Введение к работе
з Актуальность темы.
Одним из распространенных и тяжелонагруженных конструктивных элементов нефтегазоперерабатывающего оборудования (сосуды, аппараты и трубопроводы) являются соединения в виде патрубков, приваренных к обечайке (трубе). Высокая концентрация напряжений в области стыка патрубка с обечайкой является одной из основных причин пониженной надежности таких конструктивных элементов.
Вариантами укрепления отверстий под патрубки являются: укрепление при помощи проходящего штуцера, укрепление отверстия отбортовкой, укрепление отверстия торообразной вставкой и др. С позиции уменьшения трудоемкости и металлоемкости целесообразнее применение отбортовки отверстия. При этом повышение работоспособности обеспечивается в основном за счет снижения степени концентрации напряжений.
В настоящей работе использован известный метод укрепления отверстий отбортовкой применительно к предложенной новой конструкции усилительных накладных элементов с патрубками, применение которых позволяет повысить характеристики работоспособности и снизить трудоемкость получения отводов на сосудах и трубопроводах.
Предлагаемые в данной работе накладные элементы применимы не только в агрегатах нефтегазохимических производств, но и в трубопроводном транспорте при возникновении необходимости врезки отвода на каком-то участке к действующему трубопроводу с опорожнением и без опорожнения от продукта.
Для обоснования целесообразности применения накладных элементов новой конструкции'были проведены необходимые исследования характеристик работоспособности, напряженно-деформированного состояния элемента, технологических параметров изготовления и технико-экономической целесообразности их применения.
Для изготовления накладных элементов с отбортованными патрубками сконструирован и изготовлен еишиильнып штамп. Получен:/ опытно промышленные накладные элементы с отбортованными патрубками.
Основные результаты работы положены в основу разработанного стандарта предприятия (СТП-98-5 "Накладные элементы с отбортованными патрубками"), которая передана для внедрения в ГУП "Салаватнефтемаш".
Цель работы - повышение работоспособности базовых элементов с патрубками в агрегатах нефтегазохимических производств созданием отбортовки в отверстиях.
Для решения основної! цели сформулированы следующие задачи; оценка напряженного состояния и работоспособности накладных элементов с отбортованными патрубками при статическом и малоцикловом на-гружениях;
определение технологических деформационных и силовых параметров производства накладных элементов повышенной работоспособности;
разработка конструкции штамповой оснастки для производства накладных элементов с отбортованными патрубками;
опытно-промышленное изготовление накладных элементов повышенной работоспособности.
Научная новизна:
получены аналитические зависимости для оценки упруго-пластических напряжений и деформаций в области накладных элементов новой конструкции;
разработана методика расчета малоцикловой долговечности, на основе которой доказана целесообразность применения разработанных накладных элементов с отбортованными патрубками;
предложены и обоснованы аналитические зависимости для определения основных технологических деформационных (минимальный радиус кривизны отбортовки, диаметр отверстия, коэффициент отбортовки и др.) и силовых (усилия и изгибающие моменты при гибке и отбортовке заготовок) параметров, позволяющих рационально спроектировать произвол-
ственный процесс изготовления накладных элементов повышенной работоспособности.
Практическая ценность;
предложена новая конструкция накладного элемента с патрубком, позволяющая повысить долговечность узла "обечайка-патрубок" примерно в два раза;
разработан специальный штамп, позволяющий получать накладные элементы за один ход пресса, что значительно снижает трудоемкость производства накладных элементов; , .
получен опытно-промышленный накладной элемент с патрубком повышенной работоспособности;
разработанный на основе полученных результатов стандарт предприятия (СТП-98-5 "Накладные элементы с отбортованными патрубками") передан для внедрения в ГУ П "Салаватнефтемаш".
Апробация работы. Материалы диссертации заслушивались: на научно-технической конференции "Проблемы машиноведения, конструкционных материалов и технологий" в отделении технических наук АН Республики Башкортостан и научном семинаре кафедры "Технология нефтяного аппаратостроения" .Уфимского государственного нефтяного технического университета
Диссертация затушена и рекомендована к защите на семинаре кафедры "Технология нефтяного аппаратостроения" Уфимского государственного нефтяного технического университета 14 сентября 1998г.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в монографии, брошюре и 14 научно - технических статьях и тезисах докладов научно-технических, конференции.
6 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, приложений и содержит 137 страниц машинописного текста, 76 рисунка, список литературы из 111 наименований.