RU2526003C1

RU2526003C1 - Design of pressure vessel "tap-body" assembly

Info

Publication number: RU2526003C1
Application number: RU2013127972/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Аписов; Айрат Миннуллович Файрушин; Денис Владимирович Каретников; Елена Юрьевна Туманова; Ильдус Гамирович Ибрагимов; Айдар Наилевич Язданов
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2014-08-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: assembly comprises a tap welded to a vessel body. In this case, a washer is installed on the tap by means of a threaded connection. The gussets are arranged on the washer along the shell generating line, one gusset at each washer side welded simultaneously to the body and to the washer.

EFFECT: reduction of stress-strain behaviour of assembly without any significant increase of the labour content of manufacture.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтехимического аппаратостроения, а именно к изготовлению узла «штуцер-корпус» цилиндрических сосудов давления.The invention relates to the field of petrochemical apparatus engineering, and in particular to the manufacture of a fitting-body assembly of 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 местах соединений 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.Analysis of accidents or unplanned failures of the devices showed that up to 50% of failures occur due to damage or damage at the joints of the nozzle-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.

Известна и широко применяется конструкция узла «штуцер-корпус» в виде штуцера, приваренного с внешней стороны к корпусу аппарата [ГОСТ Р 52630-2006]. Недостатком такой конструкции является низкая эксплуатационная прочность.The design of the “fitting-housing" assembly is known and widely used in the form of a fitting welded externally to the apparatus body [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 отверстий.With increased loads on the body of the apparatus as a whole and on the nodes of welding the fittings in particular, to increase the operational strength and reliability of the design, the nodes "fitting-case" are performed with the strengthening of the holes.

В качестве прототипа принята конструкция узла «штуцер-корпус» с укрепляющим кольцом [ГОСТ Р 52857.3-2007], состоящая из штуцера, соосно на котором расположен плотно прилегающий к корпусу кольцевой элемент, сваренный с каждым из них угловыми кольцевыми сварными швами. Данная конструкция 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 неразрущающих методов контроля, что существенно снижает вероятность обнаружения дефектов на этапе производства конструкции.As a prototype, the design of the “nozzle-to-body” assembly with a reinforcing ring [GOST R 52857.3-2007], consisting of a nozzle, on which an annular element tightly adjacent to the body is located, welded to each of them with fillet welds, is adopted. This design 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 likelihood of detecting defects at the stage of production of the structure.

Технической задачей изобретения является снижение напряженно-деформированного состояния узла «штуцер-корпус» без существенного увеличения трудоемкости изготовления. Помимо этого, предлагаемая конструкция вследствие более оптимального напряженно-деформированного состояния из-за отсутствия сварных швов непосредственно на штуцере обладает повышенным ресурсом по сравнению с прототипом.An object of the invention is to reduce the stress-strain state of the node "fitting-housing" without a significant increase in the complexity of manufacturing. In addition, the proposed design due to a more optimal stress-strain state due to the lack of welds directly on the fitting has an increased resource compared to the prototype.

Техническая задача достигается тем, что в конструкции узла «штуцер-корпус», включающей в себя штуцер, приваренный к корпусу аппарата, согласно предлагаемому изобретению на штуцере при помощи резьбового соединения установлена шайба, на которой вдоль образующей обечайки расположены косынки, по одной с каждой стороны шайбы, приваренные одновременно к корпусу и к шайбе.The technical problem is achieved by the fact that in the design of the “fitting-housing" assembly, which includes a fitting welded to the apparatus body, according to the invention, a washer is installed on the fitting using a threaded connection, on which along the generatrix of the shell there are scarves, one on each side washers welded simultaneously to the body and to the washer.

Конструкция поясняется чертежами. На фиг.1 представлена предлагаемая конструкция узла. На фиг.2 представлен вид узла «сверху» с сохранением номеров позиций по фиг.1. К корпусу 1 приварен штуцер 2, на котором зафиксирована шайба 3 при помощи резьбового соединения 4. Вдоль образующей обечайки корпуса с каждой стороны шайбы 3 расположены косынки 5, приваренные к шайбе двусторонним сварным соединением 6 и к корпусу аналогичным соединением 7.The design is illustrated by drawings. Figure 1 presents the proposed design of the site. In Fig.2 presents a view of the node "from above" while maintaining the position numbers in Fig.1. A fitting 2 is welded to the body 1, on which the washer 3 is fixed by means of a threaded connection 4. Along the generatrix of the shell of the body on each side of the washer 3 there are scarves 5, welded to the washer with a double-sided welded connection 6 and to the case with a similar connection 7.

Claims

The design of the “fitting-case” assembly, including a fitting welded to the apparatus body, characterized in that a washer is installed on the nozzle with a threaded connection, on which along the generatrix of the shell there are scarves, one on each side of the washer, welded simultaneously to the case and to the puck.