Najwyższe dopuszczalne ciśnienie (PS) – określone przez
producenta najwyższe ciśnienie, na które urządzenie zostało
zaprojektowane, mierzone w określonym miejscu przyłączenia
urządzeń zabezpieczających lub ograniczników albo w górnej
części urządzenia ciśnieniowego, a jeżeli jest to niewłaściwe – w
innym miejscu określonym przez producenta.
Ciśnienie dopuszczalne (PD) – najwyższe nadciśnienie lub
podciśnienie przy którym UDT zezwolił na eksploatację
urządzenia ciśnieniowego.
Ciśnienie próby ciśnieniowej (PT) – nadciśnienie płynu, przy
którym przeprowadzana jest próba ciśnieniowa
Najwyższa/najniższa dopuszczalna temperatura (TS) –
określona przez producenta najwyższa/najniższa temperatura
robocza ścianki, na którą urządzenie zostało zaprojektowane.
Temperatura dopuszczalna (TD) – wartość najwyższej/najniższej
temperatury, przy której UDT zezwolił na eksploatację
urządzenia ciśnieniowego.
Ciśnienie obliczeniowe – najwyższa wartość nadciśnienia
czynnika roboczego jaka może wystąpić w urządzeniu, bez
uwzględniania chwilowego wzrostu ciśnienia spowodowanego
działaniem urządzeń zabezpieczających.
Przy ustalaniu ciśnienia obliczeniowego należy także uwzględnić
:
• wartość nadciśnienia występującego w warunkach próby
wytrzymałościowej, jako wartości większej z dwóch:
= 1.25
/ lub = 1.43
gdzie: F
T
– naprężenia dopuszczalne dla materiału w
temperaturze próby
F – naprężenia dopuszczalne dla materiału w temperaturze
obliczeniowej
• ciśnienie hydrostatyczne cieczy:
ℎ =
jeżeli wartość ciśnienia hydrostatycznego przekracza 5%
wartości ciśnienia obliczeniowego.
Temperatura obliczeniowa – najwyższa temperatura jaką
ścianka elementu może mieć
podczas pracy urządzenia ciśnieniowego, jednak nie mniej niż
20oC.
W przypadku zbiorników nie ogrzewanych temperaturę
obliczeniową przyjmuje się równą
najwyższej temperaturze czynnika stykającego się z tym
elementem.
Wartość naprężeń dopuszczalnych k dla temperatur
obliczeniowych nie przekraczających granicznej temperatury dla
określonego gatunku stali ustala się według jednego z równań:
k=
k=
k=
gdzie: Re/t – wyraźna granica plastyczności w temperaturze
obliczeniowej
R0,2/t , R1,0/t - umowne granice plastyczności w temperaturze
obliczeniowej
x – współczynnik bezpieczeństwa zależny od rodzaju materiału
konstrukcyjnego i rodzaju obliczanego elementu.
W przypadku gdy temperatura obliczeniowa przekracza
temperaturę graniczną w miejsce granicy plastyczności wstawia
się wytrzymałość materiału na pełzanie w temperaturze
obliczeniowej R
z
(
)/t
Dla materiałów oznaczających się wyraźną granicą plastyczności
wartość Re wyznacza się z równania:
So – Początkowe pole przekroju poprzecznego badanej próbki.
Dla materiałów nie wykazujących wyraźnej granicy
plastyczności przyjmuje się umowne granice plastyczności
wywołujące w próbce umowne wydłużenie trwałe wynoszące
0,2% lub 1,0%:
,
Ze względu na technologię wykonania powłoki dzielą się na:
• walcowane, spawane i lutowane
• kute
• lite (odlewane)
Powłoki mogą pracować pod ciśnieniem:
• wewnętrznym,
• zewnętrznym
• hydrostatycznym.
Podczas konstruowania powłok należy zachować następujące
zasady:
• długość szwów spawanych (zgrzewanych) powinna być
możliwie jak najmniejsza
• spawanie szwów podłużnych i obwodowych może odbywać się
tylko na styk (spoina doczołowa)
• szwy powinny mieć dostęp dla oględzin
• nie zaleca się wykonywać otworów na powierzchni, na której
jest szew. Przy łączeniu spoiną doczołową blach o różnej
grubości powinno się stosować łagodne przejście od jednego do
drugiego elementu (tzw. ukosowanie blach) o wymiarze co
najmniej pięciokrotnej różnicy obu grubości. [>5(g
2
-g
1
)]
Tok obliczania powłok cylindrycznych pracujących pod
ciśnieniem wewnętrznym: (TO SĄ GRUBOŚCI ŚCIANKI) TO
BYŁO.
• ustalenie temperatury obliczeniowej t0 i ciśnienia
obliczeniowego p0
• dobór materiału konstrukcyjnego i wyznaczenie naprężenia
dopuszczalnego k
• obliczenie grubości obliczeniowej ścianki g0 wg jednego z
równań:
Gdzie: Dz, Dw – odpowiednio zewnętrzna i wewnętrzna
średnica powłoki, k – naprężenie dopuszczalne,
-
współczynnik konstrukcyjny, z – współczynnik
wytrzymałościowy uwzględniający osłabienie powłoki
• obliczenie naddatków grubości ścianki, z których :
c1 – technologiczny naddatek grubości ścianki równy jest sumie
największej minusowej odchyłki wyrobu hutniczego i
największego ścienienia się wyrobu podczas jego przetwarzania
na element docelowy;
• Naddatek grubości c1 odczytuje się z norm opisujących
największe minusowe odchyłki
grubości blach (dla średnic aparatu ≥ 600 mm) lub rur (dla
średnic aparatu < 600 mm)
(przy założeniu, że nie nastąpi ścienienie ścianki podczas
przetwarzania na element
docelowy)
c2 – eksploatacyjny naddatek grubości ścianki na zmniejszenie
grubości na skutek działań czynników mechanicznych i
chemicznych;
• Naddatek grubości c2 uzależniony jest od szybkości korozji
materiału s i założonej
trwałości (czasu pracy) elementu
: 2 = ∙
c3 – naddatek ustalany przez projektanta (uwzględniający
dodatkowe naprężenia np. naprężenia termiczne)
• obliczenie najmniejszej wymaganej grubości ścianki g:
•dobór grubości nominalnej ścianki gn spełniającej równanie:
(TO BYŁO.
wyznaczanie gn: *zakładamy gn z zapasem (gn>g)
*sprawdzamy naddatek C1 dla założonego gn *sprawdzamy
zgodność gn ≥g+ C1)
• obliczenie grubości rzeczywistej ścianki powłoki grz:
TO BYŁO.
(tak mi się wydaje nie wiem na 100%)
TO BYŁO.
Masa aparatu:
*masa całkowita zbiornika:
Mcałk = mzb +MS
Mzb = mw +2mD
• sprawdzenie poziomego elementu walcowego na dodatkowe
naprężenia gnące
Gdzie:
1 – naprężenie obwodowe,
2 – naprężenie wzdłużne,
3 –
naprężenie promieniowe,
g – naprężenie gnące, M – moment gnący, W – wskaźnik
wytrzymałości na zginanie
Dodatkowe informacje dotyczące obliczania grubości
nominalnej powłoki cylindrycznej:
• Współczynnik wytrzymałościowy złącza spawanego z określa
stopień osłabienia ścianki elementu. Wyznaczany jest w oparciu
o wytyczne UDT:
z = 1 dla powłok nieosłabionych spoiną
z = zb dla powłok spawanych
Szybkość korozji materiału lub jego odporność korozyjną określa
się na podstawie tablic
odporności korozyjnej. Najczęściej przyjmuje się czas
eksploatacji aparatu (zbiornika) około 10 lat.
Grubość obliczeniową ścianki powłoki kulistej podlegającej
ciśnieniu wewnętrznemu oblicza
się (wg WUDT) z jednego z dwóch wzorów:
Znaczenie symboli jest analogiczne jak w przypadku powłoki
walcowej.
Istnieją trzy typy prostych powłok stożkowych:
Typ I – powłoki pracujące pod ciśnieniem do 16 bar (1,6MPa)
przy kącie
≤ 10o. W przypadku powłok pracujących pod
ciśnieniem hydrostatycznym kąt
= 45o.
Typ II – powłoka z końcami wygiętymi, stosowana do ciśnień
wewnętrznych i zewnętrznych przy
≤ 45o. Wytwarzana z
materiałów plastycznych.
Typ III – powłoka stożkowa zakończona kołnierzami, stosowana
przy aparatach pracujących pod ciśnieniem wewnętrznym,
zewnętrznym i bezciśnieniowych przy
≤ 45o. Wytwarzana z
materiałów plastycznych i kruchych.
Grubość obliczeniową ścianki prostej powłoki stożkowej
(dzwona prostego) oblicza się (wg WUDT) z wzoru:
Grubość obliczeniową ścianki wyoblonej powłoki stożkowej
(dzwona wyoblonego) oblicza się (wg WUDT) z jednego
wzorów:
dla
dla
Gdzie: yw – współczynnik wyoblenia,
– kąt stożkowy
Grubość obliczeniową ścianki prostej powłoki
prostopadłościennej oblicza się (wg WUDT) z wzoru:
Gdzie: z, z1 – współczynniki zależne od ilości i położenia
otworów i spoin
DNA WYOBLONE
Grubość ścianki dna wyoblonego można znaleźć bezpośrednio
korzystając z nomogramów.
Rozmiary den wyoblonych elipsoidalnych i koszykowych
powinny spełniać następujące warunki:
Grubość obliczeniową ścianki dna wyoblonego podlegającego
ciśnieniu od strony wklęsłej wyznacza się z wzoru:
Wartość współczynnika konstrukcyjnego dna yw wyznacza się
wg tablicy zamieszczonej w WUDT, przy czym współczynnik yw
jest funkcją rozmiarów dna (Hz, Dz) oraz współczynnika
osłabienia dna otworami
gdzie
d – średnica największego otworu w dnie nie
wymagająca wzmocnienia
OTWORY W ŚCIANACH POWŁOK I DEN
Jeżeli grubość ścianki powłoki lub dna została obliczona przy
założeniu braku otworów, a w rzeczywistości takie otwory będą
występować, należy sprawdzić czy powłoka (dno) nie powinna
zostać wzmocniona. Największy wymiar otworu (wzmocnionego
lub nie wzmocnionego) w powłoce walcowej
może wynosić:
• 0,35Dz jeżeli Dz ≥ 1500 mm
• 0,5Dz (jednak nie więcej niż 500 mm) o ile Dz < 1500 mm
• Dw jeżeli
• p0 ≤ 0,07 MPa
• p0 ≤ 2 MPa oraz Dw < 170 mm
TO BYŁO.
Największa dopuszczalna średnica otworu d nie wymagającego
wzmocnienia w powłoce walcowej lub w dnie wypukłym równa
jest najmniejszej spośród trzech podanych wartości:
d=0,35Dz d=0,2m
Gdzie: Dz – średnica zewnętrzna powłoki walcowej lub dna
grz – rzeczywista grubość ścianki
c2 – eksploatacyjny naddatek grubości ścianki
zrz – współczynnik wytrzymałościowy powłoki osłabionej
otworem:
dla powłoki walcowej lub dna
elipsoidalnego
dla elementu stożkowego