Расчетная часть-Расчёт конструкции маслоотделителя компрессорной установки ГШ1-4 Комплекса переработки газа-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа-Текст пояснительной записки выполнен на Украинском языке вы може

Расчетная часть-Расчёт конструкции маслоотделителя компрессорной установки ГШ1-4 Комплекса переработки газа-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа-Текст пояснительной записки выполнен на Украинском языке вы можете легко его перевести на русский язык через Яндекс Переводчик ссылка на него https://translate.yandex.ru/?lang=uk-ru или с помощью любой другой программы для перевода
5 РАСЧЕТЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
5.1 расчет фактического напряжения в корпусе маслоотделителя и днище от действия внутреннего давления
5.1.1 расчет корпуса маслоотделителя
5.1.2 расчет днища маслоотделителя
5.2 определение расчетной толщины стенки корпуса и днища маслоотделителя
5.2.1 расчет корпуса маслоотделителя
5.2.2 Расчет толщины днища маслоотделителя
5.3 расчет укрепления отверстий на корпусе и днище маслоотделителя, и обнаружение единичных и взаимосвязанных отверстий
5.4 Определение размеров укрепляющих элементов для отверстий в корпусе маслоотделителя
5.4.1 расчет укрепляющих элементов для люка
5.4.2 расчет укрепляющих элементов для штуцеров А, Б
5.4.3 расчет укрепляющих элементов для штуцера в
5.5 Расчет фланцевого соединения

5 РАСЧЕТЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
5.1 расчет фактического напряжения в корпусе маслоотделителя и днище от действия внутреннего давления
5.1.1 расчет корпуса маслоотделителя


Рисунок 5.1-Корпус маслоотделителя

Фактическое напряжение в корпусе маслоотделителя от действия внутреннего давления определяется по формуле:
(5.1)
где Р-расчетное внутреннее давление в маслоотделителе, Р=1,6 МПа;
D-внутренний диаметр маслоотделителя, D=0,215 м (рисунок 5.1);
S – исполнительная толщина стенки корпуса, S=0,01 м (рисунок 5.1);
φ-конфициент прочности сварных швов, φ=1 [5];
С – поправка на толщину стенки корпуса, определяется по формуле:
С=С1+С2, (5.2)
где С1 – прибавка для компенсации коррозии и эрозии, С1=0,002 м [11];
С2 – допуск на толщину листа, С2=0,0007 м [11].
Подставив значение в формулу (5.2) получим:
С=0,002+0,0007=0,0027 м.
Полученные значения подставляем в формулу (5.1):
МПа.
Корпус маслоотделителя изготовлен из стали 09Г2С-12, которая при температуре 100°С имеет допустимое напряжение [σ]=177 МПа [11].
Следовательно корпус маслоотделителя соответствует условиям безопасной эксплуатации поскольку σф < [σ].

5.1.2 расчет днища маслоотделителя


Рисунок 5.2-Днище маслоотделителя

Фактическое напряжение в днище маслоотделителя от действия внутреннего давления определяется по формуле:
(5.3)
где Р-расчетное внутреннее давление в маслоотделителе, Р=1,6 МПа;
R-радиус кривизны при вершине днища, для маслоотделителей с эллиптическим днищем R=D=0,215 м (рисунок 5.2);
S – исполнительная толщина стенки корпуса, S=0,012 м (рисунок 5.2);
φ-конфициент прочности сварных швов, φ=1;
С – поправка на толщину стенки днища определяется по формуле:
С=С1+С2+C3, м (5.4)
где С1 – прибавка для компенсации коррозии и эрозии, С1=0,002 м;
С2 – допуск на толщину листа, С2=0,0007 м;
С3-технологическая надбавка, С3=0,0018 [11]м.
Подставив значение в формулу (5.4) получим:
С=0,002+0,0007+0,0018=0,0045 м.
Полученные значения подставляем в формулу (5.3):
МПа.
Днище масловідділювача изготовлено из стали 09Г2С – 12, которая при температуре 100°С имеет допустимое напряжение [σ]=177 МПа [ 11 ].
Следовательно днище маслоотделителя соответствует условиям безопасной эксплуатации поскольку σф < [σ].

5.2 определение расчетной толщины стенки корпуса и днища маслоотделителя
5.2.1 расчет корпуса маслоотделителя

Расчетная толщины стенки корпуса маслоотделителя определяется по формуле:
(5.5)
Подставив значение в формулу (5.5) получим:
об.
Принимая во внимание, что поправка на толщину стенки корпуса составляет С=0,0027 м, для последующих расчетов будем использовать S=0,01 м.

5.2.2 расчет днища маслоотделителя

Расчетная толщины стенки днища маслоотделителя определяется по формуле:
, (5.6)
Подставив значение в формулу (5.6) получим:
об
Принимая во внимание, что поправка на толщину стенки днища составляет С=0,0045 м, для последующих расчетов будем использовать S=0,012 м.

5.3 расчет укрепления отверстий на корпусе и днище маслоотделителя, и обнаружение единичных и взаимосвязанных отверстий

Отверстие считается единичным, если ближайшее к нему отверстие не оказывает на него влияния, что имеет место, когда расстояние между наружными поверхностями соответствующих штуцеров удовлетворяет условию:
(5.7)
где D-внутренний диаметр маслоотделителя, D=0,215 м;
S – толщина стенки корпуса, S=0,01 м;
С – поправка на толщину стенки корпуса, С=0,0027.
Подставив значение в формулу (5.7) получим:
об.
Согласно рисунка 5.3, отверстия в корпусе и днище являются единичными.
Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующий укрепления при наличии избыточной толщины стенки сосуда рассчитывается по формуле:
(5.8)
Подставив значение в формулу (5.8) получим:
об.

Расчетные диаметры проверяемых отверстий определяются по формуле:
(5.9)
где d1 – диаметр штуцера проверяемого м;
СЅ – прибавка для компенсации коррозии и эрозии штуцера, СЅ=0,0018 м [11].
Люк диаметром Dy=0,45 м имеет расчетный диаметр:
м < – укрепление нужно.
Штуцера А, Б диаметром Dy=0,12 м имеют расчетный диаметр:
м < – укрепление нужно.
Штуцер В диаметром Dy=0,10 м имеет расчетный диаметр:
м < – укрепление нужно.
Штуцера Г, Д диаметром Dy=0,05 м имеют расчетный диаметр:
м < – укрепление нужно.

5.4 Определение размеров укрепляющих элементов для отверстий в корпусе маслоотделителя
5.4.1 расчет укрепляющих элементов для люка

Условию укрепления отверстий с помощью увеличения толщины стенки и штуцера соответствует неровность:
(5.10)
Без использования накладного кольца формула (5.10) имеет вид:
(5.11)
где – расчетная длина внешней части штуцера (рисунок 5.4), м;
– исполнительная толщина стенки штуцера, =0,018 м [11];
– расчетная толщина стенки штуцера, м;
СЅ – прибавка для компенсации коррозии и эрозии штуцера, СЅ=0,0018 м;
– расчетная длина внутренней части штуцера, м;
– расчетная ширина зоны укрепления штуцера, м;
S – исполнительная толщина стенки корпуса, S=0,01 м;
Ѕр – расчетная толщины стенки корпуса, Ѕр=0,0073 м;
С – поправка на толщину стенки корпуса, С=0,0027 м;
– расчетный диаметр штуцера люка, м;
– наибольший расчетный диаметр отверстия, не требующий укрепления при наличии избыточной толщины стенки сосуда, =0,043 м.

Рисунок 5.3-Схема укрепления отверстий в корпусе маслоотделителя

Расчетная длина внешней части штуцера определяется по формуле:
, (5.12)
где d – диаметр штуцера люка, d=0,45 м.
Подставив значение в формулу (5.12) получим:
об.
Расчетная толщина стенки штуцера определяется по формуле:
(5.13)
где – коэффициент прочности продольного сварного соединения корпуса люка, принимаем ;
[σ]1 – допустимое напряжение материала штуцера, [σ]1 =177 МПа [11].
Подставив значение в формулу (5.13) получим:
об.
Расчетная длина внутренней части штуцера определяется по формуле:
, (5.14)
Подставив значение в формулу (5.14) получим:
об.
Расчетная ширина зоны укрепления штуцера определяется по формуле:
, (5.15)
где D-внутренний диаметр маслоотделителя, D=1,6 м;
Подставив значение в формулу (5.15) получим:
об.
Все рассчитанные значения подставляем в формулу (5.11):

0,0022≥0,0015
Поскольку, условие надежного укрепления отверстий выполняется, то следующие расчеты укрепления не нужно проводить и использования накладного кольца не обязательно.

5.4.2 расчет укрепляющих элементов для штуцеров А, Б

Расчет проводим аналогично пункту 4.4.1.
Исполнительная толщина стенки штуцеров А и Б, =0,0135 м [ 11 ];
Диаметр штуцеров А и Б, г [ 11 ];
Расчетный диаметр штуцеров а и Б (пунк 5.3), м.
Расчетная длина внешней части штуцера определяется по формуле (5.12):
об.
Расчетная толщина стенки штуцера определяется по формуле (5.13):
об.
Расчетная длина внутренней части штуцера определяется по формуле (5.14):
об.
Все рассчитанные значения подставляем в формулу (5.11):
0,00075≥0,00029
Поскольку, условие надежного укрепления отверстий выполняется, то следующие расчеты укрепления не нужно проводить и использования накладного кольца не обязательно.

5.4.3 расчет укрепляющих элементов для штуцера в

Расчет проводим аналогично пункту 4.4.1.
Исполнительная толщина стенки штуцера В, =0,012 м [11];
Диаметр штуцера в, М [ 11 ];
Расчетный диаметр штуцера в (пунк 6.3), м.
Расчетная длина внешней части штуцера определяется по формуле (5.12):
об.
Расчетная толщина стенки штуцера определяется по формуле (5.13):
об.
Расчетная длина внутренней части штуцера определяется по формуле (5.14):
об.
Все рассчитанные значения подставляем в формулу (5.11):

0,00056≥0,00022
Поскольку, условие надежного укрепления отверстий выполняется, то следующие расчеты укрепления не нужно проводить и использования накладного кольца не обязательно.

5.5 Расчет фланцевого соединения

Выполняют предварительный расчет фланца на прочность по первому варианту соединения фланцев. Если все полученные данные соответствуют требованиям, то определяют размеры шпилек и нужное количество и расчет на этом заканчивают.
При больших давлениях надо обеспечивать работу соединения во втором варианте для уменьшения напряжений в элементах соединения фланцев.
При фланцевом соединении деталей арматуры уплотнение осуществляется в большинстве случаев металлическим кольцом овального или восьмиугольного сечения Эластичные, неметаллические уплотнения широко применяются в поверхностных соединениях системы сбора и подготовки нефти.
Фланцевое соединение рисунок 5.4 состоит из двух фланцев 1, уплотнительной прокладки 2, шпилек 3 и гаек 4. Фланцы могут быть корпусными, приварными и резьбовыми. Корпусные фланцы отливаются вместе с корпусом задвижки крестовика и другой деталью устьевого оборудования. Приварные привариваются встык к патрубку корпусной детали или трубе. Резьбовые соединяются с корпусом или трубой на резьбе. Это более трудоемкий и менее надежный путь, он используется, когда по разным причинам нельзя использовать соединения корпусные или приварные.

Рисунок 5.4 - Схема фланцевого соединения

Фланцы изготовляют из сталей 40×35ХМ ( твердость 217-235 НВ).
Фланцевые соединения группируют в зависимости от давлений (7, 14, 21, 35, 70, 105 МПа) и диаметров проходных отверстий приложение Б.
Усилие, действующее на кольцевую прокладку, не должно приводить к ее остаточных деформаций.