0 250 273 18,0 300 325 20,0 41 2.2.16 Стальные приварные фланцы для труб (ряды размеров по ГОСТ 28759.2-90), работающих под давлением до 1,6 МПа Рисунок 19– Плоский приварной фланец Таблица 16 - Основные размеры плоских приварных фланцев dу, мм 25 32 40 50 р, Dф , МПа мм 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 100 100 115 115 115 120 120 135 135 135 130 130 145 145 145 140 140 160 160 160 D б, мм D 1, мм D 2, мм h, мм h1, мм d, мм n, шт Диаметр болтов или шпилек 75 75 85 85 85 90 90 100 100 100 100 100 110 110 110 110 110 125 125 125 60 60 68 68 68 70 70 78 78 78 80 80 88 88 88 90 90 102 102 102 32 32 32 32 32 38 38 38 38 38 45 45 45 45 45 57 57 57 57 57 12 14 14 18 18 12 15 16 18 20 13 16 18 20 22 13 16 18 22 24 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 11 11 14 14 14 14 14 18 18 18 14 14 18 18 18 14 14 18 18 18 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 М 10 М 10 М 12 М 12 М 12 М 12 М 12 М 16 М 16 М 16 М 12 М 12 М 16 М 16 М 16 М 12 М 12 М 16 М 16 М 16 42 Продолжение таблица 16 dу, мм 65 80 100 125 150 200 250 300 р, Dф , МПа мм 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 160 160 180 180 180 185 185 195 195 195 205 205 215 215 230 235 235 245 245 270 260 260 280 280 300 315 315 335 335 360 370 370 390 405 425 435 435 440 460 485 D б, мм D 1, мм D 2, мм h, мм h1, мм d, мм n, шт Диаметр болтов или шпилек 130 130 145 145 145 150 150 160 160 160 170 170 180 180 180 200 200 210 210 220 225 225 240 240 250 280 280 295 295 310 335 335 350 355 370 395 395 400 410 430 110 110 122 122 122 128 128 133 133 133 148 148 158 158 158 178 178 184 184 184 202 202 212 212 212 258 258 268 268 268 312 312 320 320 335 365 365 370 370 390 76 76 76 76 76 89 89 89 89 89 108 108 108 108 108 133 133 133 133 133 159 159 159 159 159 219 219 219 219 219 273 273 273 273 273 325 325 325 325 325 14 16 20 24 24 14 18 20 24 26 14 18 22 26 28 16 20 24 28 30 16 20 24 28 30 18 22 24 30 32 21 23 26 31 34 22 26 28 32 36 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 14 14 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 22 18 18 18 18 26 18 18 22 22 26 18 18 22 22 26 18 18 22 26 30 22 22 22 26 30 4 4 4 4 8 4 4 8 8 8 4 4 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 16 М 12 М 12 М 16 М 16 М 16 М 16 М 16 М 16 М 16 М 16 М 16 М 16 М 16 М 16 М 20 М 16 М 16 М 16 М 16 М 24 М 16 М 16 М 20 М 20 М 24 М 16 М 16 М 20 М 20 М 24 М 16 М 16 М 20 М 20 М 24 М 20 М 20 М 20 М 24 М 27 43 2.2.17 Стальные приварные фланцы для труб (ряды размеров по ГОСТ 28759.3-90) для аппаратов, работающих под давлением до 10 МПа Рисунок 20 – Фланец приварной встык Таблица 17 - Основные размеры фланцев приварных встык Диаметр n, болтов или шт шпилек dу, р, Dф, мм МПа мм Dб, мм Dв, мм D1, мм D2, мм D3, мм H, мм h, мм h 1, мм d, м 25 4,0 6,3 10,0 115 135 135 85 100 100 25 25 25 68 68 68 32 32 32 45 52 52 38 58 58 16 22 24 2 2 2 14 18 18 4 4 4 М 12 М 16 М 16 32 4,0 6,3 10,0 135 150 150 100 110 110 31 31 31 78 78 78 38 38 38 56 64 64 45 62 62 18 23 24 3 3 3 18 22 22 4 4 4 М 16 М 20 М 20 40 4,0 6,3 10,0 145 165 165 110 125 125 37 37 37 88 88 88 45 45 45 64 74 76 48 68 70 19 24 26 3 3 3 18 22 22 4 4 4 М 16 М 20 М 20 50 4,0 6,3 10,0 160 175 195 125 135 145 45 45 45 102 102 102 57 57 57 76 86 86 48 70 71 20 26 28 3 3 3 18 22 26 8 8 8 М 16 М 20 М 24 44 Продолжение таблицы 17 Диаметр болтов или шпилек dу, р, Dф, мм МПа мм Dб, мм Dв, мм D1, мм D2, мм D3, мм H, мм h, мм h 1, мм 65 4,0 6,3 10,0 180 200 220 145 160 170 62 62 62 122 122 122 76 76 76 96 106 110 53 75 83 22 28 32 3 3 3 18 22 26 8 8 8 М 16 М 20 М 24 80 4,0 6,3 10,0 195 210 230 160 170 180 75 75 75 133 133 133 89 89 89 112 120 124 58 75 90 24 30 34 3 3 3 18 22 26 8 8 8 М 16 М 20 М 24 100 4,0 6,3 10,0 230 250 265 190 200 210 92 92 92 158 158 158 108 108 108 138 140 146 68 80 100 26 32 38 3 3 3 22 26 30 8 8 8 М 20 М 24 М 27 125 4,0 6,3 10,0 270 295 310 220 240 250 112 112 112 184 184 184 132 132 132 160 172 180 68 98 115 28 36 42 3 3 3 26 30 33 8 8 8 М 24 М 27 М 30 150 4,0 6,3 10,0 300 340 350 250 280 290 136 136 136 212 212 212 158 158 158 186 206 214 71 108 128 30 38 46 3 3 3 26 33 33 8 8 12 М 24 М 30 М 30 200 4,0 6,3 10,0 375 405 430 320 345 360 190 190 190 285 285 285 218 218 218 250 264 276 88 113 143 38 44 54 3 3 3 30 36 36 12 12 12 М 27 М 33 М 33 250 4,0 6,3 10,0 445 470 500 385 400 430 236 236 236 345 345 345 272 272 272 310 316 340 101 118 163 42 48 60 3 3 3 33 36 39 12 12 12 М 30 М 33 М 36 300 4,0 6,3 10,0 510 530 585 450 460 500 284 284 284 410 410 410 324 324 324 368 370 400 116 124 184 46 54 70 4 4 4 33 36 42 16 16 16 М 30 М 33 М 39 45 d, n, м шт 2.2.18 Плоские прокладки для стальных приварных фланцев (ряды размеров по ГОСТ 15180-86) для аппаратов, работающих под давлением до 2,5 МПа Рисунок 21 – Прокладка неметаллическая Таблица 18 - Основные размеры и масса плоских прокладок Dу, мм 25 32 40 50 65 80 р, МПа Dп, мм dп, мм Sп, мм 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 69 60 68 68 68 70 70 78 78 78 80 80 88 88 88 90 90 102 102 102 110 110 122 122 122 128 128 133 133 133 29 29 29 29 29 38 38 38 38 38 45 45 45 45 45 57 57 57 57 57 75 75 75 75 75 87 87 87 87 67 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 46 Продолжение таблицы 18 Dу, мм 100 125 150 200 250 300 р, МПа Dп, мм dп, мм Sп, мм 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 0,3 0,6 1,0 1,6 2,5 148 148 158 158 158 178 178 184 184 184 202 202 212 212 212 258 258 268 268 278 312 312 320 320 335 365 365 370 370 390 106 106 106 106 106 184 184 184 184 184 161 161 161 161 161 285 285 285 285 285 264 264 264 264 264 318 318 318 318 318 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 47 2.2.19 Плоские прокладки для стальных приварных встык фланцев (ряды размеров по ГОСТ 15180-86) для аппаратов, работающих под давлением до 10,0 МПа Рисунок 22 – Прокладка неметаллическая Таблица 19 - Основные размеры плоских прокладок Dу, мм 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 р, МПа Dп, мм dп, мм Sп, мм 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 4,0 6,3 10,0 68 68 68 78 78 78 88 88 88 102 102 102 122 122 122 133 133 133 158 158 158 184 184 184 212 212 212 285 285 285 345 345 345 410 410 410 29 29 29 38 38 38 45 45 45 57 57 57 75 75 75 87 87 87 106 106 106 184 184 184 161 161 161 285 285 285 264 264 264 318 318 318 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 48 2.2.20 Стальные приварные встык отводы крутоизогнутые для труб (ряды размеров по ГОСТ 17375-2001) Рисунок 23 – Отвод крутоизогнутый приварной встык Таблица 20- Основные размеры отводов крутоизогнутых Условный диаметр Dн, мм S, мм отвода dу, мм 2,0 15 21,3 3,2 4,0 2,0 20 26,9 3,2 4,0 2,3 25 33,7 3,2 4,5 2,6 32 42,4 3,6 5,0 2,6 40 48,3 3,6 5,0 2,9 50 60,3 4,0 5,6 2,9 65 76,1 5,0 7,1 3,2 80 88,9 5,6 8,0 3,6 100 114,3 6,3 8,8 49 R, мм 28 29 38 48 57 76 95 114 152 2.3 Общие конструкционные решения химических аппаратов В данном разделе приведены дынные по выбору конструкционных решений химических аппаратов, таких как опоры, трубные решетки и других элементов аппаратов. 2.3.1 Расположение штуцеров В соответствии с ОСТ 26-291-94 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования» расстояние между соседними сварными швами должно быть не менее 50 мм. Это требование, кроме всего, обуславливает и минимальное расстояние между штуцерами и приваренными фланцами. 2.3.1.1 Расположение штуцеров на обечайке и днище На обечайках расположение штуцеров определяется их технологическим назначением. Если штуцер необходимо расположить по возможности ближе к фланцу обечайки, минимальное расстояние может бать определено как (1,5÷1,7)dн тр ,но не менее 50 мм между сварными швами. (рисунок 24 а). На днищах, при необходимости установки одного штуцера, последний располагается в центре днища. При расположении на днище двух и более штуцеров, схема расположения их выполняется в соответствии с рисунком 24б. а - расположение штуцеров на обечайке, б - расположение штуцеров на днищах Рисунок 24 – Расположение штуцеров 50 2.3.1.2 Вылет штуцеров Вылет штуцеров (расстояние от привалочной поверхности фланца до наружной поверхности обечайки или днища) принимают из расчета установки болтов в отверстия фланца со стороны аппарата, возможности установки при необходимости слоя теплоизоляции и так далее. Значения вылета штуцеров можно принять по таблице 21. Существуют различные способы приваривания штуцеров (патрубков) к корпусам аппаратов. Наиболее простой и широко распространенный показан на рисунке 25. Рисунок 25 – Вылет штуцера На рисунке 25: l- длина штуцера, l1 – вылет штуцера, к ~ (S+2) мм, S – толщина стенки патрубка. Таблица 21 – Значения вылета штуцеров Условный Длина l1 (в мм) при давлении (в МПа) проход dу, мм 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 25 32 40 50 80 100 125 150 200 250 300 155 155 155 155 155 155 155 155 160 160 190 155 155 155 155 155 155 155 185 190 190 210 155 165 165 165 165 165 185 185 190 190 210 51 155 165 165 165 165 165 185 185 190 190 210 160 165 170 170 180 190 190 190 210 220 270 175 180 185 190 190 200 215 225 230 265 300 10.0 175 180 190 190 210 220 235 245 290 310 360 При приварке фланца нельзя допускать оплавления его привалочной поверхности. Это достигается тем, что выдерживается определенное расстояние между торцевой поверхностью патрубка и привалочной поверхностью фланца (к). Эта величина называется недоводом фланца. Недовод фланца обычно принимают равным толщине стенки патрубка плюс 2 мм. Величина недовода в обязательном порядке указывается на том чертеже, где дается обозначение сварного шва, то есть на чертеже, по которому приваривается фланец. Отверстия для болтов и шпилек во фланцах нельзя располагать на главных осях. Их необходимо смещать симметрично относительно этих осей. 2.3.2 Люки Люком аппарата называют короткий патрубок большого диаметра с присоединяемой к нему крышкой (рисунок 26). Сосуды и аппараты с внутренним диаметром более 800 мм, не имеющие съемных днищ или крышек, должны иметь люки. Для аппаратов люки, как правило, выполняют цилиндрической формы с внутренним диаметром не менее 400 мм. Сосуды и аппараты с внутренним диаметром 800 мм и менее должны иметь лючки диаметром 80 мм. На рисунке 26 представлены конструкции люков, а в таблице 22 указаны их основные параметры. а – со сферической крышкой, б- с плоской крышкой Рисунок 26 – Основные размеры люков На рисунке 26: l- высота люка, l1 – вылет люка, Sс, Sп – толщина стенки люка, dв – внутренний диаметр люка. 52 Таблица 22 – Основные размеры люков Размеры (в мм) при давлении (в МПа) Толщина плоской крышки люка sn Толщина сферической крышки люка sC 280 18 6 280 28 8 500 300 20 8 300 32 10 600 330 24 8 330 38 10 Высота люка люка dВ, мм Высота люка Внутренний диаметр l 400 l Толщина сферической крышки люка sC 1.6 Толщина плоской люка крышки sn 0.6 2.3.3 Трубные решетки Трубные решетки представляют собой круглые плоские диски с отверстиями (рисунок 27). Они выполняют роль перегородок в кожухотрубчатых теплообменниках и предназначены для закрепления в них труб и отделения трубного пространства от межтрубного. Отверстия в решетках располагаются, как правило, по вершинам равносторонних треугольников (рисунок 27), с тем, чтобы обеспечить размещение в теплообменниках максимального количества труб. Трубы крепятся в трубных решетках развальцовкой, сваркой или с помощью резьбы. Наиболее распространенным способом является развальцовка. Для стандартных труб теплообменников величина шага между трубами (t) также стандартизирована (таблица 23). Таблица 23 – Значения шагов трубной решетки dн, мм t, мм 20 26 25 32 32 40 38 48 45 57 53 1 – обечайка корпуса, 2 – трубная решетка, 3- прокладка, 4- крышка, 5 – гайка, 6 болт, 7 – шайба. Рисунок 27 – Трубная решетка основные размеры На чертежах общего вида теплообменных аппаратов в обязательном порядке дается схема размещения труб в трубной решетке (разбивка трубной решетки). При этом необходимо вычерчивать сплошной тонкой линией сетку разбивки, указать шаг и угол. Сами трубы допускается не показывать. Замкнутую линию крайних труб при этом выполняют сплошной основной линией (рисунок 28). Рисунок 28 – Схема размещения труб в трубной решетке 54 Количество труб в круглых трубных решетках теплообменников при размещении их по вершинам равносторонних треугольников представлено в таблице 24. Таблица 24 – Количество труб в теплообменнике Количество труб на диаметре решетки, шт. Количество труб в решетке, шт. 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 61 91 127 169 217 271 331 397 469 547 631 721 817 919 1027 1141 1261 1327 2.3.4 Опоры аппаратов Опоры представляют собой специальные устройства, предназначенные для установки химических аппаратов на фундаменты или отдельные несущие конструкции. Наиболее применяемыми являются следующие виды опор: нижние опоры (стойки) вертикальных аппаратов по ОСТ 26-665-87; боковые опоры (опорные лапы) вертикальных аппаратов по ГОСТ 26296-84; нижние (седловые) опоры горизонтальных аппаратов по ОСТ 26-209193. К фундаменту или к перекрытию опоры крепятся с помощью фундаментных болтов, диаметр отверстий следует принимать по таблице 25. 55 Таблица 25 – Диаметр фундаментных болтов Внутренний диаметр Диаметр отверстий под Диаметр корпуса аппарата, мм фундаментные болты, мм фундаментных болтов Менее 400 28 М 24 400÷1000 35 М 30 Более 1000 42 М 36 2.3.4.1 Нижние опоры (стойки) вертикальных аппаратов Конструкция и приведенные к внутреннему диаметру и толщине стенки аппарата размеры опор приведены на рисунке 29. Рисунок 29 – Нижняя опора (стойка) вертикального аппарата Количество стоек для каждого конкретного аппарата определяется расчетом и конструктивными соображениями. Для учебных чертежей, при выборе количества опор, можно руководствоваться следующими соображениями: для 56 аппаратов внутренним диаметром до 1000 мм – три опоры, для аппаратов диаметром более 1000 мм – четыре. 2.3.4.2 Боковые нижние опоры (опорные лапы) вертикальных аппаратов Конструкция и приведенные к внутреннему диаметру и толщине стенки аппарата размеры опоры приведены на рисунке 30. Рисунок 30 – Боковые опоры (опорные лапы) вертикального аппарата 57 Количество лап для каждого конкретного аппарата определяется расчетом и конструктивными соображениями, но должно быть не менее двух. При этом расположение лап по высоте аппарата зависит от места установки аппарата и обычно выполняется в средней части корпуса, но не ближе 1/5 длины корпуса от его краев. 2.3.4.3 Нижние (седловые) опоры горизонтальных аппаратов Конструкция и приведенные к внутреннему диаметру и толщине стенки аппарата размеры опоры приведены на рисунке 31. Рисунок 31 – Нижние (седловые) опоры горизонтальных аппаратов Количество седловых опор для каждого конкретного аппарата определяется расчетом и конструктивными соображениями, но должно быть не менее двух. При этом опоры располагаются в средней части с расстоянием между ними, равным 1/2 длины его корпуса. При внутреннем диаметре аппарата более 2000 мм, дополнительно устанавливаются стойки (показаны пунктиром на рисунке 31). 58 2.4 Устройство для стропления (ушко) для элементов аппаратов по ГОСТ 13716-73 К таким устройствам химических аппаратов относятся: - крышки аппаратов; - крышки люков, если вес люка более 20 кг, если менее - применяют рукоятки. Конструкция устройства для стропления (ушко) для всех типов аппаратов представлена на рисунке 32. Рисунок 32 – Основные размеры устройства для стропления (ушка) Количество ушек для стропления на одну крышку вертикальных теплообменных аппаратов и гидролизных – 4 шт. расположение ушек представлено на рисунке 33. Для крышек горизонтальных теплообменных аппаратов – 2 шт. расположение ушек представлено на рисунке 34. Для крышек люков (весом более 20 кг) – 2 шт. расположение ушек представлено 59 на рисунке 35. Для крышек барбатеров и мерников – 4 шт. расположение ушек представлено на рисунке 36. 1- ушко, 2- крышка аппарата Рисунок 33 – Расположение ушек на крышке вертикального теплообменного и гидролизного аппаратов 60 1- ушко, 2- крышка аппарата Рисунок 34 – Расположение ушек на крышке горизонтального теплообменного аппарата 1- ушко, 2- крышка аппарата Рисунок 35– Расположение ушек на крышке люка 61 1- ушко, 2- крышка аппарата Рисунок 36 – Расположение ушек на крышке барботера и мерника 62 2.5 Конструкционные материалы аппаратов Таблица 26 – Конструкционные материалы Неметаллические материалы Марка стали и ГОСТ ВСт3кп2 ГОСТ 380-94 ВСт3кп2 ГОСТ 380-94 Темпер Полу Давление атура фабри среды, среды, каты МПа 0 С Листы 1,6 Назначение Обечайки, днища, фланцы, трубные решетки и другие детали химических аппаратов, работающих с неагрессивными средами (водой, воздухом, водяным паром, бензолом, ксилолом) Штуцера, обечайки люков, трубопроводы и другие детали химических аппаратов, работающих с неагрессивными средами Обечайки, днища, фланцы, трубные решетки и другие детали химических аппаратов, работающих с неагрессивными средами Штуцера, обечайки люков, трубопроводы и другие детали химических аппаратов, работающих с неагрессивными средами Металлические прокладки для фланцевых соединений аппаратов, работающих с неагрессивными средами Обечайки, днища, фланцы, трубные решетки химических аппаратов, работающих с сильно агрессивными средами (кислотами, щелочами) Металлические прокладки для фланцевых соединений аппаратов, работающих с сильно агрессивными средами от +10 до +200 от +10 до +200 Трубы 1,6 20 Листы ГОСТ 1050-88 20 20 Трубы ГОСТ 1050-88 100 от -30 до +475 08кп Листы ГОСТ 9045-81 100 от +10 До +200 12Х18Н10Т Трубы ГОСТ 5632-72 100 от -250 до +600 08Х18Н10Т Листы ГОСТ 5632-72 100 от -250 до +640 от -40 до +475 Неметаллические материалы Паронит ПОН Листы ГОСТ 481-80 Резина ТМКЩ Листы ГОСТ 7338-90 6,3 от -50 до +100 Прокладки для аппаратов, работающих с водой, воздухом, водяным паром 1 от -30 до +65 Прокладки для аппаратов, работающих с кислотами и щелочами Резина ПМБ Листы ГОСТ 7338-80 1 от -40 до +80 Фторопласт–4 Листы ГОСТ 10007-80 40 от -250 до +250 Картон асбестовый Листы ГОСТ 2850-95 6,3 от -70 до +450 Прокладки для аппаратов, работающих с нефтепродуктами (бензином, бензолом, толуолом и др.) Прокладки для аппаратов, работающих с любыми агрессивными средами любой концентрации Прокладки для аппаратов, работающих с любыми агрессивными средами любой концентрации 63 2.6 Расчет длины крепежных изделий Схема для расчета длины болта (шпильки) представлена на рисунке 37. 1- болтовое соединение, 2- шпилечное соединение Рисунок 37 – Схема для расчета длины болта (шпильки) Длина болта определяется по следующей формуле: Lб = hф1 + hп + hф2 + hш + hг + hвб, (1.1) где hф1 – толщина фланца 1; hп – толщина прокладки; hф2 – толщина фланца 2; hш – толщина шайбы; hг – высота гайки; hвб – вылет болта относительно гайки (принимается 0,.25d). Для нашего случая (рисунок 32) эта величина будет равна: Lб = hф1 + hп + hф2 + hш + hг + hвб = 13+4+13+2,5+10,8+3 = 45,8 мм (1.2) В таблице 26 находим для резьбы М 12 ближайшее значение, это будет величина – 50 мм. Обозначение болта – М12.6gх50.58 ГОСТ 15589-70 где, диаметр резьбы d=12 мм, крупный шагом Р=1,75 мм с полем допуска 6g, длиной l=50 мм, класса прочности 5.8. Длина шпильки равна: Lш = c + hп +hф + hш + hг + hвш, (1.3) c- размер фаски фланца 1. Lш = c + hп +hф + hш + hг + hвш = 2+4+13+2,5+10,8+3 = 35,3 мм где (1.4) В таблице 27 находим для резьбы М 12 ближайшее значение l = 38 мм. Обозначение шпильки – Шпилька М12 - 6g х 38.58 ГОСТ 22032-76 где, диаметр резьбы d=12 мм, крупный шагом Р=1,75 мм с полем допуска 6g, длиной l=38мм, класса прочности 5.8. При этом, b- длина резьбы гаечного конца, b1-длина ввинчиваемого резьбового конца равная d (рисунок 37). 64 Таблица 26 – Длина болтов (в мм) по ГОСТ 15589-70 М 10 М 12 М 16 М 20 М 24 М 27 М 30 10 12 14 14 16 16 18 18 18 20 20 20 25 25 25 25 28 28 28 28 30 30 30 30 32 32 32 32 32 35 35 35 35 35 35 40 40 40 40 40 40 40 45 45 45 45 45 45 45 50 50 50 50 50 50 50 55 55 55 55 55 55 55 60 60 60 60 60 60 60 65 65 65 65 65 65 65 70 70 70 70 70 70 70 75 75 75 75 75 75 75 80 80 80 80 80 80 80 85 85 85 85 85 85 85 90 90 90 90 90 90 90 95 95 95 95 95 95 95 100 100 100 100 100 100 100 105 105 105 105 105 105 105 110 110 110 110 110 110 110 120 120 120 120 120 120 120 125 125 125 125 125 125 125 130 130 130 130 130 130 130 140 140 140 140 140 140 140 150 150 150 150 150 150 150 160 160 160 160 160 160 160 170 170 170 170 170 170 170 180 180 180 180 180 180 180 190 190 190 190 190 190 190 200 200 200 200 200 200 200 220 220 220 220 220 220 220 240 240 240 240 240 240 260 260 260 260 260 260 280 280 280 280 280 300 300 300 300 300 65 М 36 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 М 42 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 М 48 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 Таблица 27 – Длина шпилек (в мм) по ГОСТ 22032-76 Длина Длина резьбы гаечного конца b при номинальном диаметре резьбы d шпильки l 12 (14) 16 (18) 20 (22) 24 (27) 30 36 42 48 х х 25 х х (28) х х 30 х х (32) х х х х 35 х х х (38) 30 х х х х 40 30 х х х х (42) 30 х х х х х 45 30 34 х х х х (48) 30 34 38 х х х х 50 30 34 38 х х х х 55 30 34 38 42 х х х х 60 30 34 38 42 46 х х х 65 30 34 38 42 46 50 х х х 70 30 34 38 42 46 50 54 х х 75 30 34 38 42 46 50 54 60 х х х х 80 30 34 38 42 46 50 54 60 х х х 85 30 34 38 42 46 50 54 60 66 х х х 90 30 34 38 42 46 50 54 60 66 х х (95) 30 34 38 42 46 50 54 60 66 78 х х 100 30 34 38 42 46 50 54 60 66 78 х х (105) 30 34 38 42 46 50 54 60 66 78 х 110 30 34 38 42 46 50 54 60 66 78 90 х (115) 30 34 38 42 46 50 54 60 66 78 90 х 120 30 34 38 42 46 50 54 60 66 78 90 130 36 40 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108 140 36 40 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108 150 36 40 44 48 52 56 60 66 72 81 96 108 160 36 40 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108 170 36 40 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108 180 36 40 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108 190 36 40 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108 200 36 40 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108 220 49 53 57 61 65 69 73 79 85 97 109 121 240 65 69 73 79 85 97 109 121 260 79 85 97 109 121 280 97 109 121 300 97 109 121 1. Размеры, заключенные в скобки, применять не рекомендуется. 2. Знаком х отмечены шпильки с длиной гаечного конца b = l - 0,5d-2Р. 66 Литература 1 Машины и аппараты химических производств: примеры и задачи/ под ред. В.Н. Соколова. – Л.: Машиностроение, 1982. – 384 с. 2 Процессы и аппараты химической промышленности / под ред. П.Г. Романкова. – Л.: Химия, 1989.– 560 с. 3 Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи: учеб. пособие для студентов вузов / М.Ф. Михалев [и др.]; под общ ред. М.Ф. Михалева. – Л.: Машиностроение, 1984. – 301 с. 4 Лащинский, А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: справочник/А.А. Лащинский – Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1981. – 382 с. 5 Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т/В.И. Анурьев – М.: Машиностроение, 1982. – 584 с. 67 СОДЕРЖАНИЕ Введение………………………………………………………………………….. 3 1 Общие требования, предъявляемые к чертежу общего вида химического 4 аппарата…………………………………………………………………………... 2 Конструирование аппаратов для химической промышленности………....... 4 2.1 Графическое оформление чертежа общего вида химического аппарата.. 4 2.2 Общая схема выбора размеров основных элементов химического аппарата……………………………..………………………...………………….. 6 2.2.1 Толщины цилиндрических вальцованных оболочек (ряды диаметров 8 по ГОСТ 9617-76) для аппаратов, работающих под избыточным давлением... 2.2.2 Эллиптические отбортованные стальные днища (ряды размеров по ГОСТ 6533-78) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 10 МПа…………………………………………………………………………… 11 2.2.3 Конические отбортованные стальные днища, α =60˚ (ряды размеров по ГОСТ 12619-78) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 2,5 МПа………………………………………………………… 14 2.2.4 конические отбортованные стальные днища, α =90˚ (ряды размеров по ГОСТ 12619-78) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 2,5 МПа…………………………………………………………………….. 18 2.2.5 Сферические неотбортованные стальные днища, (по ГОСТ 52630-2006) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 1,6 МПа…….. 22 2.2.6 Конические неотбортованные стальные днища, α =60˚ (ряды размеров по ГОСТ 12620-78) для аппаратов, работающих под наливом……………. 25 2.2.7 Конические неотбортованные стальные днища, α =90˚ (ряды размеров по ГОСТ 12620-78) для аппаратов, работающих под наливом…...………… 27 2.2.8 Конические неотбортованные стальные днища, α =120˚ (ряды размеров по ГОСТ 12620-78) для аппаратов, работающих под наливом….. 29 2.2.9 Стальные приварные фланцы для обечаек аппарата (ряды размеров по ГОСТ 28759.2-90) для аппаратов, работающих под давлением до 1,6 МПа…………………………………………………………………………….. 31 2.2.10 Стальные приварные фланцы с выступом и впадиной для обечаек аппарата (ряды размеров по ГОСТ 28759.3-90) для аппаратов, работающих под давлением до 1,6 МПа……………………………………... 33 2.2.11 Стальные приварные фланцы под металлическую прокладку для обечаек аппарата (ряды размеров по ГОСТ 28759.4-90) для аппаратов, работающих под давлением до 10 МПа……………………………………… 35 2.2.12 Стальные металлические прокладки для фланцевых соединений аппарата (ряды размеров по ГОСТ 28759.8-90) для аппаратов, работающих под давлением до 10 МПа……………………………………… 36 2.2.13 Неметаллические прокладки для фланцевых соединений аппаратов (по ГОСТ 28759.6-90), работающих под давлением до 6,3 МПа…………… 37 68 2.2.14 Стальные трубы, (ряды диаметров по ГОСТ 8732-75) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 2,5 МПа……………………… 2.2.15 Стальные трубы, (ряды диаметров по ГОСТ 8732-75) для аппаратов, работающих под избыточным давлением до 10 МПа………………………. 2.2.16 Стальные приварные фланцы для труб (ряды размеров по ГОСТ 12820-80) для аппаратов, работающих под давлением до 2,5 МПа………… 2.2.17 Стальные приварные фланцы для труб (ряды размеров по ГОСТ 28759.3-90) для аппаратов, работающих под давлением до 10 МПа ……… 2.2.18 Плоские прокладки для стальных приварных фланцев (ряды размеров по ГОСТ 15180-70) для аппаратов, работающих под давлением до 2,5 МПа…………………………………………………………………………….. 2.2.19 Плоские прокладки для стальных приварных встык фланцев (ряды размеров по ГОСТ 15180-70) для аппаратов, работающих под давлением до 10,0 МПа………………………...………………………………………….. 2.2.20 Стальные приварные встык отводы крутоизогнутые для труб (ряды размеров по ГОСТ 17375-2001)………………………………………………. 2.3 Общие конструкционные решения химических аппаратов………………. 2.3.1 Расположение штуцеров………………………………………………….. 2.3.1.1 Расположение штуцеров на обечайке и днище………………………... 2.3.1.2 Вылет штуцеров…………………………………………………………. 2.3.2 Люки………………………………………………………………………... 2.3.3 Трубные решетки………………………………………………………….. 2.3.4 Опоры аппаратов………………………………………………………….. 2.3.4.1 Нижние опоры (стойки) вертикальных аппаратов……………………. 2.3.4.2 Боковые нижние опоры (опорные лапы) вертикальных аппаратов…. 2.3.4.3 Нижние (седловые) опоры горизонтальных аппаратов………………. 2.4 Устройство для стропаления (ушко) элементов аппаратов………………. 2.5 Конструкционные материалы аппаратов…………………………………... 2.6 Расчет длины крепежных изделий…………………………………………. Литература ………………………………………………………………………. 69 40 41 42 44 46 48 49 50 50 50 51 52 53 55 56 56 57 59 63 64 67 Кафедра инженерного проектирования Учебное пособие ВЫПОЛНЕНИЕ ЧЕРТЕЖА ОБЩЕГО ВИДА ХИМИЧЕСКОГО АППАРАТА НА СТАДИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА Екатерина Николаевна Булина Евгений Анатольевич Пономаренко Отпечатано с оригинал- макета. Формат 60×90 116 Печ. л. 4,0 Тираж экз. Заказ № Санкт- Петербургский государственный технологический институт (технический университет) 190013, Санкт-Петербург, Московский пр.,26 Типография издательства СПбТИ(ТУ) 70