14.1. Конструкции

Установка химических аппаратов на фундаменты или специальные несущие конструкции осуществляется большей частью с помощью опор. Непосредственно на фундаменты устанавливают лишь аппараты с плоским днищем, предназначен­ные главным образом для работы под наливом.

В зависимости от рабочего положения аппарата различают опоры для вер­тикальных аппаратов и опоры для горизонтальных аппаратов.

Вертикальные аппараты обычно устанавливают или на стойках, когда их размещают внизу в помещении, или на подвесных лапах, когда аппарат размещают между перекрытиями в помещении или на специальных стальных конструкциях.

Рис. 14.1. Конструкции стандартных опор (лап и стоек) для стальных сварных вертикальных цилиндрических аппаратов: а — типы 1 и 2 (лапы); б — тип 3 (стойки); в — схема расположения опор на днище аппарата; г — накладной лист

Q, кН	Тип опо­ ры	а	Ol	а2	ь	ь.	Ъ,	С	Cl	Л	hi	Si	К	К,	d	dB	f max
1,6	1 2	45	65 | 40	60 100	50	45	15	40	85 120	8	4	10	15 25	12	М12	10 40
4,0	1 2	75	95	60	95 160	70	65	20	50	140 190	10	5	15	25 40	25 80
10,0	1 2	90	115	— 1 115 80 I 195	85	80	85	170 235	14	6	20	30 50	24	М16	ЗО 105
25,0	1 2	125	155	100	155 255	120	115	45	90	230 310	16	8	25	40 65	М20	40 140
40,0	1 2	150	190	120	185 315	150	140	295 390	20	10	ЗО	60 80	35	М24	50 160
63,0	1 2	185	230 | 150	230 380	170	160	60	130	360 470	24	12	35	70 100	МЗО	60 210
100,0	1 2	250	310	200	310 520	230	220	65	160	475 620	30	16	40	95 130	42	М36	80 280
160,0	1 2	300	380	250	390 650	290	280	200	585 780	36	20	60	115 180	—	100 350
250,0	1 2	360	455	300	480 800	360	350	240	695 940	40	24	75	135 220	—	120 435
400,0	1 2	430	540	375	520 890	420	410	70	280	810 1100	45	ЗО	85	150 255	50	—	145 470
630,0	1 2	540	690	460	680 1150	550	540	80	400	1100 1420	55	40	ПО	170 280	—	180 600
Примечание. Величина зазора между аппаратом и подпорной рамой f принимается конструктивно, но не более /тах. Пример условного обозначения опоры типа 1 с допускаемой нагрузкой Q — 25 кН: Опора 1-2500 QCT 26-665—79.

C LZ

Опоры (лапы) для вертикальных аппаратов (рис. 14.1, а, типы 1 и 2), ОСТ 26-665—79 мм

Аппараты с соотношением высоты к диаметру Hit) > 5, размещаемые на от­крытой площадке, устанавливают на так называемых юбочных (цилиндрических и конических) опорах.

Горизонтальные аппараты независимо от их размещения (в помещении или на открытой площадке) устанавливают на седловых опорах.

Все указанные опоры для стальных сварных аппаратов стандартизованы.

Конструкции стандартных опор для вертикальных аппаратов приведены на рис. 14.1, а их основные характеристики — в табл. 14.1—14.4. Тип 1 (лапы) служит для аппаратов без теплоизоляции, тип 2 (лапы) — для аппаратов с теп­лоизоляцией. тип 3 (стойки) — для аппаратов с эллиптическими и коническими (с углом при вершине конуса 2а с 120°) днищами. В зависимости от толщины стенки корпуса аппарата лапы привариваются или непосредственно к корпусу, или к накладному листу.

Материал деталей этих опор выбирается из условий эксплуатации. Наклад­ной лист приваривается к корпусу аппарата сплошным швом. Если опоры вы­полнены из углеродистой стали, а аппарат — из коррозионностойкой стали, накладные листы должны выполняться из стали той же марки, что и корпус аппарата.

Число опор определяется расчетом и конструктивными соображениями: лап должно быть не менее двух, стоек — не менее трех.

На рис. 14-2 приведены конструкции седловых опор, а их основные харак­теристики — в табл. 14.5 и 14.6. Тип 1 предназначен для аппаратов с наружным

Накладные листы под опоры (лапы) типов 1 и 2
для вертикальных аппаратов (рис. 14.1, г), ОСТ 26-665—79

мм

Таблица 14.2 Q. кН Тип опоры В н С SH Q. кН Тип опоры В // С SH те 1 2 75 120 155 8 4; 6; 8; 10 100,0 1 2 400 650 820 32 10; 12; 16; 20 4,0 1 2 125 200 255 10 6; 8; 10; 12 160,0 1 2 500 810 1020 40 12; 16; 20; 24 10,0 1 2 150 250 310 12 250,0 1 2 600 970 1230 48 16; 20; 24; 28 25,0 1 2 200 330 410 16 8; 10; 12; 16 400,0 1 2 700 1140 1440 50 20; 24; 28 40,0 1 2 250 405 510 20 630,0 1 2 900 1480 1860 55 63,0 1 2 300 490 620 24 10; 12; 16; 20 Примечания: 1. Размер sH определяется расчетом и округляется до ближайшего большего значения по табл. 14.2, но должен быть не менее тол­щины обечайки. 2. Сторона накладного листа с размером В изгибается по наруж­ному диаметру аппарата. Пример условного обозначения накладного листа для опоры типа 1 с допускаемой нагрузкой Q *■ 25 кН н толщиной 12 мм: Накладной лист 1-2500-8 ОСТ 26-665 — 79.

Опоры (стоики) для вертикальных аппаратов (рис. 14.1, 6, тип 3),
ОСТ 26-665—79

мм

Q, кН	а	at	ь	*1	с	Сх	^шах		Si	к	•К.	d
4,0	75	по	85	120	22	30	220	10	6	6	60	19	М12
10,0	90	125	115	160	22	60	295	14	8	10	80	19	М16
25,0	125	165	140	200	22	80	365	16	10	10	105	24	М20
40,0	150	205	180	240	40	100	440	20	12	12	125	35	М24
63,0	185	245	210	280	40	120	515	24	14	15	150	35	МЗО
100,0	250	325	250	360	40	160	660	30	18	20	180	42	М36
160,0	300	390	340	480	60	200	875	36	24	25	250	42	—
250,0	360	480	490	680	60	240	1240	40	34	35	350	42	—
При вочные.	меча	н и е.	Размеры Ь	и К,	в опорах для конических днищ спра-
Пример условного обозначения скаемой нагрузкой Q = 63 кН: Опора 3-6300 ОСТ 26-665 — 79.	опоры типа 3	с допу-

Таблица 14.4

Расположение фундаментных болтов в плане для вертикальных аппаратов с опорами-стойками (рис. 14.1, в), ОСТ 26-665—79 мм D о, D Dt D Лі D о, D D, 219* 160 550 480 1100 1000 1800 1610 3000 2810 273* 215 600 520 1200 1100 1900 1710 3200 2960 325* 265 650 570 1300 1200 2000 1810 3400 3160 377* 320 700 620 1400 1260 2200 2010 3600 3360 400 340 800 720 1500 1360 2400 2210 3800 3560 450 390 900 820 1600 1410 2600 2410 4000 3760 500 430 1000 920 1700 1510 2800 2610 4500 5000 4260 4760 Приме ч а н и я 1. На рис. 14.1 в показаны три опоры как возможный вариант исполнения. 2. Диаметры отверстия под фундаментные болты d табл. 14.3. — ПО * Наружный диаметр аппарата DH внутренние. (см. рнс . ил, в) остальные диаметры

диаметром DH = 159-^630 мм (исполнение 1 —с одним отверстием под фунда­ментный боле; исполнение 2 — с двумя овальными отверстиями под фундамент­ные болты), тип 2 — для аппаратов с D = 800^-2000 мм (исполнение 1 — с допу­скаемой нагрузкой на опору Q= 80-1-250 кН; исполнение 2 — с Q= 1б0-г- -=-400 кН); тип 3 — для аппаратов с D = 2200-^-4000 мм (исполнение 1 — с Q = = 250-г-630 кН; исполнение 2 — с Q= 500-М400 кН).

Скольжение опоры от температурных удлинений аппарата, устанавливаемого на бетонном фундаменте, должно происходить по опорному листу (ОСТ 26-1267—75), а для аппарата, устанавливаемого на металлоконструкции, —

'Подливка Фундамент

Опоры седловые типа 1 (рис. 14.2, а), ОСТ 26-1265—75

мм

1 D 1 °- иа кН	S,	s2	R	L	1	h	А	А,
159 219 273	16 20 20	6	10	84 114 141	180 240 290	90 140 190	75 75 100	—	140 200 250
325	20	6	10	167	400	240	125	330	130
377 400 *	50	8	14	193 214; 222; 230	135
426 480	217 244	450	250	135 145
'500 * '530	60	10	16	264; 272; 282 271	500	300	200	380 | 160 !
600 * 630	80	ЗІ4; 322; 332 325	600	340	450	200

Примечания: I. Для аппаратов с Dn < 273 мм В= 120 мм; для аппаратов с D > 325 мм В = 180 мм. 2. Размеры опорной плиты: Lt = L - f* -1- 20 мм; Bt = В + 80 мм. 3. Втулки резьбовые: для DH < 325 мм d =s М16; для £>tI = 377-^480 мм d = М21; для £>н = 500-г630 мм d = М36. 4. Размер Вл ем. в табл. 14 7. Примеры условного обозначения: опора типа 1 испол­ нения 1 с Q = 20 кН, радиусом R — 167 мм, исполнения по материалу 1 (см. табл. 14.8), без опорного листа: Опора 20-167-1 ОСТ 26-1265 —75 то же с опорным листом: ______________________ Опора 20-167-1-11 ОСТ 26-1265 — 75.

Таблица 14.6 Опоры седловые типа 2 и 3 (рис. 14.2, б, в), ОСТ 26-1265—75 мм Q. кН s s2 D Исполнение R L и А А, ■4, 1 2 1 1 2 1 2 800 80 160 14 14 18 414; 422; 432; 442 740 500 400 250 1000 125 200 8 14 14 18 514; 522; 532; 546 1000 — 650 550 400 1200 125 200 12 14 18 614; 622; 630; 638 1100 800 700 550

D	R	S	в,	D	R	S	в.
400	214 222	10; 8; 6; 4	220	1600	814 822 832	10; 8; 6 12; 10 8; 6 14; 12; 10; 8; 6	400
230	10; 8; 6
1800	914 922	10; 8; 6 12; 10; 8; 6
426 * 480 *	217 244	4
930 936	12; 10; 8
500	264 272	10; 8; 6; 4
2000	1014 1022 1032 1042	10; 8; 6 12; 10; 8; 6 14; 12; 10; 8; 6 14; 12; 10; 6	450
282	12; 10; 8; 6
530*	271	6
2200	1116 1124 1132 1146	10; 8; 6 12; 10; 8 14; 12; 10; 8 20; 18; 16; 14; 10
600	314 322 332	10; 8; 6 12; 10; 8; 6 14; 12; 10; 8; 6
630 *	325	10	2400	1216 1224 1232 1246	10; 8; 6 12; 10; 8 14; 12; 10; 8 20; 18; 16; 14; 10
800	414 422 432 442	10; 8; 6 12; 10; 8; 6 14; 12; 10; 8; 6 14; 12; 10; 6	360
2600	1316 1324 1332 1346	10; 8; 6 12; 10; 8 14; 12; 10; 8 20; 18; 16; 14; 10
1000	514 522 532 546	10; 8; 6 12; 10; 8; 6 14; 12; 10; 8; 6 18; 16; 14; 10; 6
2800	1416 1424 1432 1446	10; 8; 6 12; 10; 8 14; 12; 10; 8 20; 18; 16; 14; 10
1200	614	10; 8; 6
3000	1520 1528 1540	12; 10; 8 14; 12; 10; 8 18; 16; 14; 12; 10	500
622 630	12; 10; 8; 6
638	12; 10; 8
3200	1620	12; 10; 8
1400	714 722 732 744	10; 8; 6 12; 10; 8; 6 14; 12; 10; 8; 6 16; 14; 12; 8	400
1628 1634 1640	14; 12; 10

D	" • /?	S	в,	О	R	S	в,
3400	1720 1726 1732	12; 10; 8	500	3800	1920	12; 10; 8	540
1928 1934	14; 12; 10
1740	14; 12; 10
3600	1820	12; 10; 8	540	4000	2020	12; 10; 8
1828 1834	14; 12; 10	2028 2034	14; 12; 10

Пример условного обозначения опорного листа толщи ной s — 12 мм, радиусом R = 722 мм: Лист опорный 12-722-ОСТ 26-1267—75.

* Наружные диаметры аппарата, остальные диаметры — внутренние. Таблица 14.8 Материал седловых опор в зависимости от вместимости аппарата, температуры рабочей среды и температуры самой холодной пятидневки, ОСТ 26-1265—75 Исполнение по материа­лу Вмести­мость аппара­та, м* Температура, *С Марка стали рабочей среды самой холод­ ной пяти­ дневки і г^ЮО От —30 до 350 —30 ВСтЗкп2, ГОСТ 380—71 2 * От —40 до 350 —40 ВСтЗпсЗ, ГОСТ 380—71 >100 От —30 до 350 —30 3 От —40 до 350 —40 ВСтЗпс4, ГОСТ 380—71 4 Не огра­ ничено От —40 до 450 16ГС, ГОСТ 5520—79 5 Ниже —40 до —70 Ниже —40 до —65 09Г2С, ГОСТ 5520—79

по листу, предусматриваемому в последней. Опорный лист (табл. 14.7) прива­ривается к аппарату прерывистым угловым швом с катетом, равным меньшему из значений толщины корпуса или опорного листа. Если корпус аппарата под­лежит термообработке, приварка опорного листа осуществляется до термооб­работки, а опора к корпусу приваривается после нее.

Материал седловых опор выбирается в зависимости от температуры рабочей среды, емкости аппарата и температуры самой холодной пятидневки в месте его установки (табл. 14.8).

Число седловых опор, располагаемых вдоль аппарата, определяется расче­том в зависимости от длины и массы аппарата и может быть равно двум и более. При этом одна опора должна быть неподвижной, остальные подвижными. Рас­стояние между неподвижной и подвижной опорами выбирается так, чтобы тем­пературные удлинения аппарата между смежными опорами не превышали 35 мм.

Регулировочные болты, предусмотренные в стандартных седловых опорах, допускают нагрузку наодну опору (при незаполненном аппарате) неболее 160 кН. После выверки аппарата на фундаменте и затвердении бетонной подливки регу­лировочные болты и болты, предназначенные для крепления подкладного листа к опоре на время установки аппарата на фундамент, удаляются.

Сварка деталей седловых опор между собой выполняется сплошными одно­сторонними угловыми или тавровыми швами, а опоры и опорного листа — пре­рывистым двусторонним угловым швом. Приварка опоры сплошным односторон­ним угловым швом без опорного листа непосредственно к корпусу аппарата до­пускается только для опоры типа 1, при этом R = 0,5Ds.

Рис. 14.3. Конструкции стандартных цилиндрических опор для стальных свар ружными стойками под болты); в — тип 3 (с кольцевым опор

Фундаментные болты у подвижной опоры должны быть снабжены контр­гайками и не затягиваться (устанавливаться с зазором 1—2 мм)_. Расположение фундаментных болтов в опорах должно обеспечивать свободное перемещение их вследствие температурного удлинения.

Конструкции стандартных опор для колонных аппаратов приведены на рис. 14.Зи 14.4, пределы применения стандартных опор в зависимости от диаметра колонны н минимальной приведенной нагрузки — в табл. 14.9, а основные раз­меры— в табл. 14.10—14.13.

Высота цилиндрических опор Н1 должна быть не менее 600 мм и выбирается по условиям эксплуатации аппарата.

Материал деталей опор должен выбираться исходя из условий эксплуатации и в соответствии с техническими требованиями ОСТ 26-291—79 (см. гл. 3).

				S,
			160

ных колонных аппаратов: а — тип 1 (с местными косынками);.б — тип 2Дс на - ным поясом).; г — тип 5 (с внутренними стойками под болты) ''

Пределы применения опор типов 1, 2 и 3 в зависимости
от минимальной приведенной нагрузки <?ш1п, ОСТ 26-467—78

Таблица 14.9 Qmin’ МН Область диаметров D, мм, для опор типов і 2 3 0,125 600—1200 400—1200 0,20 — 1200 400—1200 0,32 2000—3000 1200—3000 500—1800 0,50 2600—3000 1600—3000 800—2500 0,80 3000—4000 2000—4000 1400—2800 1,32 3600—5000 2200—5000 1800—3400 2,0 — 2600—6300 2000—6300 3,2 — 3000—6300 2400—6300 5,0 — 3800—6300 2600—6300 8,0 — 4500—6300 3200—6300 12,0 5000—6300 3800—6300 Примечание. Опоры типов 4 н 5 принимаются по табл. 14.12 и 14.13.

Диаметры опор колонных аппаратов, ОСТ^26-467—78
мм

D	Цилиндрические типов 1, 2, (рис. 14.3, а-	опоры 3 -в)	Конические опоры, тип 4 (рис. 14:4)
		D,	°Ъ	о,		D,	°Б
400	600	350	520	1280	950	1000	1160
500	700	450	620	1380	1050	1100	1260
600	800	550	720	1480	1150	1200	1360
800	1080	750	960	1680	1300	1400	1560
1000	1280	950	1160	1880	1500	1600	1760
1200	1480	1150	1360	2100	1700	1800	1980
1400	1680	1300	1560	2300	1900	2000	2180
1600	1880	1500	1760	2500	2100	2200	2380
1800	2100	1700	1980	2720	2250	2400	2580
2000 .	2300	1900	2180	2920	2450	2600	2780
2200	2500	2100	2380	3120	2650	2800	3000
,2400.	2720	__ .2250__	—2580.	3360	2850	3000	3220
2500	2ШГ	2350	2680	3460	2950	3100	3320
2600	2920	2450	2780	3560	3050	3200	3420
2800	3120	2650	3000	3760	3200	3400	3620
3000	3360	2850'	3220	3960	3400	3600	3820
3200	3560	3050	3420	4160	3600	3800	4020
34ии	3760	3200	3620	4360	3800	4000	4220
3600	3960	3400	3820	4560	4000	4200	4420
3800	4160	3600	4020
4000	4360	3800	4220
4500	4860	4300	4720
5000	5360	4800	5220
5500	5860	5300	5720
5600	5960	5400	5820
6000	6360	5800	6220
6300	6650	6100	6520		—	—	—

туре^Гт* ТекуЧес™ матеРиала должен быть не менее 210 МПа при темпера-

жРНЛЄи0ІХп0пДИМ0ЄйК0ЛИЧЄСТВ0 отвеРстий> лазов (люков), их размеры, располо-

" «»»■“°™-

п..^ЛЯВеНТИЛЯЦНИ внутРен*,ей полости опоры в верхней части должно быть предусмотрено не менее двух отверстий диаметром не более 100 мм.

РИ пРиваРке 0П0Р к днищам, сваренным из отдельных частей, в обечайках / Должны быть предусмотрены вырезы, позволяющие иметь доступ к сварным

душа? ри"сяам На ДНИЩаХ - В ЭТ0М СЛуЧае 0ТВерСТИЯ для вентиляции не

*пп,^,п0рная обеЧайка должна быть проверена на прочность в зоне вырезов по формулам, приведенным в п. 14.2. н

Основные размеры цилиндрических опор типов 4, 2, 3
для колонных аппаратов (рис. 14.3, а—в), ОСТ 26-467—78

мм

Приведенная нагрузка, МН	D	Si	S2	s«	d.	dB	Число болтов
								гБ
Фщах	^min
0,25	До 0,125 » 0,20	400—1200	6		12 16	28	M24	6
0,63	До 0,32	500—1600 1800—3000	8	20	20 16			6 8
До 0,50	800—3000			20	35 f / / -	ДШ	8
	До 0,80	1400—1800 2000—4000	де 8				:-16J
							-
1,6У'		1800	10	25J	25	42	M36	їв
	До 1,32	2000—3600	8		25'	42	M36	i6
	3800; 4000	8		20	35	M30	24
		1800; 2000	12	30	25	42	M36	16
	До 1,32	2200—2500	10	30	25	42	M36	16
	2600—3800	10	25	25	42	M36	16
		4000—5000	10	25	20	35	M30	24
2,5
		2000	12	30	30	48	M42	16
	До 2,0	2200—2500	10	30 .	30	48	M42	16
	2600—5000	10	25	25	42	M36	24
		2000—2500	16	30	30	48	M42	16
		2600	16	30	25	42	M36	24
	До 2,0	2800—3200	12	30	25	42	M36	24
	3400; 3600	10	30	25	42	M36	24
4,0		3800—6300	10	25	25	42	M36	24
	2400; 2500	16	30	30	48	M42	16
	До 3,2	2600—3200	12	30	30	48	M42	16
	3400; 3600	10	30	30	48	M42	16
		3800—6300	10	25	25	42	M36	32
		2600	20	36	30	48	M42	24
		2800—3600	16	30	30	48	M42	24
	До 3,2	3800	16	30	30	48	M42	24
6,3	4000—6300	12	30	25	42	M36	32
	2600	20	36	36	56	M48	24
		2800; 3000	16	30	36	56	M48	24
	До 5,0	3200—3800	16	30	30	48	M42	32
	4000—6300	12	30	30	48	M42	32

Приведенная нагрузка, МН	о	«і	Sj	S8	d,	*Б	Число болтов *Б
О * 4 шах	^mln
10,0	До 5,0	2800 3000—6300	20	36	36 ЗО	56 48	M48 M42	24 32
До 8,0	3200—6300	36	62	M56	32
16,0	До 8,0	3400 3600—6300	25 20	40	36	62	M56	32
До 10,0	3800—6300	20	40	36
Примечания: 1. Размеры d и dt в зависимости от D для опор типов 1, 2 и 3: D, мм............................................ 400—600 800—1600 1800—6300 d, мм............................................. 45 60 70 d„ мм............................................... 70 90 100 2. При всех значениях D принимают s4 ^ 0.5s,; для опор типа 2 при всех зна­чениях D принимают / = 160 + 4s,. Пример условного обозначения опоры типа 2 при диа­метре колонны 1000 мм, Qmax = 0,25 МН, Qmln = 0.2 МН, /7, = 1200 мм: Опора 2-1000-25-20-1200 ОСТ 26-467—78.

Таблица 14.12

Основные размеры конических опор (типа 4)
для колонных аппаратов (рис. 14.4), ОСТ 26-467—78

мм

Приведенная нагрузка, МН	D	Si	Si	Si	d,		Число болтов
							*Б
^шах	Qmin
		2000—2500	16	ЗО	ЗО	48	М42	16
		2600	16	ЗО	25	42	М36	24
	До 2,0	2800—3200	12	зо	25	42	М36	24
		3400; 3600	10	зо	25	42	М36	24
4,0		3800—6300	10	25	25	42	М36	24
	2400—2600	16	ЗО	ЗО	48	М42	24
	До 3,2	2800—320Є	12	ЗО	ЗО	48	М42	24
		3400; 3600	10	ЗО	ЗО	48	М42	24
		3800—6300	10	25	25	42	М36	32
		2600	20	36	ЗО	48	М42	24
	До 3,2	2800—3600	16	ЗО	ЗО	48	М42	24
		3800	16	зо	25	42	М36	32
6,3		4000—6300	12	ЗО	25	42	М36	32
	2600	20	36	36	56	М48	24
	До 5,0	2800; 3000	16	ЗО	36	56	М48	24* .
		3200—3800	16	ЗО	ЗО	48	М42	32
		4000—6300	12	ЗО	ЗО	48	М42	32

Ю Лащвнсквб А. А,

289

Основные размеры цилиндрических опор типа 5
для колонных аппаратов (рис. 14.3, г), ОСТ 26-467—78

мм

Приведенная нагрузка, МН	D	Si	s2	Si	і,	<*Б	Число болтов
^тах	Qmln							гБ
0,63	До 0,125	3000—3400	8	20	12
1,6	До 0,32	3000—4000	25	16			8
2,5	До 0,50	3000—4000	10	20	35	МЗО
		3000; 3200	12	ЗО
< .*4,0	До 0,80	3400; 3600	10	20			16
		3800; 4000	25
6,3	До 1,32	3000—4000	16	ЗО	25	42	М36	16
10,0	До 2,0	3000—4000	20	36	24

Примечание. При всех значениях D принимают s4 > 0,5sa и I = = 160 + 4 Пример условного обозначения опоры типа 5 при диа­метре колонны 3600 мм, Qmax — 1»& МН, Qm^n = 0,32 МН, Нх = 1500 мм: Опора 5-3600-160-32-1500 ОСТ 26-467—78.

Собственно опоры расчетом не проверяются, .а выбираются стандартные на требуемую нагрузку. Расчету подлежит обечайка цилиндрического аппа­рата, на которую действуют местные нагрузки, вызы­ваемые опорными лапами.

Расчетные нагрузки. При определении нагрузки на опору-лапу действующие на аппарат нагрузки приво­дятся к осевой силе Р и моменту М относительно опор­ной поверхности лапы. Расчетные • нагрузки пока­заны на рис. 14.5.

Нагрузка на одну опору определяется по фор­муле

Q = Я]Р/г+ l2M/(D + 2е), (14.1)

где е= 0,5 (6 + /пах + s„ + sH); /шах, Ь — по табл. 14.1; Зд = s — с — Cj — толщина стенки аппарата в конце срока службы; s — исполнительная толщина стенки аппарата; с—• прибавка для компенсации кор­розии; сх — дополнительная прибавка; X, lt Я,2 — коэф­фициенты, зависящие от числа опор г: г

и

Рис. 14.6. Коэффициент Кі.: а — для опор-лап типа I; б — для опор-лап

типа 2

А = 1,0 — для эксплуатационных условий; I

А = 1,2 — для условий транспортирования, монтажа! (14.8) и гидравлических испытаний. j

Если условие (14.7) не выполняется, требуется применить накладной лист.

Проверка прочности стенки вертикального цилиндрического аппарата под опорой-лапой с накладным листом. Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок и реакции опоры определяется по формуле

°т = Отло — KaQe/(Ds%), (14.9)

где коэффициент К3 принимается по рис. 14.8 в зависимости от параметров у и H/D (Я— высота накладного листа — см. рис. 14.1, г).

Реакция опоры для аппарата, установленного на двух опорах,

Q =0,5(3, (14.12)

где G — сила тяжести аппарата в рабочем состоянии, МН.

Реакция опоры для аппарата, установленного на нескольких опорах,

Qi=^,G/Z, (14.13)

где 2 — число опор; ф,- — коэффициент, определяемый по рис. 14.12. Изгибающий момент в середине аппарата

Mt=Q (ftL — а). (14.14)

Изгибающий момент в сечении над опорой

Л/2 = (1 — a/L 0,5/3D/a — /2) при 2=2; (14.15)

/2

М2 = 0,125G/|/ + - і - я) при 2>3, (14.16)

где /і, f2, f3— коэффициенты, принимаемые по рис. 14.13—14.15 в зависимости от параметров L/D и Я/D; а«з 0,2D для аппаратов без колец жесткости кз 0,2£. для аппаратов, подкрепленных кольцами жесткости.

Изгибающий момент в дечении над приварной седловой опорой в случае ее скольжения по опорной плите определяется по формуле

М2 =М2 + 0,08Q (/i! + /i2),

где hlt h2 — высота ребер опоры (см. рис. 14.24).

Перерезывающая сила для аппарата, установленного на двух опорах,

Qu=fiQ, (14.18)

где /4 — коэффициент, определяемый по рис. 14.16 в зависимости от параме­тров a/L и HIL.

гдеК*=/(6) — коэффициент для обечаек, Рис. 14.17. График для опреде - не укрепленных кольцами жесткости в опор - ления коэффициентов К. і—Kid ном сечении, определяемый по рис. 14.21 в зависимости от 5 (угла обхвата аппарата

седловой опорой), при установке в обечайке колец жесткости в опорном сече­нии аппарата Kg — 1.

Для аппаратов, работающих под наружным давлением, корпус следует проверить на устойчивость от совместного действия давления и изгиба (см. гл. 6). При этом М = Мх — в сечении посередине аппарата; М = M2/Kg или М = M'JKg — в сечении над опорой.

Напряжение среза х в опорном сечении обечайки при установке аппарата на двух опорах определяют следующим образом.

Для аппаратов, имеющих кольца жесткости в местах расположения опор, при alD > 0,25

Для аппаратов, не имеющих колец жесткости в местах расположения опор: т = 2^7 Djsn_fi « О’8 [о] при a/D >0,25; (14.22)

т = 2КЙ д ^ < 0,8 [о] при a/D < 0,25, (14.23)

«

где /С„ КЙ — коэффициенты, определяемые по рис. 14.17.

Напряжение растяжения в выпуклом днище

3 - 2*9 d-|JQ_с) + 04 < 1.25 [а]. (14.24)

где 04 — напряжение в днище от внутреннего давления; Ка — коэффициент, определяемый по рис. 14.17.

Корпус аппарата при необходимости может быть подкреплен как внутрен­ними, так и наружными кольцами жесткости, расположенными непосредственно

над опорой или вблизи нее. Примеры рекомендуемого расположения колец жесткости в корпусах аппаратов показаны на рис. 14.18, а эпюра распределения кольцевых изгибающих моментов в гладких обечайках и обечайках, укреплен­ных кольцами жесткости, — на рис. 14.19.

Кольцевые напряжения в опорном сечении обечайки определяют следующим образом.

Для обечаек, не укрепленных кольцами жесткости в опорном сечении, коль­цевое напряжение в нижней точке опорного сечения (точка 1 на рис. 14.19,

р = я) находят по формуле

aS (і) =Kl° (s-c) Іе <ф [01-(14'25)

Рис. 14.19. Эпюра распределения коль­цевых изгибающих моментов в опорном сечении обечайки: а — для не укреп­ленных кольцами жесткости обечаек и для обечаек по рис. 14.18, а, б, д, е б— для обечаек, укрепленных кольцами жесткости, расположенными вблизи опоры, если'расстояние между коль­цами жесткости ^ < I < 0,50

Кольцевое напряжение на гребне седловой опоры (точка 2 на рис. 14.19, Р= я— 6/2) для двух - и многоопорных аппаратов при /.//)< 4

с5 (2) = + 1 -5Кц] < Ф [о] ■ (14.26)

Кольцевое напряжение в точке 2 для двухопорных аппаратов при LlD < 4

т ~ [-Tip - + <*п-?-] <*[■!■ (и-»)

В формулах (14.25)—(14.27) <р — коэффициент прочности сварного шва на обе­чайке; К10— коэффициент, определяемый по рис. 14.17; Ки—коэффициент, определяемый по рис. 14.20 в зависимости от угла обхвата 6 и параметра a/D 1е — эффективная длина обечайки в сечении над опорой, определяемая по фор­муле

le = B+l, lVD(s—c), (14.28)

но не более В + 30 (s— с), где В — ширина седловой опоры (см. рис. 14.2).

Примечание. В формулах (14.25) —-(14.27) при наличии между седловой опо­рой и стенкой обечайки опорного листа вместо s следует подставлять суммарную толщину стенки обечайки и опорного листа, но не более 2s.

В случае установки опорного листа необходимо также проверить прочность обечайки аппарата по формулам (14.25)—(14.27) за пределами опорного листа. При этом вместо ширины опоры В в формулы следует подставлять ширину опор­ного листа В2, а коэффициенты /С10 и. Кп определять в здцисимости от угла обхвата опорным листом 8^

О,!В

0,08

ВО 80 100 120 100 160$,.°

Рис. 14.20. График для определения Рис. 14.21. График для опреде - коэффициента Кц: ления коэффициентов Кв. К12 —

1 — в = 90°; 2 — в = 120°; 3 — б = I40°J Kie.

4 — 6 = 150°; 5 — 6 = 180°

Расчет обечайки аппарата, укрепленной кольцами жесткости, и расчет колец жестко­сти при отсутствии дополнительных элемен­тов подкрепления самих колец. Кольцевое напряжение в обечайке над опорой за преде­лами влияния кольца жесткости определяют по формуле (14.25). Это напряжение может быть снижено за счет установки опорного листа [см. примечание к формулам (14.25)—(14.27)].

"Кольцевые напряжения в обечайке в зоне влияния кольца жесткости аЙ и кольцевые напряжения в кольце жесткости ок находят по следующим формулам:

а) при наличии одного внутреннего коль­ца (см. рис. 14.18, а) или двух внутренних колец при I < 1е (см. рис. 14.18, 3)

сг«= — KnQ/F — O^KisQDy^J < ф [сг]; (14.29)

Ок — — Ki^Q/F Ч" Q>5Ki3QDyrJJ < ф [о]; (14.30)

б) при наличии одного наружного кольца (см. рис. 14.18,6)

ст„ = — K12Q/F--0,5K13QDyi/J (14.31)

Ок = — K12Q/F — 0,5K13QDyJJ < ф [о]; (14.32)

в) при наличии двух наружных колец (см. рис. 14.18, г)

ot = - KuQ/F-QM16QDyi! J <ф [о]; (14.33)

Ок = —KuQ/F “J- Q^KibQDyzlJ ^ Ф Го]; (14.34)

г) при наличии двух внутренних колец, расположенных на расстоянии I, удовлетворяющем соотношению le<i К. 0,5D (см. рис. 14.18, в),

ов— — KuQ/F + Q,5KibQDtJilJ <ф[о]; (14.35)

ок = — KuQ/F — O^KuQDyJJ <ф[о]. (14.36)

В формулах (14.29)—(14.36) F— расчетная площадь поперечного сечения обе­чайки; J — эффективный момент инерции площади F относительно оси х—х; Уі> Уг — расстояния от центра тяжести расчетного сечения до обечайки и кольца жесткости соответственно (см. рис. 14.18); к12, КіЗ)Кц> -^16— коэффициенты, определяемые по рис. 14.21.

Расчет обечайки аппарата, укрепленной кольцами жесткости, и расчет кольца жесткости при наличии дополнительных элементов подкрепления самого кольца.

Рекомендуемые варианты усиленных опорных колец жесткости показаны на рис. 14.22.

Т а б л н ц а 14.14

Конструкция усиленного кольца жесткости	б, ...”	Р. ...”	КОЭфф! Кг.	щиенты Кг,
С центральным горизонталь­ным стержнем (см. рис. 14.22, а)	60	90 120 180	—0,254 —0,579 —0,560	+0,0440 —0,0510 +0,0570
90	90 120 180	—0,254 —0,477 —0,572	+0,0369 —0,0337 +0,0350
120	90 120 180	—0,254 —0,445 -0,572	+0,0254 —0,0178 +0,0127
С треугольной рамой (см. рис. 14.22, б)	60	0 90 120 150 180	+0,144 +0,165 —0,616 —0,776 —0,787	+0,0166 —0,0079 +0,0289 —0,0148 +0,0176
90	0 90 120 150 180	+0,156 —0,153 —0,558 —0,695 —0,734	—0,0196 —0,0100 +0,0191 —0,0020 +0,0024
120	0 90 120 150 180	+0,161 —0,146 —0,499 —0,630 —0,674	—0,0220 —0,0110 +0,0148 —0,0004 —0,0013

Коэффициенты Rit и К і-: в формулах (14.37) и (14.38)

Примечание. Здесь б — угол обхвата аппарата опорой; Р — угол расположения расчетных точек на обечайке.

Условие прочности обечайки с усиленными кольцами жесткости:

а» = ltuQ/F - OXKnQDyJJ « <р [о]. (14.37)

Условие прочности усиленного кольца жесткости:

<*к = KltQ/F + 0,5KnQDyJJ < ф [о]. (14.38)

Здесь Klt, К17 — коэффициенты, приведенные с соответствующими знаками в табл. 14.14.

Проверку прочности следует произвести во всех точках, указанных в табл. 14.14.

Расчет стержней усиленных колец жесткости. Усилие в центральном гори­зонтальном стержне (см. рис. 14.22, а)

* = /6Q;

где Рст — площадь поперечного сечения стержня. Гибкость сжатых стержней определяется по формуле

X = 0,866 —,

'о

где га — минимальный радиус инерции поперечного сечения стержня; во всех случаях принимают Я < 4.

Условие устойчивости стержня при N < 0;

Л//(ф, Рст) « [о], (14.44)

где ф/ = min {фь; ф2}; ф1, ф2— коэффициенты, определяемые по рис. 6.5, а, б.

Расчет седловой опоры. На опору действуют вертикальная сила Q (реак­ция опоры), горизонтальная сила Р2 (перпендикулярная к оси аппарата) и гори­зонтальная сила трения Р2 (параллельная оси аппарата).

Реакция опоры определяется по формулам (14.12) и (14.13), в которых учи­тывается максимальная сила тяжести аппарата (в том числе и при гидравличе­ском испытании):

а) для аппарата, установленного на двух опорах,

Стах = 0,50шах; (14.45)

б) для аппарата, установленного на нескольких опорах,

Qmax = 'l, jCmax/2- (14.46)

Горизонтальная сила (перпендикулярная к оси аппарата)

Pi = ^isQmax> (14.47)

где К1Й — коэффициент, определяемый по рис. 14.21.

Горизонтальная сила трения (параллельная оси аппарата)

Р2 = 0,15 Qmax. (14.48)

где 0,15 — коэффициент трения между аппаратом и опорой (или между опорой и опорной плитой).

Площадь опорной плиты принимается конструктивно и должна удовлетво­рять условию

РпР = Qmax/ІОбет] > (14.49)

где [обет!—допускаемое напряжение сжатия бетона фундамента, принимае­мое в зависимости от марки бетона (СНиП В-1—62):

500 300 200

10 8 6

В случае, если принятая площадь опорной плиты Fa > напряжение сжатия бе­тона определяют по формуле

®бет = [°бет] FnR/Fn■ (14.50)

Расчетная толщина опорной плиты

snR — 2,456]/" ^19<1бет/(111 [Оп]).

(14.51)

где К19 — коэффициент, опре­деляемый по рис. 14.23 в за­висимости от отношения Ь/а; b — ширина поперечных ребер; а — расстояние между попе­речными ребрами (рис. 14.24);

[сгп]—допускаемое напряжение для материала Исполнительная толщина опорной плиты

sn=sni?“bc> (14.52)

во всех случаях sn > 10 мм.

Расчетная толщина ребра 1 (рис. 14.24) из условия прочности на изгиб и растяжение определяется по формуле

врЛ>42Р,/(1,1 [о] D).

Толщины ребер 1 и 2 (рис. 14.24) проверяют на устойчивость от действия сжимающей нагрузки q. Нагрузка на единицу длины ребра

q — 1.2<Зтах//общ- Здесь 10дщ — общая длина всех ребер на опоре:

а) для опоры с расположением ребер по схеме / (рис. 14.24)

10бщ = а (т — 1) + 6т;

б) для опор с расположением ребер по схеме II

(14.56)

где т — число ребер на опоре.

Расчетная толщина ребер из условия устойчивости

SpR3><7/[<JKp]. (14.57)

где [акр] —допускаемое напряжение на устойчивость, принимаемое из условия [аКр] =min{cTT/3; <ткр/5}. (14.58)

Критическое напряжение находят по формуле

<JKp = 316£(sp/A2)2, (14.59)

где sp — большее из значений Sp^, найденных по формулам (14.53) и (14.57); й2 — высота крайнего наружного ребра (рис. 14.24).

Условие прочности опоры при действии изгибающей силы Р2

а = P^hJW С <р [а]; (14.60)

в случае приварной опоры

а=0,5Р2(/11+Л2)/№<Ф[а], (14.61)

где W — момент сопротивления горизонтального сечения по ребрам у основания опоры (на рис. 14.24 — заштрихованное сечение ребер); — высота среднего ребра опоры.