Металловедение стенки нефтяного аппарата - Константин Владимирович Ефанов

Аппараты под давлением характеризуются простотой конструкции (из оболочек вращения) и крайней сложностью металловедческих проблем, связанных со стенкой сосуда и со сварными швами, с внутренней легирующей наплавкой.

При разработке аппарата решаются в основном две задачи:

– компоновочная, при которой побирается геометрия, при которой нагрузки на стенку сводятся к минимальным, например, плавные переходы, элементы жесткости;

– материаловедческая, влияющая на безопасность и безаварийность эксплуатации.

Компоновочные задачи решаются конструкторами из механических отделов проектных институтов на основании исходных данных от технологического и монтажного отдела. В штате проектного института может присутствовать специалист по металловедению, который проводит выбор материала стенки аппарата под условия эксплуатации и коррозионные свойства среды.

Материаловедческая задача состоит не только в выборе материала, но и в технологии выполнения сварочных соединений, выполнения послойной наплавки, выполнения термообработки, проблем контроля качества материалов, сварных швов, изготовленных деталей. Для решения таких проблем требуются высококвалифицированные инженеры по нескольким направлениям.

Вместе с тем, конструкторам, занимающимся разработкой аппаратов, для качественной и глубокой разработки конструктивных решений, необходимо достаточно хорошо ориентироваться в проблемах материаловедения.

Настоящая монография написана для конструкторов аппаратов под давлением и направлена на решение проблем материаловедения. Конечно, специалисты сварке, термообработке, заготовительному производству знают достаточно глубоко материал настоящей монографии, вместе с тем главы по монокристаллической структуре возможно их заинтересуют для перехода на технологии, основанные на новых физических принципах в т.ч. на аддитивных технологиях.

__

Проблемы прочностных расчетов и связанные с ними задачи компоновки приведены монографиях [1], [2]. Расчет вала мешалки на резонанс подробно рассмотрен в работе [3]. Нормы делят аппараты на аппараты до 21МПа и аппараты до 130МПа. В нормах расчета на прочность для двух типов аппаратов указана граница применимости, равная 0,1 отношения стенки к диаметру аппарата. Значение 0,1 означает точность теории тонких оболочек, заложенной в нормы для аппаратов до 21 МПа. Существуют аналогично построенные теории толстых оболочек с большей точностью, чем 0,1, но они в нормах не применяются. В нормах для аппаратов до 130 МПа заложена осесимметричная задача теории упругости.