Что относится к статическому оборудованию
Статическое оборудование
Химические аппараты (сосуды) предназначаются для осуществления в них какого-либо одного или одновременно нескольких химических, физических или физико-химических процессов (химические реакции, теплообмен, испарение, конденсация, кристаллизация, растворение, ректификация, абсорбция и т.д.). В зависимости от назначения химические аппараты (чаще всего по протекающему в них основному технологическому процессу) называются: реактор, теплообменник, испаритель, конденсатор и т.п.
Аппараты (сосуды) в подавляющем большинстве случаев состоят из следующих сборочных единиц: корпус, крышка, днище, штуцеры (патрубки), люк-лазы, опоры, рубашки, перемешивающие устройства, тепловая изоляция.
Конструкция аппаратов (сосудов) должна обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы и предусматривать возможность проведения:
эксплуатационного контроля металла и соединений.
На каждом аппарате (сосуде) должна быть прикреплена табличка или нанесены данные на корпус электрографическим методом со следующими данными:
товарный знак или наименование изготовителя;
наименование или обозначение сосуда;
порядковый номер сосуда по системе нумерации изготовителя;
рабочее давление, МПа;
расчетное давление, МПа;
пробное давление, МПа;
допустимая максимальная и (или) минимальная рабочая температура стенки, °С;
Общие сведения о сборочных единицах и элементах статического оборудования
Корпус – основная сборочная единица, состоящая из обечаек, днищ, крышек; в зависимости от пространственного расположения различают вертикальное или горизонтальное расположение корпуса. 
Обечайка – составной элемент корпуса, ограничивающий емкость для проведения физико-химического процесса. Обечайки, в основном, бывают следующих форм:
Днище – элемент аппарата, который ограничивает корпус снизу, сверху или с боков, неразъемно (сварка, пайка, литой и т.п.) соединен с обечайкой, или аналогичный элемент корпуса, составляющий с ним одно целое. Днища в основном изготавливают следующих форм:
Крышка – отъемная часть, закрывающая внутреннюю полость сосуда или отверстие люка.
Штуцер (патрубок) (труба+фланец), бобышка – элемент, предназначенный для присоединения к аппарату (сосуду) трубопроводов, трубопроводной арматуры, контрольно-измерительных приборов и т.п. Бобышки бывают прямые или скошенные, с внутренней, либо наружной резьбой.
Люк-лаз – устройство, обеспечивающее доступ во внутреннюю полость сосуда. Аппараты (сосуды) должны быть снабжены необходимым количеством люков, обеспечивающих осмотр, очистку и ремонт сосудов, а также монтаж и демонтаж разборных внутренних устройств.
Рубашка – теплообменное устройство, состоящее из оболочки, охватывающей корпус аппарата (сосуда) или его часть, и образующее совместно со стенкой корпуса аппарата (сосуда) полость, заполненную теплоносителем.
Опоры – устройство для установки сосуда в рабочем положении (горизонтально, вертикально) и передачи нагрузок от сосуда на фундамент или несущую конструкцию.
Основные конструкции опор:
Тепловая изоляция – элемент конструкции, монтирующийся на аппарат с целью снижения теплопотерь, предотвращения охлаждения (замерзания) продукта, во избежание образования конденсата на поверхности аппарата, как следствие, усиленного коррозионного износа, защиты персонала от воздействия высоких (низких) температур.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Емкость – герметично закрытый сосуд, предназначенная для хранения и транспортировки газообразных, жидких и других веществ. Границей сосуда являются входные и выходные штуцера.
Ресивер – емкость, используемая в качестве накопителя для хранения сжатого газа или жидкости под давлением и для сглаживания перепадов давления газа. Например, после компрессорных станций ресиверы устанавливаются в качестве воздухосборников и служат для сглаживания пульсаций давления после насоса, охлаждения и создания резерва сжатого воздуха, освобождения от капель масла и влаги.
Стальной вертикальный резервуар – герметично закрываемый или открытый, стационарный сосуд, наполняемый жидким или газообразным веществом. При необходимости резервуары объединяют в группу резервуаров, сосредоточенных в одном месте, её называют «резервуарным парком». Резервуары бывают вертикальные и горизонтальные.
Наземные стальные вертикальные цилиндрические резервуары работают при низком давлении (до 200 мм вод.ст.), либо без избыточного давления (под налив).
Особенности эксплуатации резервуаров: в процессе эксплуатации резервуара персоналом осмотру подвергаются фундамент, отмостка, стенка резервуара, наружная часть окрайки днища, крыша, площадки обслуживания, лестницы, устройства молниезащиты и заземления, теплоизоляция, штуцера, люки, анкерные крепления, а также оборудование, находящееся снаружи.
При осмотре резервуара необходимо проверять (визуально) сварные соединения и основной металл в доступных местах, особое внимание обращая на швы нижних поясов стенки и в местах приварки стенки к днищу, а также в местах присоединения люк-лазов, штуцеров и другого наружного оборудования.
При осмотре теплоизолированных резервуаров проверяют исправность теплоизоляции или утепляющих устройств. При осмотре резервуарного оборудования необходимо проверять герметичность фланцевых соединений и сальников арматуры, а в зимнее время (дополнительно) – отсутствие инея и промерзания входного и выходного отверстий дыхательного клапана и наличие надежного утепления на резервуарных задвижках. У резервуаров, особенно с подогревательными устройствами, необходимо проверять температуру продукта в соответствии с технологическим регламентом.
При обнаружении таких дефектов, как: трещины, отпотевания, свищи в сварных швах или в основном металле листов стенки, при появлении ненормального шума в резервуаре, течей в швах стенки (а у теплоизолированных резервуаров быстрого намокания или течи из-под изоляции) или из-под днища должны быть приняты меры к немедленному опорожнению резервуара полностью или частично в зависимости от места расположения.
Мешалка – оборудование для получения эмульсий, суспензий и смесей твердых веществ, а также для интенсификации процессов массо- и теплообмена. Интенсивное перемешивание материалов необходимо для успешного проведения многих химических процессов непрерывным способом. Перемешивание широко применяется в химических производствах.
Мешалки применяются в случаях, когда перемешивание и химическая реакция должны протекать одновременно, т.е. процесс перемешивания происходит непосредственно в реакционном аппарате. Выбор метода перемешивания и конструкции непосредственно мешалки обусловливается в первую очередь агрегатным состоянием перемешиваемых материалов.
Фильтры – оборудование, предназначенное для тонкого разделения жидких или газовых гетерогенных систем. С его помощью можно добиться значительно более полной, чем в процессах осаждения, очистки жидкости или газа от взвешенных частиц, более высокого выхода продукта (если продуктом является твёрдая фаза суспензии).
Фильтры различают по принципу действия:
фильтрование с образованием осадка (твёрдые частицы либо задерживаются на поверхности фильтровальной перегородки);
фильтрование с закупориванием пор (твёрдые частицы проникают в глубину перегородки, задерживаясь в порах).
По способу создания разности давлений:
фильтры, работающие под давлением.
По взаимному направлению силы тяжести:
с совпадающими направлениями;
с противоположными направлениями;
с перпендикулярными направлениями.
Движущие силы процесса – разность давлений, либо центробежные силы. Разность давлений может обеспечиваться при помощи насоса, вакуум-насоса, компрессора. Если суспензия находится над фильтровальной перегородкой, осаждение твёрдых частиц приводит к более быстрому образованию осадка. Если суспензия находится, ниже перегородки, осаждение препятствует образованию осадка, что вызывает необходимость перемешивания суспензии для поддержания её однородности. В роли материала перегородки могут выступать стекло, металлические сетки, хлопчатобумажные, шерстяные и полимерные ткани и волокна.
Нутч-фильтр – простейший фильтр периодического действия, работающий под вакуумом, либо избыточным давлением. Совпадают направления силы тяжести и движения фильтрата. Нюансы конструкции – над дном фильтра располагается пористая подложка, она же ложное дно. Она поддерживает фильтровальную перегородку. После загрузки суспензии под ложным дном создаётся вакуум, вследствие чего жидкая фаза начинает прохождение через перегородку с последующим отводом. Основные преимущества: простота и надёжность, возможность тщательной промывки осадка. Недостатки: громоздкость, ручная выгрузка осадка, негерметичность, невысокая движущая сила.
Фильтр-прессы – фильтры периодического действия, работающие под давлением с перпендикулярными направлениями силы тяжести и движения фильтрата. Фильтр, представляет из себя сборку из чередующихся плит (слева) и рам (посередине), что существенно увеличивает рабочую поверхность фильтрующей перегородки. Плиты имеют вертикальное рифление, что предотвращает прилипание фильтровальной ткани к плитам и обеспечивает дренаж фильтрата. Полая рама помещается между двумя плитами, образуя камеру для осадка. Отверстия (1) и (2) совпадают, образуя каналы для суспензии. Между плитами и рамами размещают фильтровальные перегородки, так называемые «салфетки».
Сжатие конструкции происходит винтовыми, либо гидравлическими зажимами. Основные преимущества: большая удельная поверхность фильтрования, возможность работы при давлении до 15 кгс/см2, простота конструкции, возможность отключения ряда плит из процесса. основные недостатки: ручное обслуживание, невозможность полной промывки без разбора, быстрый износ сеток (частый разбор, высокое давление).
Ленточный вакуум-фильтр – работающий под вакуумом аппарат непрерывного действия, в котором направления силы тяжести и движения фильтрата совпадают. Перфорированная резиновая лента (2) перемещается по замкнутому пути с помощью приводного (8) и натяжного (3) барабанов. Фильтрующая ткань (5) прижимается к ленте при натяжении роликами (6). Из лотка (4) на фильтрующую ткань подаётся суспензия. Фильтрат отсасывается в вакуум-камеры (1), находящиеся под лентой, и выводится из аппарата. Отложившийся на ткани осадок промывается жидкостью, подаваемой из форсунок (9). Промывная жидкость отсасывается в другие вакуум-камеры и также отводится из аппарата. Осадок благодаря вакууму подсушивается и при перегибе ленты через валик (7) отделяется от ткани и сбрасывается в бункер. На обратном пути между роликами (6) фильтровальная ткань обычно регенерируется: очищается с помощью металлических щёток, пропаривается или промывается жидкостью. Основные преимущества: совпадение силы тяжести и направления потока, простота устройства, хорошие условия промывки и обезвоживания осадка, возможность обработки труднофильтруемых материалов. Основные недостатки: небольшая удельная поверхность, быстрый износ фильтрующей ленты, громоздкость, сложность герметизации.
Принцип действия аппаратов для очистки газов фильтрованием тот же, что и для разделения суспензий, однако при очистке газов в подавляющем большинстве случаев применяют фильтрование с закупориванием пор. В зависимости от типа фильтровальной перегородки различают следующие фильтры для очистки газов: с гибкими пористыми перегородками из природных, синтетических, минеральных волокон (тканевые материалы), нетканых волокнистых материалов (войлок, картон), металлоткани и т.п. с полужёсткими пористыми перегородками (слои из волокон, металлических сеток и др.) с жёсткими пористыми перегородками (керамика, пластмассы, спечённые/спрессованные металлические порошки) с зернистыми перегородками (слои кокса, гравия, песка и т.п.). Выбор перегородок обусловлен размеров дисперсных частиц, температурой газа, его химическими свойствами, допустимым гидравлическим сопротивлением.
Рукавный фильтр – представляет собой корпус, в котором находятся тканевые мешки (рукава) (1). Нижние открытые концы рукавов закреплены на патрубках трубной решётки (2). Верхние закрытые концы рукавов подвешены на общей раме. Запылённый газ вводится в аппарат через штуцер и попадает внутрь рукавов. Проходя через ткань, из которой сделаны рукава, газ очищается от пыли и выходит из аппарата через верхний штуцер. Пыль осаждается на внутренней поверхности и в порах ткани, при этом гидравлическое сопротивление возрастает. При достижении определённого значения, рукава очищают, встряхивая их при помощи устройства (5). Пыль падает в разгрузочный бункер (3) и удаляется из аппарата шнеком (4). Кроме того, их также продувают воздухом, подаваемым с наружной стороны. Рукава снабжены кольцами жёсткости, что предотвращает их складывание/слипание. Для обеспечения непрерывности процесса газоочистки рукавные фильтры делают состоящими из нескольких секций – в одних секциях идёт процесс фильтрования, в других – очистки. Основные преимущества: высокая степень очистки от тонкодисперсной пыли. Основные недостатки: высокое гидравлическое сопротивление, быстрый износ ткани, непригодность для очистки влажных газов, газов с высокой температурой.
Отстойники – оборудование для сгущения суспензий или классификации суспензий по фракциям частиц твёрдой фазы, для грубой очистки газов от пыли и для разделения эмульсий. Данный процесс пригоден для первичного разделения гетерогенных смесей. Основное преимущество – наиболее простой и дешёвый процесс, основной недостаток – движущая сила процесса – сила тяжести, ввиду этого возможно эффективно отделять только крупные частицы.
По характеру разделяемой среды делятся на:
сгустители (для сгущения суспензий);
классификаторы (для классификации твёрдых частиц на фракции).
По характеру работы:
полунепрерывного действия (подача разделяемой смеси и вывод очищенной фразы непрерывны, удаление сгущённой дисперсной фазы – периодически).
Отстойник периодического действия – бассейн. После отстаивания осветлённую жидкость сливают через штуцеры, расположенные выше уровня осадка. Шлам удаляется вручную через верх, и/или через нижний штуцер.
Виды и классификация промышленного оборудование: что это за масштабная категория товаров
Но мало придумать что-то новое и полезное. Все это еще необходимо внедрить в нашу жизнь. Эффективность предпринятых действий напрямую зависит от того, какое оборудование используется в производственном процессе. Оно должно быть качественным, современным, надежным, долговечным.
Промышленное оборудование в России активно используется во многих сферах жизнедеятельности человека: нефтегазовой, горнодобывающей, пищевой, легкой, энергетической, коммунальной, здравоохранении, дорожно-строительной и многих других. Оно применяется в процессе производства всевозможной продукции, начиная от продуктов питания и вплоть до сложных станков и механизмов.
Под категорией «промышленное оборудование» подразумевают разнообразные машины и устройства, предназначенные для выполнения технологических операций. С их помощью удается получать продукцию с заданными параметрами и с качеством, соответствующим актуальным нормативным актам и требованиям. К этой категории товаров относятся заготовительное, обрабатывающее, покрасочное, насосное оборудование, роботизированные комплексы и многое другое.
Рассмотрим промышленное оборудование более подробно, разделив его условно на отдельные категории и выделив параметры, исходя из которых его классифицируют.
Классификация промышленного оборудования по функциональному назначению
Все промышленное оборудование, которое представлено на современном рынке, исходя из функционального назначения подразделяют на четыре масштабные категории:
Купить промышленное оборудование стоит всем тем, кто хотел бы повысить качество выпускаемой продукции, снизить физическую нагрузку на персонал, увеличить эффективность труда на предприятии. Без него не обходятся ни мелкие, ни средние, ни крупные производственные компании.
Для производства любых товаров (за исключением интеллектуального труда) требуются специальные механизмы. Иначе – технологическое оборудование. Это могут быть станки для обработки металлов резанием, кузнечно-прессовое оборудование, литейные, ткацкие и другие виды станков, а также оборудование для пищевой, химической, фармацевтической и других видов промышленности. Перечень можно продлить до бесконечности. Технологическое оборудование предприятия определяет его конкурентоспособность и востребованность производимой продукции.
Общие понятия
Исходное сырье и материалы загружаются и подвергаются обработке на оборудовании технологического процесса. После завершения определенной операции материал либо заготовка претерпевают существенные изменения. Так, например, при загрузке стальных изделий в печь, дальнейшего нагрева их до критических температур и охлаждения свойства материала изменяются скачкообразно. В качестве среды охлаждения может выступать воздух, промышленное масло, вода (как в чистом виде, так и с разнообразными присадками) и даже легкоплавкий металл. В зависимости от преследуемых целей, потребуется наличие конкретного технологического оборудования. Это зачастую дорогая импортная техника. С техническим обслуживанием такого оборудования едва ли сможет справиться слесарь без специальной подготовки.
Классификация оборудования
Прежде всего все станки, аппараты и механизмы, которые принимают участие в технологическом процессе производства изделий, классифицируют по характеру влияния на сырье (заготовку). Еще одним важным параметром является структура цикла изготовления изделий. Кроме того, оборудование можно классифицировать по производительности (количеству выполняемых операций в единицу времени), по назначению и по степени автоматизации и механизации.
Авторы различных учебных пособий придерживаются разных методологий при классификации технологического оборудования. Это создает определенные трудности для самостоятельного изучения ряда инженерных дисциплин. Особым разнообразием подходов характеризуются зарубежные учебники. В условиях России рекомендуется брать за основу приведенный перечень.
Классификация по степени автоматизации
По данному критерию технологическое оборудование делят на механизмы с ручным управлением, полуавтоматы и автоматы.
Следует сказать, что оборудование с ручным управлением постепенно исчезает из обихода. В соответствии с современными представлениями, человек не должен выполнять физически тяжелую работу, которую могут выполнять роботы. Однако в некоторых случаях универсальные станки применяются. Причем в ближайшей перспективе они не будут вытеснены автоматикой. Это, прежде всего, касается ремонтных мастерских, которые занимаются вспомогательным обслуживанием производств.
Воздействие на обрабатываемое сырье или заготовку
По данному признаку принято все машины и аппараты делить на две большие группы. Это технологическое оборудование, которое в процессе обработки меняет геометрию (размеры, формы) заготовки. Ко второй же группе относятся машины, которые при воздействии на сырье и материалы изменяют их физические и химические свойства.
Примерами технологического оборудования первого вида могут служить токарные, фрезерные и другие металлообрабатывающие станки, а также оборудование литейной группы, машины для горячей и холодной ковки металла и т.д.
Вторая группа – это промышленные печи для термообработки металлов и сплавов, оборудование для варки сахара и другие аналогичные аппараты.
Следует отметить, что у оборудования первой группы, как правило, гораздо больше движущихся частей. К тому же оно испытывает значительные нагрузки. Поэтому ремонт технологического оборудования данного класса осуществляется гораздо более часто. Машины, которые не участвуют в формообразовании поверхностей изделий, работают стабильно и выходят из строя крайне редко. Так, например, промышленные печи чаще всего выходят из строя по причине перегорания нагревателей.
Встречаются редкие высокотехнологичные экземпляры оборудования, которые представляют собой машины универсального типа, способные обрабатывать изделия и придавать ему заданную форму и свойства. Такое оборудование может быть отнесено одновременно как к первому, так и ко второму виду.
Классификация оборудования по структуре цикла
Цикл процесса обработки – это не что иное, как время от начала загрузки исходного сырья или установки заготовки до завершения процесса обработки и отправки предметов труда на склад либо на следующую операцию.
Машины бывают периодического и непрерывного действия. Как те, так и другие обладают своими преимуществами и недостатками, которые отражаются на экономических показателях деятельности предприятия.
Оборудование периодического действия
В первом случае заготовка (сырье) обрабатывается машиной в течение определенного времени, после чего она снимается с приспособления и отправляется на дальнейшие операции, а машина обрабатывает очередное изделие (порцию сырья). Примером таких машин служат металлообрабатывающие станки, доменные печи, промышленные мясорубки и другие. Такие машины относятся к основному технологическому оборудованию. Хотя и из этого правила есть исключения.
Эксплуатация технологического оборудования периодического действия требует от исполнителя работ специальной подготовки и навыков. В противном случае такие машины будут постоянно выходить из строя.
Оборудование непрерывного действия
Отличительная особенность таких машин – одновременная выгрузка готового сырья (изделий) и поступление полуфабрикатов (установка заготовок) в машину. Таким образом, организован непрерывный цикл производства. Технологическое оборудование работает в режиме нон-стоп. Отсутствие технологических перерывов негативно сказывается на работе оборудования. С течением времени случаи выхода его из строя учащаются.
Примером машины непрерывного действия является автомат по производству изделий из полиэтилена: на вход поступают гранулы пластика, при этом постоянно выходит и наматывается на бобину полиэтиленовая лента. Также к такому оборудованию относятся автоматы роторного типа.
Преимущество от использования такого оборудования заключается в его просто невероятной производительности. Она подчас превышает производительность традиционных машин прерывного цикла в несколько десятков раз.
Классификация по количеству выполняемых операций
По данному признаку все оборудование можно поделить на многооперационное и однооперационное.
Каждый из двух типов имеет свои показания к применению для разных видов производств, а также достоинства с недостатками. Не всегда более дорогое оборудование будет выполнять свою работу лучше, чем гораздо более дешевые отечественные аналоги.
Однооперационные машины
Из названия понятно, что к данному классу технологического оборудования относят машины и механизмы, которым отведена задача выполнять лишь одну технологическую операцию.
Примерами такого технологического оборудования могут служить ленточные пилы. Данный станок может выполнять сугубо одну функцию – нарезку проката на заготовки разной длины. Примеры из другой отрасли промышленности – мясорубка в мясоперерабатывающем цеху мясокомбината, аппарат для нарезания хлеба на ровные куски и т.д.
Многооперационные машины
На таком оборудовании может выполняться огромное количество операций. Оно считается универсальным.
Возможность осуществления выпуска большой номенклатуры изделий весьма привлекательна. Однако в массовом и крупносерийном производстве такие машины применять крайне нежелательно по причине их «капризности». Такое оборудование является очень высокотехнологичным, поэтому за ним требуется тщательный уход и техническое обслуживание. В условиях массового производства этим мерам предупреждения поломок, откровенно говоря, не уделяется внимания вообще. Как правило, станки и механизмы ремонтируются по требованию (при возникновении поломок и выходе из строя). Ведь основное технологическое оборудование часто работает в три смены, а порой и семь дней в неделю. Поэтому оно должно быть надежным. Для таких целей используют специальное оборудование. Да, его технологические возможности ограничены, но и конструкция таких станков максимально упрощена, а значит они работают надежно и без поломок. Необходимо лишь следить за уровнем масла в коробке передач и за подачей охлаждающей жидкости в зону резания.
При таких условиях большинство высокотехнологичных решений окажутся невостребованными и будут лишь мешать.