RU151392U1

RU151392U1 - UNIT JOINT-HOUSING PRESSURE VESSEL

Info

Publication number: RU151392U1
Application number: RU2014110800/06U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Аписов; Айрат Миннуллович Файрушин; Денис Владимирович Каретников; Елена Юрьевна Туманова; Кирилл Дмитриевич Вержбицкий
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-04-10

Abstract

Узел штуцер-корпус, включающий в себя штуцер, приваренный к корпусу аппарата, и укрепляющие элементы, отличающийся тем, что секторные укрепляющие элементы расположены вокруг укрепляемого отверстия и установлены на шпильки, приваренные к корпусу аппарата, на концах шпилек имеется резьба для фиксации секторных укрепляющих элементов гайкой, при этом между корпусом аппарата и секторным укрепляющим элементом находится прокладка из неметаллического конструкционного материала.Nozzle-body assembly, including a fitting welded to the apparatus body and reinforcing elements, characterized in that the sector reinforcing elements are located around the reinforced hole and are mounted on studs welded to the apparatus body, there is a thread at the ends of the studs for fixing the sector reinforcing elements a nut, while between the body of the apparatus and the sector reinforcing element there is a gasket of a non-metallic structural material.

Description

Полезная модель относится к области нефтехимического аппаратостроения, а именно к изготовлению узла штуцер-корпус цилиндрических сосудов давления.The utility model relates to the field of petrochemical apparatus engineering, namely to the manufacture of a fitting-body assembly for cylindrical pressure vessels.

Присоединение трубной арматуры к аппаратам, резервуарам и т.д., а также технологических трубопроводов для подвода и отвода различных жидких и газообразных продуктов производится с помощью штуцеров или вводных труб.Pipe fittings are connected to apparatuses, reservoirs, etc., as well as process pipelines for supplying and discharging various liquid and gaseous products using fittings or inlet pipes.

Анализ аварий или незапланированных отказов аппаратов показал, что до 50% отказов происходит по причине разрушений или повреждений в узлах типа штуцер-корпус. Одной из основных причин этого является сложное напряженно-деформированное состояние таких соединений с наличием конструктивных и технологических концентраторов напряжений. В значительной степени это связано с технологией изготовления таких узлов, а также такой особенностью конструкции, как невозможность отказа от применения угловых сварных швов.The analysis of accidents or unplanned failures of the apparatus showed that up to 50% of failures occur due to damage or damage to units such as the fitting-case. One of the main reasons for this is the complex stress-strain state of such compounds with the presence of structural and technological stress concentrators. To a large extent, this is due to the manufacturing technology of such units, as well as such a design feature as the inability to refuse the use of fillet welds.

Известен и широко применяется узел «штуцер-корпус», в котором штуцер приваривается с внешней стороны к корпусу аппарата [ГОСТ Р 52630-2006]. Недостатком такой конструкции является низкая эксплуатационная прочность.Known and widely used node "fitting-body", in which the fitting is welded from the outside to the body of the device [GOST R 52630-2006]. The disadvantage of this design is the low operational strength.

При повышенных нагрузках на корпус аппарата в целом и на узлы приварки штуцеров в частности для повышения эксплуатационной прочности и надежности конструкции узлы штуцер-корпус выполняют с укреплением.With increased loads on the apparatus body as a whole and on the weld points of the fittings in particular, in order to increase the operational strength and reliability of the design, the nozzle-body units are reinforced.

В качестве прототипа принят узел штуцер-корпус с укрепляющим кольцом [ГОСТ Р 52857.3-2007], состоящий из штуцера, соосно на котором расположен плотно прилегающий к корпусу кольцевой элемент, сваренный с каждым из них угловыми кольцевыми сварными швами. Данный узел обладает следующими значительными недостатками: во-первых, сложностью изготовления в целом и получением кольцевого элемента с требуемым радиусом кривизны в частности; во-вторых, сложным напряженно-деформированным состоянием металла узла, что выражается в значительном снижении его циклической прочности при наличии дефектов производства («пор», «непроваров», «подрезов» в сварных швах и т.д.) и отклонений от требований технологического процесса производства; в-третьих невозможностью применения неразрушающих методов контроля, что существенно снижает вероятность обнаружения дефектов на этапе производства конструкции, в-четвертых сложностью проведения ремонтных работ по замене штуцера следствии сложности демонтажа/монтажа укрепляющего кольца.As a prototype, a nozzle-body assembly with a reinforcing ring [GOST R 52857.3-2007], consisting of a nozzle, coaxially on which an annular element tightly adjacent to the body, welded with each of them fillet welds, is adopted, is adopted. This node has the following significant disadvantages: firstly, the complexity of manufacturing in general and obtaining an annular element with the required radius of curvature in particular; secondly, the complex stress-strain state of the assembly metal, which is expressed in a significant reduction in its cyclic strength in the presence of production defects (“pores”, “lack of fusion”, “undercuts” in welds, etc.) and deviations from technological requirements production process; thirdly, the impossibility of using non-destructive testing methods, which significantly reduces the probability of detecting defects at the construction stage, fourthly, the complexity of repair work on replacing the fitting due to the complexity of dismantling / installing the reinforcing ring.

Технической задачей полезной модели является снижение трудоемкости изготовления, монтажа, ремонта и диагностики узла штуцер-корпус сосуда давления. Помимо этого, предлагаемая конструкция по причине меньшего количества сварных швов обладает более благоприятным распределением полей остаточных сварочных напряжений и деформаций, что положительно влияет на геометрическую стабильность сварной конструкции.The technical task of the utility model is to reduce the complexity of manufacturing, installing, repairing and diagnosing the fitting-body of the pressure vessel assembly. In addition, the proposed design due to the smaller number of welds has a more favorable distribution of the fields of residual welding stresses and deformations, which positively affects the geometric stability of the welded structure.

Техническая задача достигается тем, что в узле штуцер-корпус, включающем в себя штуцер, приваренный к корпусу аппарата и укрепляющие элементы, согласно полезной модели секторные укрепляющие элементы расположены вокруг укрепляемого отверстия и установлены на шпильки, приваренные к корпусу аппарата, на конца шпилек имеется резьба для фиксации секторных укрепляющих элементов гайкой, при этом между корпусом аппарата и секторным укрепляющим элементом находится прокладка из неметаллического конструкционного материала.The technical problem is achieved by the fact that in the nozzle-to-body assembly, which includes a fitting welded to the apparatus body and reinforcing elements, according to the utility model, sector reinforcing elements are located around the reinforced hole and are mounted on studs welded to the apparatus body, there is a thread on the end of the studs for fixing sector reinforcing elements with a nut, while between the body of the apparatus and the sector reinforcing element there is a gasket made of non-metallic structural material.

Количество секторных укрепляющих элементов определяется исходя из технологичности конструкции. Количество и способ приварки шпилек определяется исходя из условия статической и динамической прочности узла.The number of sector reinforcing elements is determined based on the manufacturability of the design. The number and method of stud welding is determined based on the conditions of the static and dynamic strength of the assembly.

Узел поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен главный вид узла, на фиг.2 его поперечное сечение. К корпусу 1 приварен штуцер 2. Секторные укрепляющие элементы 3 расположены вокруг укрепляемого отверстия, устанавливаются на шпильки 4, приваренные к корпусу аппарата 1, на концах шпилек 4 имеется резьба, гайки 5 фиксируют секторные укрепляющие элементы 3. Прокладка 6 из неметаллического конструкционного материала располагается между укрепляющими элементами 3 и корпусом 1.The node is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows the main view of the node, in Fig.2 its cross section. A fitting 2 is welded to the body 1. Sector reinforcing elements 3 are located around the hole to be fixed, mounted on studs 4 welded to the apparatus body 1, there is a thread at the ends of the studs 4, nuts 5 fix sector reinforcing elements 3. A gasket 6 of non-metallic construction material is located between reinforcing elements 3 and the housing 1.

Таким образом, данный узел по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: при изготовлении узла снижается число сварочных работ - так как отсутствует необходимость приварки укрепляющего элемента 3 по наружному и внутреннему диаметру к корпусу 1; так как укрепляющий элемент 3 состоит из секторов, прикрепляемых к корпусу 1 при помощи разъемных соединений шпилек 4 и гаек 5, значительно упрощается процесс диагностики узла - при снятии секторов появляется возможность использования ультразвуковых методов контроля сварного соединения штуцер-корпус, что является невозможным при приварном укрепляющем элементе, так же снижается трудоемкость ремонта узла по причине отсутствия необходимости срезать и повторно приваривать укрепляющий элемент. При этом данный узел вследствие меньшего количества сварных швов, а так же наличия прокладки 6 из неметаллического конструкционного материала, обеспечивающей равномерность распределения усилий от эксплуатационных нагрузок по сечению укрепляющих элементов 3, имеет более равномерные поля распределения эксплуатационных и остаточных напряжений.Thus, this site in comparison with the prototype has the following advantages: when manufacturing the site reduces the number of welding operations - since there is no need to weld the reinforcing element 3 on the outer and inner diameter to the housing 1; since the reinforcing element 3 consists of sectors attached to the housing 1 by means of detachable joints of the studs 4 and nuts 5, the unit diagnostics process is greatly simplified - when removing the sectors, it becomes possible to use ultrasonic methods to control the welded union-case, which is impossible with welded reinforcing element, the complexity of the repair of the node is also reduced due to the lack of the need to cut and re-weld the reinforcing element. At the same time, this assembly, due to the smaller number of welds, as well as the presence of a gasket 6 of non-metallic structural material, which ensures uniform distribution of forces from operational loads over the cross section of the reinforcing elements 3, has more uniform distribution fields of operational and residual stresses.

Claims

Nozzle-body assembly, including a fitting welded to the apparatus body and reinforcing elements, characterized in that the sector reinforcing elements are located around the reinforced hole and are mounted on studs welded to the apparatus body, there is a thread at the ends of the studs for fixing the sector reinforcing elements a nut, while between the body of the apparatus and the sector reinforcing element there is a gasket made of a non-metallic structural material.