Theo cơ sở tính toán thiết bị thì thiết bị thuộc loại vỏ mỏng chịu áp suất trong, nên chiều dày của thiết bị được tính theo công thức 23a.182 trang 360 sổ tay hóa công tập 2.
𝛿𝑣 = 𝑃 × 𝐷
41
SVTH: Nguyễn Thị Dung
Trong đó:
P: áp suất bên trong thiết bị, coi bằng áp suất khí quyển: 𝑃 = 0.1 𝑁/𝑚𝑚2
D: đường kính trong của vỏ, 𝐷 = 400𝑚𝑚
[𝜎𝑘]: là ứng suất kéo cho phép của thép không gỉ (SUS 304)
𝜑: hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc
C: Hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, mm Nguyên nhân làm cho thiết bị yếu đi là do hàn và khoét lỗ ở thiết bị.
- Giá trị hệ số bền của mối hàn h phụ thuộc vào dạng mối hàn và vật liệu chế tạo: ở đây vật liệu chế tạo thân thiết bị là thép tấm Inox 304 và kiểu hàn giáp mối một bên, cách hàn là hàn tay bằng hồ quang điện. Tra bảng XIII.8 sổ tay hóa công tập 2 trang 362 ta có: h 0,9 - Giá trị hệ số bền của thân hình trụ do khoét lỗ phụ thuộc vào vị trí và đường kính lỗ: trên thân thiết bị có khoét 3 lỗ: một cửa dẫn hơi cồn vào, một cửa dẫn cồn lỏng ra và một cửa thoát khí không ngưng. Áp dụng công thức XIII.14 và XIII.15 sổ tay hóa công tập 2 trang 361 ta có: 0,076 0,014 1, 2 0, 4 (0,038 0,014) 2 1,86 1, 2 0, 4 l Hệ số bền: h l 0,9 1,86 2, 76
Đại lượng bổ sung C phụ thuộc vào độ ăn mòn, độ bào mòn và dung sai của chiều dày. Ta xác định đại lượng C theo công thức sau:
1 2 3
C C C C
Trong đó:
C1 - bổ sung do ăn mòn, xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của môi trường và thời gian làm việc của thiết bị. Đối với vật liệu bền như Inox- 304 ta lấy 0,05 mm/ năm, cho thời gian làm việc 20 năm. Vậy lấy C1 = 0,05.20 = 1 mm.
42
SVTH: Nguyễn Thị Dung
C2 - đại lượng bổ sung do hao mòn chỉ cần tính đến trong các trường hợp nguyên liệu chứa các hạt rắn chuyển động với tốc độ lớn trong thiết bị. Đại lượng này thường được chọn theo thực nghiệm. Đa số trường hợp khi tính toán thiết bị hóa chất ta có thể bỏ qua C2 = 0
C3 - đại lượng bổ sung do dung sai của chiều dày, phụ thuộc vào chiều dày tấm vật liệu. Đối với vật liệu Inox 304 có chiều dày từ 3- 5mm lấy C3 = 1,5 mm. ( Tra bảng XIII.9, Sổ tay hóa công tập II)
Suy ra: C C 1 C2 C3 1 1,5 2,5 mm
Ứng suất cho phép của thép S theo giới hạn bền xác định theo công thức XIII.1 và bảng XIII.3. Thiết bị thuộc nhóm 2 loại II ( 1, xem bảng XIII.2).
540.106 6 2 . .1, 0 208.10 / 2, 6 k k k k N m n
Ứng suất cho phép giới hạn chảy – theo công thức XIII.2 và bảng XIII.3 sổ tay hóa công tập 2 ta có: 220 6 2 . .1,0 146,67.10 / 1,5 ch k ch N m n
Ta lấy giá trị bé hơn trong hai kết quả vừa tính được của ứng suất để tính toán tiếp:
Chiều dày vỏ thiết bị:
𝛿𝑣 = 𝐷𝑡.𝑃𝑡
2.[𝜎𝑘].𝜑−𝑃𝑡 + 𝐶 = 0,4.105
2.146,67.106.2,76−105+ 2,5 = 2.67 (mm)
Để đảm bảo độ bền cơ học cũng như đồng bộ thiết kế của thiết bị ta chọn độ dày vỏ ngoài thiết bị 𝛿𝑣 = 3 𝑚𝑚
43
SVTH: Nguyễn Thị Dung