Блоки нефтяных аппаратов

По чертежам строится дерево объекта в пакете PLM, в котором разрабатывают технологические процессы на изготовление инженеры технологических подразделений заводы (технологи, сварщики, металлурги и др.).

Прочностной расчет

Для аппарата должен быть выполнен междисциплинарный прочностной расчет, учитывающий температурные нагрузки на стенку сосуда. Виды нагрузок приведены в работе [38].

Расчет аппаратов может быть выполнен по нормативной методике в специализированной программе или в компьютерном пакете методом конечных элементов.

В работе Ефанова К.В. [1] показано о преимуществе выполнения расчетов методом конечных элементов по сравнению с нормативной методикой. В списке литературы этой монографии приведены ссылки на пример расчета сложных тяжелых аппаратов численными методами. Проблемы теоретического основания нормативной методики кратко рассмотрены Ефановым К.В. в работе [2]. Расчет динамических узлов на примере механических мешалок приведен в работе [3].

Программа для расчета методом конечных элементов должна иметь сертификат на право применения и должна являться стандартом по умолчанию для выполнения прочностных расчетов.

Такой программой является ANSYS.

Расчет по нормам, возможно, является устаревшим для нового времени.

Инженер, выполняющий прочностной расчет, должен иметь высокую квалификацию в области теорий упругости, оболочек, вычислительной математики и др. областей. Подход, при котором инженеры низкой квалификации выполняют прочностные расчеты, потом делают чертежи обеспечивается применением автоматизированного расчета по нормативной методике и не подходит для сложного статического оборудования или принятия нестандартных решений.

Монтажно-компоновочное проектирование

Трассировка технологических трубопроводов

Трассировка трубопровода выполняется после размещения технологического оборудования, с учетом норм на технологические трубопроводы, например, наличие уклонов, дренажа, воздушников, компенсаторов деформаций и др. элементов.

Трубопровод является металлоконструкцией, в которой деформации и удлинения происходят по оси труб. Основная проблема трассировки состоит в распределении, восприятии и компенсации усилий, вывязываемых температурными деформациями труб.

Трассу трубопровода делят на температурные блоки, внутри которых принимают конструктивные решения для компенсации деформаций. Компенсацию выполняют за счет самокомпенсации при определенной конфигурации трассы и за счет установки компенсаторов деформаций.

Длины прямых участков трубопровода назначаются по усилиям на опоры для участков с самокомпенсацией и по компенсирующей способности компенсаторов для участков с установленными компенсаторами.

Для самокомпенсации используют участки поворотов трассы трубопровода. На участки поворота устанавливают концевые опоры как правило. В зоне врезок (пересечения) труб в основную трубу, для врезаемого участка устанавливают отдельную опору, воспринимающую нагрузку по его трассе для исключения передачи этой нагрузки на трассу основного трубопровода.

При балочной прокладке, когда трубы объединяются в пучок, длина пролета может быть определена несущей способностью пролета трубы с максимальным диаметром. Основным условием для балочной прокладки труб является их свободное совместное температурное удлинение. Могут быть применены специальные пролетные балки фасонного профиля или применены этажерки или другие пролетные сооружения.

Нагрузки от трубопровода на штуцера аппаратов не должны превышать допустимых нагрузок, указанных в таблице штуцеров на сборочной чертеже (или чертеже общего вида) аппарата.

Внешние нагрузки воспринимаются трубопроводом за счет правильного расположения опор и выбора их конструкции.

Для максимального восприятия температурных деформаций, металлоконструкция трубопровода блока должна иметь минимальную жесткость. Для этого в трассу вводятся гибкие или подвижные элементы, снижающие жесткость за счет изгиба или поворота.

Для полностью гибких конструкций трасс трубопроводов в установке компенсаторов необходимость отсутствует. В случаях, когда гибкие конструкции не реализуемы, устанавливают компенсаторы, воспринимающие деформации в направлении оси трубы, а также шарнирные компенсаторы.

Элементами для самокомпенсации деформаций являются П, Z, Г-образные повороты трассы трубопровода. Эти компенсаторы занимают место в ограниченном пространстве блока, поэтому применяют их для труб с не большими диаметрами.

Существуют линзовые, сильфонные (волновые) компенсаторы для трубопроводов.

Трассировку выполняют с учетом ограничений по пространству внутри блока с использованием следующих технических решений с учетом данных работы [7]:

– трубопроводы прокладывают по возможности для удобства доступа и обслуживания оборудования, средств КИПиА, трубопроводной арматуры;