Kontrolni Proracun Delova Pod Pritiskom

5. KONTROLNI PRORAČUN DELOVA POD PRITISKOM 5.1. Provera ispunjenosti uslova za svrstavanje duplikatora u kategoriju posuda pod pritiskom 1. uslov 𝑝 ≥ 1 → pošto je 𝑝 = 2 𝑏𝑎𝑟, prvi uslov je ispunjen 2. uslov 𝑝 ∙ 𝑉 ≥ 0,3 𝑝[𝑏𝑎𝑟] 𝑉[𝑚3 ]

D= 947

h3= 470 h4= 80

R1= 1600

R2= 900

h1= 58

h1= 498

d= 903

𝑉=

𝐷2 ∙ 𝜋 ℎ2 𝑑2 ∙ 𝜋 ℎ4 ∙ ℎ1 + 𝜋 ∙ ℎ22 ∙ (𝑅1 − ) − ∙ ℎ3 + 𝜋 ∙ ℎ42 ∙ (𝑅2 − ) 4 3 4 3

𝑉=

0,9472 ∙ 𝜋 0,058 0,9032 ∙ 𝜋 0,08 ∙ 0,498 + 𝜋 ∙ 0,0582 ∙ (1,6 − )− ∙ 0,47 + 𝜋 ∙ 0,082 ∙ (0,9 − ) 4 3 4 3

𝑉 = 0,351 + 0,017 − 0,300 + 0,018 𝑉 = 0,086 𝑚3 = 86𝑙 → 𝑝 ∙ 𝑉 = 2 ∙ 0,086 = 0,172 < 0,3 Prema članu 2 pravilnika o tehničkim normativima za stabilne posude pod pritiskom, ovaj duplikator NE SPADA u kategoriju posuda pod pritiskom.

DATUM Jul 2010

TEHNOSERV SUBOTICA

STRANA 1

5. KONTROLNI PRORAČUN DELOVA POD PRITISKOM 5.2. Proračun delova opterećenih spoljašnjim i unutrašnjim pritiskom JUS M.E2.250 Polazni podaci: -

Maksimalni radni pritisak 𝑝𝑟 = 2 𝑏𝑎𝑟 Proračunski pritisak 𝑝𝑟𝑎č = 2 ∙ 1,3 = 2,6 𝑏𝑎𝑟 Radna temperatura 𝑇𝑟 = 133,54℃ Proračunska temperatura 𝑇𝑟𝑎č = 139,87℃ Materijal spoljašnje posude Č. 1204 Materijal unutrašnje posude Č. 4580

-

Proračunska čvrstoća za spoljašnju posudu 𝐾 = 219

-

Proračunska čvrstoća za unutrašnju posudu 𝐾 = 152,5 𝑚2

-

Prečnik spoljašnje posude 𝐷𝑆𝑠 = 955 𝑚𝑚 Prečnik unutrašnje posude 𝐷𝑆𝑢 = 903 𝑚𝑚 Stepen sigurnosti za unutrašnji pritisak 𝑆 = 1,5 Stepen sigurnosti za dance pod spoljašnjim pritiskom 𝑆 = 1,8 Stepen sigurnosti za spoljašnji pritisak za elastično udubljenje 𝑆𝑘 = 3 Stepen sigurnosti za spoljašnji pritisak za plastično udubljenje 𝑆 = 1,6 Dodatak za dozvoljeno odstupanje mera materijala 𝐶1 = 0,5 Dodatak za smanjenje debljine lima zbog korozije 𝐶2 = 1

𝑁 𝑚2 𝑁

Pri upotrebi austenitnih nerđajućih čelika ne moraju se uzeti u obzir negativna dozvoljena odstupanja mera 𝐶1 , a 𝐶2 takođe praktično otpada. 5.2.1. Spoljašnja posuda 

Proračun cilindričnog omotača izloženog unutrašnjem pritisku JUS M.E2.253

Potrebna debljina zida: 𝑆=

𝐷𝑠 ∙ 𝑝𝑟𝑎č 955 ∙ 2,6 + 𝐶1 + 𝐶2 = + 0,5 + 1 = 2,56 < 𝑆𝑜 = 4 𝑚𝑚 ⟹ 𝑧𝑎𝑑𝑜𝑣𝑜𝑙𝑗𝑎𝑣𝑎 𝐾 219 20 ∙ 𝑆 ∙ 𝜐 + 𝑝 20 ∙ ∙ 0,8 + 2,6 1,5

𝜐 = 0,8 - koeficijent valjanosti zavarenog spoja

DATUM Jul 2010

TEHNOSERV SUBOTICA

STRANA 2

5. KONTROLNI PRORAČUN DELOVA POD PRITISKOM



Provera debljine zida cilindričnog omotača zbog oslabljenja usled priključaka JUS M.E2.256

1. priključak: 𝐷𝑢 = 947 𝑆𝐴 = 4 𝑑𝑢 = 43,1 𝑆𝑆 = 2,6

Odnos debljine zidova: 𝑆𝑆 − 𝐶1 − 𝐶2 2,6 − 0,5 − 1 = = 0,44 𝑆𝐴 − 𝐶1 − 𝐶2 4 − 0,5 − 1 Funkcija prečnika izreza 𝑑𝑢 √(𝐷𝑢 + 𝑆𝐴 − 𝐶1 − 𝐶2 ) ∙ (𝑆𝐴 − 𝐶1 − 𝐶2 )

=

43,1 √(947 + 4 − 0,5 − 1) ∙ (4 − 0,5 − 1)

= 0,88

Koeficijent oslabljenja prema dijagramu 7 𝜐𝐴 = 0,76 < 𝜐 = 0,8 ⟹ debljina 𝑆 = 4 𝑚𝑚 zadovoljava pošto je izvedena debljina za 54% veća od potrebne (2,56)

2. priključak 𝐷𝑢 = 947 𝑆𝐴 = 4 𝑑𝑢 = 28,5 𝑆𝑆 = 2,6

Odnos debljine zidova: 𝑆𝑆 − 𝐶1 − 𝐶2 2,6 − 0,5 − 1 = = 0,44 𝑆𝐴 − 𝐶1 − 𝐶2 4 − 0,5 − 1

DATUM Jul 2010

TEHNOSERV SUBOTICA

STRANA 3

5. KONTROLNI PRORAČUN DELOVA POD PRITISKOM

Funkcija prečnika izreza 𝑑𝑢 √(𝐷𝑢 + 𝑆𝐴 − 𝐶1 − 𝐶2 ) ∙ (𝑆𝐴 − 𝐶1 − 𝐶2 )

=

28,5 √(947 + 4 − 0,5 − 1) ∙ (4 − 0,5 − 1)

= 0,58

Koeficijent oslabljenja prema dijagramu 7 𝜐𝐴 = 0,85 > 𝜐 = 0,8 ⟹ debljina 𝑆 = 4 𝑚𝑚 zadovoljava 

Proračun debljine prstena za povezivanje spoljašnje i unutrašnje obloge JUS M.E2.259

Sferični deo danca: 𝑅 = 1600 𝐷𝑆𝐾 = 2 ∙ 𝑅 = 3200 𝑆=

𝐷𝑆 ∙ 𝑝 3200 ∙ 2,6 + 𝐶1 + 𝐶2 = + 0,5 + 1 = 2,92 < 4 𝑚𝑚 ⟹ 𝑧𝑎𝑑𝑜𝑣𝑜𝑙𝑗𝑎𝑣𝑎 𝐾 219 40 ∙ 𝑆 ∙ 𝜐𝐴 + 𝑝 40 ∙ ∙ 1 + 2,6 1,5

𝜐𝐴 - koeficijent oslabljenja usled priključka JUS M.E2.256 muf ∅34⁄𝑅

3" 4

𝐷𝑢 = 3200 𝑆𝐴 = 4 𝑑𝑢 = 26,9 𝑆𝑆 = 3,55 𝑆𝑆 − 𝐶1 − 𝐶2 3,55 − 0,5 − 1 2,05 = = = 0,82 𝑆𝐴 − 𝐶1 − 𝐶2 4 − 0,5 − 1 2,5 𝑑𝑢 √(𝐷𝑢 + 𝑆𝐴 − 𝐶1 − 𝐶2 ) ∙ (𝑆𝐴 − 𝐶1 − 𝐶2 )

=

26,9 √(3200 + 4 − 0,5 − 1) ∙ (4 − 0,5 − 1)

= 0,3

Koeficijent oslabljenja prema dijagramu 8 𝜐𝐴 = 1

DATUM Jul 2010

TEHNOSERV SUBOTICA

STRANA 4

5. KONTROLNI PRORAČUN DELOVA POD PRITISKOM

Torusni deo danca: 𝑆=

𝐷𝑆 ∙ 𝑝 ∙ 𝛽 955 ∙ 2,6 ∙ 4,5 + 𝐶1 + 𝐶2 = + 0,5 + 1 = 3,41 < 4 𝑚𝑚 ⟹ 𝑧𝑎𝑑𝑜𝑣𝑜𝑙𝑗𝑎𝑣𝑎 𝐾 20 40 ∙ 𝑆 ∙ 𝜐 + 𝑝 40 ∙ ∙ 1 + 2,6 1,5

Provera danca u prelaznom delu na pritisak ulubljivanja 𝑝𝛽 > 𝑝𝑟𝑎č 𝑆𝑆 − 𝐶1 − 𝐶2 4 − 0,5 − 1 = = 0,0026 𝐷𝑆 955

Iz dijagrama 9 𝑝𝛽 ∙ 105 = 4 𝐸 𝑝𝛽 =

4 ∙ 𝐸 4 ∙ 195000 = = 7,8 𝑏𝑎𝑟 > 2,6 𝑏𝑎𝑟 ⟹ 𝑧𝑎𝑑𝑜𝑣𝑜𝑙𝑗𝑎𝑣𝑎 105 100000

5.2.2. Unutrašnja posuda 

Proračun cilindričnog omotača izloženog spoljašnjem pritisku JUS M.E2.254

Proračun otpornosti prema elastičnom udubljenju 4

𝑛 = 1,63 ∙ √

𝑍=

𝜋 ∙ 𝐷𝑆 𝜋 ∙ 903 = = 11,3 2∙𝑙 2 ∙ 125

𝐸 𝑝= ∙ 𝑆𝐾

𝑝=

4 𝐷𝑆3 9033 √ = 1,63 ∙ = 18,25 ⟹ 𝑛 = 19 𝑙 2 ∙ 𝑆𝑜 1252 ∙ 3

𝑆𝑜 80 2 ∙ 𝑛2 − 1 − 𝜐 𝑆𝑜 3 2 ]∙( ) 2 ∙ 𝐷 + 12 ∙ (1 − 𝜐 2 ) ∙ [𝑛 − 1 + 𝑛 2 𝐷𝑆 𝑛 2 𝑆 2 1 + ( ) (𝑛 − 1) ∙ [1 + ( ) ] 𝑍 { } 𝑍

195000 ∙ 3

20

20

2∙

19 2 (192 − 1) ∙ [1 + ( 11,3) ] {

3 80 2 ∙ 192 − 1 − 0,3 3 3 2 + ∙ − 1 + ∙ ( ) [19 ] 903 12 ∙ (1 − 0,32 ) 903 19 2 1 + (11,3)

}

𝑝 = 10,4 𝑏𝑎𝑟 za 𝑛 = 19

DATUM Jul 2010

TEHNOSERV SUBOTICA

STRANA 5

5. KONTROLNI PRORAČUN DELOVA POD PRITISKOM Daljim proračunom sledi: 𝑝 = 12,62 𝑏𝑎𝑟 za 𝑛 = 18 𝑝 = 10,99 𝑏𝑎𝑟 za 𝑛 = 20 Iz proračuna se vidi da je za debljinu zida 𝑆 = 3 𝑚𝑚 najniži pritisak koji izaziva elastično udubljenje 𝑝 = 10,4 𝑏𝑎𝑟, te da se pri tome javlja 𝑛 = 19 talasa ulubljivanja. Kako je 𝑝 = 10,4 𝑏𝑎𝑟 veći od 𝑝𝑟𝑎č = 2,6 𝑏𝑎𝑟 znači da ne postoji opasnost od elastičnog ulubljivanja.

Proračun otpornosti prema plastičnim deformacijama Pošto je 𝑝=

𝐷𝑆 𝑙

903

= 125 = 7,2 > 5, za utvrđivanje dozvoljenog radnog pritiska merodavan je obrazac:

20 ∙ 𝐾 𝑆𝑜 20 ∙ 152,5 3 ∙ = ∙ = 6,33 𝑏𝑎𝑟 𝑆 𝐷𝑆 1,6 903

Pošto je 𝑝𝑟𝑎č = 2,6 𝑏𝑎𝑟 < 𝑝 = 6,33 𝑏𝑎𝑟, do plastičnih deformacija neće doći. 

Proračun danca izloženog unutrašnje, odnosno spoljašnjem pritisku JUS M.E2.252

Sferični deo danca je opterećen na unutrašnji pritisak: 𝐷𝑆 = 2 ∙ 903 = 1806 𝑆=

𝐷𝑆 ∙ 𝑝 1806 ∙ 2,6 = = 1,15 < 3 𝑚𝑚 ⟹ 𝑧𝑎𝑑𝑜𝑣𝑜𝑙𝑗𝑎𝑣𝑎 𝐾 152,5 40 ∙ ∙ 𝜐 + 𝑝 40 ∙ ∙ 1 + 2,6 1,5 1,5

Torusni deo danca je opterećen na spoljašnji pritiask (računa se kao unutrašnji, ali se koeficijent sigurnosti povećava za 20%: 𝑆 = 1,2 ∙ 1,5 = 1,8) 𝑆=

𝐷𝑆 ∙ 𝑝 ∙ 𝛽 903 ∙ 2,6 ∙ 3,7 = = 2,56 < 3 ⟹ 𝑧𝑎𝑑𝑜𝑣𝑜𝑙𝑗𝑎𝑣𝑎 𝐾 152,5 40 ∙ 𝑆 ∙ 𝜐 40 ∙ ∙ 1 1,8

𝑑𝑢 =0 𝐷𝑆 𝑆 𝐷𝑆

= 0,0033 iz dijagrama 7

𝛽 = 3,7

DATUM Jul 2010

TEHNOSERV SUBOTICA

STRANA 6