Про- изводства. Оно включает

Тепловой расчёт необходим для определения поверхности тепло- передачи, расхода энергии, теплоносителя или хладоагента и потерь тепла в окружающую среду, а также толщины изоляции при заданных потерях тепла. На основании материального баланса и закона сохране- ния энергии составляют тепловой баланс аппарата.
Гидравлический расчёт выполняют с целью определения сопро- тивления аппарата проходу газа или жидкости при заданной произво- дительности и вычисленных габаритных размерах, основных размеров патрубков и штуцеров для ввода исходных веществ и вывода продук- тов. Число и расположение патрубков, штуцеров принимают с учётом требований технологии, агрегатного состояния веществ и конструкции аппарата.
Энергетический расчет необходим для определения мощности привода перемещающих и перемешивающих устройств.
Механический расчёт позволяет определить прочностные харак- теристики элементов аппарата (в случае поверочного расчета) или размеры толщин элементов, обеспечивающих достаточную надёжность в работе под действием проектируемых нагрузок.
При действии на аппарат внешних нагрузок (внешнее давление, ветровая или осевая нагрузка и т.п.) необходим расчёт на устойчи- вость аппарата. Особое внимание следует обратить на возможность воздействия комбинированных нагрузок (например, автоклав, рабо- тающий под внутренним давлением, имеет рубашку для обогрева па- ром). В этом случае следует провести расчёт элементов аппарата на каждый вид нагрузки. Проектные толщины элементов аппарата опре- деляются с учётом конструкционных добавок. При расчётах аппаратов,

работающих под давлением, следует сделать оценку необходимости укрепления отверстий, выбрать способ укрепления и рассчитать разме- ры укрепляющих элементов, если они требуются. Отверстия в аппара- тах, подверженных действию наружного давления, должны быть пол- ностью укреплены.

4. Конструкционные материалы

Специфические условия работы химической аппаратуры, харак- теризуемые широким диапазоном давлений, большим интервалом ра- бочих температур при агрессивном воздействии среды, предъявляют высокие требования к выбору конструкционных материалов проекти- руемой аппаратуры. Наряду с требованиями высокой коррозионной стойкости в агрессивных средах конструкционные материалы должны обладать высокой механической прочностью, жаростойкостью, жаро- прочностью, сохранять удовлетворительные пластические свойства при высоких и низких температурах и др.
Выбор конструкционного материала для химического оборудова- ния основан на учете его свойств и условий, в которых будет протекать производственный процесс. Нет абсолютно идеальных материалов. Химически стойкий материал может быть недостаточно прочным или термостойким. Дорогой, но очень прочный и коррозионностойкий материал, может оказаться выгоднее дешевого из-за возможности из- готовления из него тонкостенных и легких аппаратов. Все материалы, как металлические, так и неметаллические, в той или иной мере под- вержены химическому и механическому разрушению, с чем связаны долговечность и надежность работы.

Металлы и сплавы

Стали классифицируют по химическому составу, назначению и способу производства. По химическому составу различают углероди- стые и легированные стали; по назначению – конструкционные, инст- рументальные и особые стали; по способу производства – обыкновен- ного и повышенного качества, качественные и высококачественные.
Механические свойства стали определяются её структурой, соде- ржанием углерода в ней и количеством примесей.
Получение стали нужного качества определяется её структурой
(феррит, аустенит, цементит, перлит, мартенсит и др.), которая обеспе-
чивается в процессе плавки. Чем больше в стали углерода, тем выше её твердость и прочность, но ниже пластические свойства.
В стали присутствуют в качестве примесей кремний, марганец, сера, фосфор и др. Они оказывают на свойства стали значительное влияние. Сера и фосфор являются вредными примесями: сера вызывает красноломкость (повышенную хрупкость в горячем состоянии), фос- фор – хладноломкость (пониженную вязкость, особенно при низких температурах).
В незначительных количествах в стали содержится водород, азот, кислород, которые ухудшают качество стали.