cia-vezbe-9_cas_2014-2015.pdf

9 as: Cevovodi i armatura vebe 2014/2015

1

Proraun prirubnica

Proraun prirubnica se sprovodi prema prilogu D standarda SRPS EN 13480-3. Prilog D daje zahteve projekta za prikljuivanje sa prirubnicama krunog oblika koje se privruju vijcima. Obuhvaene su prirubnice sa zaptivnim prstenovima po celoj zaptivnoj povrini ili uzanoj povrini, izloene unutranjem ili spoljanjem pritisku, kao i obrnute prirubnice i prirubnice sa zaptivnim zavarivanjem.

Vijci i navrtke

Moraju da postoje najmanje etiri vijka.

U sluaju vijaka malih prenika, moda je potrebno da se koriste moment-kljuevi ili druga sredstva, kako bi se spreilo da na vijak deluje preveliko optereenje.

Posebna sredstva mogu se zahtevati da bi se obezbedilo da se postigne odgovarajue predoptereenje pri pritezanju vijaka nazivnog prenika veeg od 38 mm.

Nazivni projektni naponi vijka za odreivanje najmanje povrine vijka u D.5.2 moraju biti:

za ugljenine i ostale elike koji nisu austenitni, manje od Rp0,2/3 izmereno na proraunskoj temperaturi i Rm/4 izmereno na sobnoj temperaturi;

za austenitne nerajue elike, Rm/4 izmereno na projetnoj temperaturi.

Tabela D.4-1 Zaptivai za standardne prirubnice

Serijaa)

koja

oznaava PN

Serijaa)

koja

oznaava klasu

Tip zaptivaa Najmanja zahtevana

kategorija vrstoe vijka (videti tabelu D.4-2)

2,5 do 16 Ravni zaptiva od nemetala sa

omotaem ili bez omotaa Mala vrstoa

25 150

Ravni zaptiva od nemetala sa omotaem ili bez omotaa

Mala vrstoa

Spiralno namotani metalni sa ispunom

Srednja vrstoa Od talasastog metala sa omotaem sa

ispunom

Od talasastog metala sa ili bez ispune

40


Mala vrstoa



ispunom



2

Ravan metalni sa omotaem i ispunom

Velika vrstoa Sa lebovima ili od punog pljosnatog

metala

63 300


Mala vrstoa



ispunom



Velika vrstoa Sa lebovima ili od punog pljosnatog metala

Sa metalnim spojnim prstenom

100 600


Srednja vrstoa


Od talasastog metala sa omotaem sa ispunom



Velika vrstoa Sa lebovima ili od punog pljosnatog metala

Sa metalnim spojnim prstenom a) Vrednosti PN (ili klase) predstavljene u ovoj tabeli ograniene su na one koje postoje u evropskim standardima za eline prirubnice, do PN 100 (ili klase 600).

Tabela D.4-2 Kategorije vrstoe vijaka

Mala vrstoa Srednja vrstoa Velika vrstoa

prirubnicap,

vijakp,

R

R 1 1,4 2,5

Rp je Rp0,2 za elike koji nisu austenitni, Rp1,0 za austenitne elike.

Zaptivai

Vrednosti faktora zaptivaa m i najmanjeg proraunskog napona usled postavljanja y obino mora da dostavi proizvoa zaptivaa, mada se preporuuju vrednosti date u tabeli 7.2.4-1.

Predloene najmanje vrednosti w, irina montae, takoe su date u prilogu K.

Zaptivai koji sadre azbest zabranjeni su u veini evropskih zemalja.


3

Tabela 7.2.4-1 Preporueni faktori zaptivaa (m) i najmanji proraunski napon usled postavljanja (y)

Materijal zaptivaa Faktor zaptivaa

Najmanji

proraunski napon usled

postavljanja

Skice

m y

N/mm2

Guma bez tkanine ili vlaknima azbesta u velikom

procentua)

:

manje odb)

75BS i IRH 0,50 0

75 BS i IRH ili vie 1,00 1,4

Azbesta) sa odgovarajuim

vezivnim materijalom za te

uslove rada

debljina 3,2 mm 2,0 11,0



Guma sa umetkom od pamune tkanine 1,25 2,8

Guma sa umetkom od azbestnea)

tkanine sa ojaanjem od ice ili bez njega

troslojna 2,25 15,2

dvoslojna 2,5 20,0

jednoslojna 2,75 25,5

Biljna vlakna 1,75 7,6

Spiralno namotan metal, punjen

azbestoma)

Ugljenini Nerajui ili monel*7)

2,50 da odgovara

nameni 3,00

Talasasti metal, sa umetkom od

azbestaa)

ili sa omotaem od talasastog metala punjen

azbestom1)

Mek aluminium 2,50 20,0

Mek bakar ili

mesing**8)

2,75 25,5

gvoe ili mek elik 3,00 31,0

monel ili legura elika sa od 4 do 6 % hroma

3,25 37,9

nerajui elici 3,50 44,8

Sa omotaem od pljosnatog metala punjen azbestom

a)

Mek aluminium 3,25 37,9

mek bakar ili mesing 3,5 44,8

Gvoe ili mek elik 3,75 52,4

monel 3,5 55,1

Legura elika sa od 4 do 6 % hroma

3,75 62,0

nerajui elici 3,75 62

Talasasti metal Meki aluminium 2,75 25,5

mek bakar ili mesing 3,00 31,0

Gvoe ili mek elik 3,25 37,9

Monel ili legura

elika sa od 4 do 6 % hroma

3,5 44,8

Nerajui elici 3,75 52,4


4

Metal sa lebovima Meki aluminium 3,25 37,9

Mek bakar ili mesing 3,5 44,8

Gvoe ili mek elik 3,75 52,4 Monel ili legura


3,75 62

Nerajui elici 4,25 69,5

vrst pljosnat metal Meki aluminium 4,00 60,6

Meki bakar ili mesing 4,75 89,5

Gvoe ili mek elik 5,5 124

Monel ili legura


6,0 150

Nerajui elici 6,5 179

Prstenast spoj Gvoe ili mek elik 5,50 124

Monel ili legura


6,00 150

Nerajui elici 6,50 179

Gumeni zaptivni prstenovi:

manje od 75 BS 0 do 0,25 0,7

75 BS i 85 BS i vie 1,4

Gumeni prstenovi kvadratnog

preseka:

manje od 75 BS i IRH 0 do 0,25 1,0

75 BS i 85 BS i IRH 2,8c)

Gumeni prstenovi T-profila:

manje od 75 BS i IRH 0 do 0,25 1,0

75 i 85 BS i IRH 2,8 NAPOMENA 1 Zaptivni prstenovi od azbesta nisu dozvoljeni u mnogim zemljama EU.

NAPOMENA 2 Ako se za materijal za zaptivne prstenove bira legura aluminijuma, treba voditi rauna o vrednostima relativne tvrdoe zaptivnog prstena i materijalima od kojih je prirubnica. a) Novi limeni zaptivni prstenovi spojeni vlaknima koja ne sadre azbest, ne moraju obavezno da budu direktna zamena za materijale na bazi azbesta. Posebno se moraju primeniti ogranienja po pitanju pritiska, temperature i optereenja vijaka. Koristiti prema vaeim preporukama proizvoaa. b) Videti BS 903 Deo A26. c) Ova vrednost je proraunata.


5

Prirubnice sa zaptivaima sa uzanom zaptivnom povrinom

Slika D.5-1 Prirubnica sa uzanom zaptivnom povrinom glatki promer

Slika D.5-2 Prirubnica sa uzanom zaptivnom povrinom stepenasti promer


6

Slika D.5-3 Prirubnica sa uzanom zaptivnom povrinom tip sa glavinom za navlaenje

Jedna od sledee tri metode za proraunavanje napona mora da se primeni u D.5.4 na prirubnice sa uzanom zaptivnom povrinom sa zaptivaima ili bez njih, pod unutranjim pritiskom, vodei rauna o navedenim izuzecima.

a) Integralna metoda. Integralna metoda ne sme da se primeni na prirubnice sa glavinom za navlaenje ili na slobodne prirubnice u preklopnom spoju. Integralna metoda prorauna dozvoljava zakoene glavine, to moe da se postigne zavarenim spojem; glavina koja se uzima

u svrhe prorauna ne sme da ima nagib vei od 1:1, odnosno g1 h + go;

b) Slobodna metoda. Slobodna metoda sme da se primenjuje, izuzev za slobodne prirubnice u

preklopnom spoju, ukoliko se ispune svi zahtevi koji slede:

1) go 16 mm;

2) P 2 N/mm2;

3) B/go 300;

4) radna temperatura 370 C.

gde je:

go je debljina glavine na uskom kraju,

B - je unutranji prenik prirubnice.

c) Metoda za slobodne prirubnice sa glavinom. Mora da se primeni na prirubnice sa glavinom za navlaenje ili na slobodne prirubnice u preklopnom spoju.


7

NAPOMENA 1 Pri integralnoj metodi mora se voditi rauna o osloncu koji prua omota i moraju se proraunati naponi u omotau, dok se pri slobodnoj metodi pretpostavlja da se prirubnica ne oslanja na omota i naponi omotaa se zanemaruju.

NAPOMENA 2 Kod oblika glavina koji nisu tako esti, moda je potrebno da se odaberu vrednosti g1 i h kojima se definie jednostavna zakoena glavina koja se uklapa u profil stvarnog sklopa.

NAPOMENA 3 Ne postoji najmanja vrednost h za prirubnice sa glavinom za navlaenje.

NAPOMENA 4 Postupak za proraunavanje vrednosti M ne zavisi od metode projektovanja koja je izabrana.

Optereenja i povrine vijaka

Osnovna irina zaptivnog prstena ili irina naleganja spoja

b0 = w/2 (D.5-1)

gde je:

b0 osnovna irina zaptivnog prstena ili irina naleganja spoja,

w - je irina dodira zaptivnog prstena, ograniena irinom zaptivnog prstena i zaptivne povrine prirubnice.

osim za prstenaste spojeve (videti prilog K) za koji je

b0 = w/8; (D.5-2)

Kada je b0 6,3 mm,

b = b0 (D.5-3)

gde je:

b efektivna irina zaptivaa.

Kada je b0 6,3 mm,

052,2 bb (D.5-4)

(ovaj izraz vai samo za mere izraene u milimetrima).

G je prenik kruga po kojem dolazi do reakcije na optereenje zaptivnog prstena

Kada je b0 6,3 mm, G je srednji prenik dodirne povrine zaptivaa,

kada je b0 6,3 mm, G je spoljanji prenik dodirne povrine zaptivaa minus 2 b;

Ukupna hidrostatika krajnja sila se rauna kao:

H = /4 G2 P (D.5-5)

gde je:

H - ukupna hidrostatika krajnja sila,

Optereenje usled sabijanja zaptivnog prstena kojim se obezbeuje zaptivenost spoja se rauna kao:

HG = 2 G m P (D.5.6)

gde je:

HG - optereenje usled sabijanja zaptivnog prstena kojim se obezbeuje zaptivenost spoja,

m - faktor zaptivaa,


8

Optereenje vijaka i povrine moraju se proraunati i za uslove pri montai i radne uslove, kako sledi.

a) Uslovi montae Najmanje optereenje vijka dobija se pomou:

WA = b G y (D.5-7)

gde je:

b efektivna irina zaptivaa,

y - je najmanji pritisak na zaptivni prsten ili naleganja spoja.

NAPOMENA Najmanje optereenje vijka kojim se postie zadovoljavajui spoj jeste funkcija zaptivnog prstena i efektivne povrine zaptivaa koji treba da se postavi.

b) Radni uslovi. Najmanje optereenje vijka dobija se pomou:

Wop = H + HG (D.5-8)

gde je:

H - ukupna hidrostatika krajnja sila,

HG - optereenje usled sabijanja zaptivnog prstena kojim se obezbeuje zaptivenost spoja.

NAPOMENA Unutranji pritisak tei da razdvoji spoj i optereenje vijka mora da odrava dovoljan pritisak na zaptivau, da se osigura zaptivenost spoja. Najmanje optereenje vijka u ovom stanju zavisi od projektnog pritiska, materijala od kojeg je napravljen zaptiva i od efektivne dodirne povrine zaptiva, da se zadri zaptivenost pod pritiskom. Moda je potrebno da se razmotri vie uslova pri radu.

Momenti prirubnice

Hidrostatika krajnja sila koja deluje na prirubnicu preko omotaa se rauna kao:

HD = /4B2 P (D.5-10)

gde je:

B - unutranji prenik prirubnice.

Hidrostatika krajnja sila usled pritiska na zaptivnom prstenu prirubnice se rauna kao:

HT = H HD (D.5.11)

gde je:

H - ukupna hidrostatika krajnja sila.

Radijalno rastojanje od poeonog kruga do kruga na koji deluje Hd se odreuje kao:

hD = (C B g1)/2 (D.5.12)

gde je:

C prenik podeonog kruga,

B - unutranji prenik prirubnice,

g1 - debljina glavine na zadnjem delu prirubnice.

osim za prirubnice sa glavinom za navlaenje i prirubnice sa stepenastom unutranjom obradom otvora za koje je:

hD = (C B)/2 (D.5-13)

hG = (C G)/2 (D.5.14)


9

hT = (2C B G)/4 (D.5.15)

W = 0,5 (AB,min + AB) fB,A (D.5.16)

gde je:

C - prenik podeonog kruga,

B - unutranji prenik prirubnice,

hG - radijalno rastojanje od kruga po kojem nastaje reakcija zaptivnog prstena na optereenje do kruga po kojem su postavljeni vijci,

hT - radijalno kruno rastojanje od kruga po kojem su postavljeni vijci do kruga na koji deluje HT;

W - projektno optereenje vijka u uslovima montae,

AB,min - ukupna zahtevana povrina poprenog preseka vijka,

AB - ukupna povrina poprenog preseka na delu najmanjeg prenika vijka;

fB,A - nazivni projektni napon vijka na temperaturi pri montai.

a) Uslovi montae prirubnice. Ukupni moment prirubnice mora da iznosi:

MA = W hG (D.5-17)

b) Radi uslovi prirubnice. Ukupni moment prirubnice mora da iznosi:

Mop = HD hD + HT hT + HG hG (D.5-18)

gde je:

HG - optereenje usled sabijanja zaptivnog prstena kojim se obezbeuje zaptivenost spoja.

Za parove prirubnica pod razliitim proraunskim uslovima, npr. u sluaju da je umetnut podmeta u obliku cevi, optereenje vijka se mora proraunati pri montai i pri radu, posebno za svaku kombinaciju prirubnice/zaptivnog prstena. Za vrednosti Wop i WA moraju da se uzmu vee od dve proraunske vrednosti. Za prirubnicu kod koje Wop ima niu proraunsku vrednost, vrednost Hg mora se poveati kako sledi:

HG,new = HG + Wop,max Wop,min (D.5-19)

Naponi u prirubnici i granina optereenja

Naponi u prirubnici

Korektivni faktor koraka vijka se rauna kao:

1;

5,0

62

max

m

ed

C

b

b

F

(D.5-0)

gde je:

b - rastojanje izmeu sredinjih linija susednih vijaka, db - spoljanji prenik vijka,

e - najmanja debljina prirubnice, izmerena na najtanjem delu,

m - faktor zaptivnog prstena.


10

Kolinik prenika prirubnice:

K = A/B (D.5.21)

gde je:

A - spoljanji prenik prirubnice, ili tamo gde se izbuene rupe proteu van prirubnice, prenik dna rupe,

B - unutranji prenik prirubnice.

Parametar duine se rauna kao:

0 0l Bg (D.5-22)

gde je:

B unutranji prenik prirubnice,

go je debljina glavine na uskom kraju.

Faktor T se rauna kao:

2

T 2

(1 8,55246 log10( )) 1

(1,0472 1,9448 )( 1)

K K

K K

(D.5-23)

Faktor u se rauna kao:

2

u 2

(1 8,55246 log10( )) 1

(1,36136)( 1) ( 1)

K K

K K

(D.5-24)

Faktor y se rauna kao:

2

y 2

1 log 10( )0,66845 5,7169

1 1

K K

K K

(D.5-25)

Naponi u prirubnici moraju da se utvrde na osnovu momenta M, kako sledi:

Za uslove pri montai,

B

CMM FA (D.5-26)

gde je:

M - moment uvijanja koji deluje na prirubnicu po jedinici duine,

MA - ukupni moment koji deluje na prirubnicu u uslovima montae,

CF - korektivni faktor koraka vijka;

B unutranji prenik prirubnice.

Za radne uslove,

B

CMM Fop (D.5-27)

gde je:


Mop - ukupni moment koji deluje na prirubnicu u radnim uslovima,


11

CF - korektivni faktor koraka vijka;

B unutranji prenik prirubnice.

a) Integralna metoda

F, v i dobijaju se sa slika D.5-4, D.5-5 i D.5-6.

F je faktor za integralnu metodu projektovanja zaptivnog prstena, V je faktor za integralnu metodu, je korektivni faktor napona u glavini za integralnu metodu projektovanja zaptivnog

prstena.

Slika D.5-4 Vrednost F (faktor integralne metode)

Faktor se odreuje kao:

2

00

3

0

0

gI

e

I

Ie

u

V

T

F

(D.5-28)

gde je:

e - najmanja debljina prirubnice, izmerena na najtanjem delu;

F - faktor za integralnu metodu projektovanja zaptivnog prstena, kao na slici D.5-7 lo parameter duine,

T - faktor dat jednainom (D.5-23);

V - faktor za integralnu metodu, kao na slici D.5-5; U - faktor dat jednainom (D.5-24);

g0 - debljina glavine na uskom kraju;

Poduni (Logintudalni) napon u glavini:

2

1g

M

H (D.5-29)


12

gde je:

- korektivni faktor napona u glavini za integralnu metodu projektovanja zaptivnog prstena,


- faktor,


Radijalni napon u prirubnici:

0

2

0 )333,1(

Ie

MIe

Fr (D.5-30)

Slika D.5-5 Vrednost v (faktor integralne metode)


13

= 1 (najmanje) za glavine ujednaene debljine (g1/g0 = 1)

Slika D.5-6 Vrednost (korektivni faktor napona u glavini)

Tangencijalni napon u prirubnici:

1

12

2

2

K

K

e

Mr

y

(D.5-31)

gde je:

Y faktor,



K - kolinik prenika prirubnice.

b) Slobodna metoda


2e

M

y (D.5-32)

gde je:

Y faktor,


e - najmanja debljina prirubnice, izmerena na najtanjem delu.

Radijalni napon u prirubnici i longitudinalni napon u glavini jesu:

r = H = 0 (D.5-33)


14

c) Metoda za slobodnu prirubnicu sa glavinom:

FL i VL dobijaju se sa slika N.5-7 i D.5-8, tim redosledom.

Faktor se odreuje kao:

2

00

3

0

0

gI

e

I

Ie

u

VL

T

FL

(D.5-34)

gde je:

e - najmanja debljina prirubnice, izmerena na najtanjem delu;

FL - faktor za slobodne prirubnice sa glavinom, F - faktor za integralnu metodu projektovanja zaptivnog prstena, Io

T - faktor dat jednainom (D.5-23);

VL - faktor za slobodne prirubnice sa glavinom, U faktor,

g0 - debljina glavine na uskom kraju.

Logintudalni napon u glavini:

2

1g

M

H (D.5-35)

gde je:


- faktor,


Radijalni napon u prirubnici:

0

2

0 )333,1(

Ie

MIe

FLr (D.5-36)


1

12

2

2

K

K

e

Mr

y

(D.5-37)

gde je:

Y faktor,



K - kolinik prenika prirubnice.

Granini napon

I uslovi montae i radni uslovi su normalni projektni uslovi za utvrivanje nazivnih proraunskih napona.

Nazivni proraunski naponi f moraju se dobiti u skladu sa takom 6, sa izuzetkom pravila zasnovanog na Rm/3 (videti tabelu 6-1) za nerajue austenitne elike, koje se ne primenjuje.


15

Nazivni projektni napon glavine (fH) mora biti nazivni projektni napon omotaa, osim za zavareni spoj na vratu ili konstrukciju sa glavinom za navlaenje, gde je to nazivni proraunski pritisak prirubnice.

Ako je unutranji prenik prirubnice B = 1 000 mm, onda je faktor napona k = 1,0.

Ako je unutranji prenik prirubnice B = 2 000 mm, onda je faktor napona k = 1,333.

Za vrednosti B izmeu 1 000 i 2 000 mm:

00021

3

2 Bk (D.5-38)

gde je:

k - faktor napona.

Slika D.5-7 Vrednost FL (faktor slobodne prirubnice sa glavinom)


16

Slika D.5-8 Vrednost VL (faktor slobodne prirubnice sa glavinom)

Naponi prirubnica proraunati kao u D.5.4.1 moraju da zadovolje sledee zahteve:

k H 1,5 min (f; fH) (D.5-39)

k r f (D.5-40)

k f (D.5-41)

0,5k ( H + r) f (D.5-42)

0,5k ( H + ) f (D.5-43)

fH je nazivni projektni napon glavine

D.7 Zaptivno zavarene prirubnice

Zaptivno zavarene prirubnice (kao to je prikazano na slici D.7-1) moraju da se proraunaju kao prirubnice sa zaptivaima sa uzanom zaptivnom povrinom, osim to:

a) se uzimaju u obzir samo radni uslovi;

b) G = DL je unutranji prenik zavarenog mesta, kako je prikazano na slici D.7-1;

c) HG = 0;

d) debljina prirubnice e mora da se utvrdi kao srednja debljina prirubnice.


17

Slika D.7-1 Zaptivno zavarena prirubnica

Documents

cia-vezbe-9_cas_2014-2015.pdf