1. KONSTRUKCIJSKI OBLICI I MATERIJALI ZA IZRADUPOSUDA

Posude su konstrukcijski oblici određene zapremine, prilagođeni za smeštaj tečnosti, gasova ili zrnastih i sipkih

Slika 2.1. Konstrukcijski oblici posuda

a. Podzemni rezervoar f. Sferni rezervoar za gas pod pritiskomb. Nadzemni rezervoar g. Parni kotaoc. Visinski rezervoar h. Posuda za kuvanjed.Bunker i. Reaktor (autoklav)e.Silos

Namena smeŠtaja može biti različita. Posude, namenjene čuvanju rezerve fluida nazivaju se rezervoari (sl. 2.1a, b). Visinski rezervoari (sl. 2.1c) se koriste kada tečnost na mestu upotrebe treba da ima određeni pritisak i da dotiče slobod- nim padom. 21a čuvanje praškastih i zrnastih čvrstih materija koriste se bunkeri (sl. 2.1d) i silosi (sl. 2.le). Za skladištenje gasova pod pritiskom često se koriste sferni rezervoari (sl. 2.1£). Rezervoarima se mogu smatrati i cisterne, koje na podvosku za drumski ili željeznički saobraćaj služe za transport fluida. Posude mogu biti namenjene i za korišćenje u različitim procesima. One tada služe za smeštaj mate- rija koje se koriste u procesu, a njihova konstrukcija mora biti prilagođena proce- su. Tu se mogu ubrojati kotlovi za zagrevanje i isparavanje vode (sl. 2.1g), kotlovi za kuvanje, na primer u industriji hartije ili tekstila (sl. 2.1h), reaktori, u kojima se pod određenim uslovima odvija reakcija nekog procesa (sl. 2.1i), rektifikacione kolone (sl. 2.1j), zatim izmenjivači toplote, prečistači gasova, centrifuge i mnoge druge posude specijalne namene.

1

54

rezervoarima za gasove je visok, da bi mogla da se smesti veća količina gasa. U posudama, u kojima se odvijaju procesi ili reakcije, mogu se javiti visoki pritisci i visoke temperature.

Posude niskog pritiska, kod kojih se debljina zidova određuje u zavisnosti od tehnološke namene i uslova eksploatacije, a ne u zavisnosti od spoljnjeg optere- ćenja, mogu biti izvedene sa zidovima krivih ili ravnih površina. Zbog toga ove posude mogu imati različiti oblik, najprikladniji u pogledu smeštaja, konstruisanja, izrade, posluživanja i održavanja: cilindrični, sferni, prizmatični, konični, oblik piramide ili njihovu kombinaciju. Za izradu se koriste jeftini materijali (beton, armirani beton, jeftin konstrukcijski čelik, staklo, plastične mase, drvo).

Posude visokog pritiska se izvode sa zidovima krivih površina (cilindrični, sfemi, eliptični ili parabolični). Debljina zida ovih posuda određuje na osnovu pro- računa napona i krutosti oblika, kako je propisano standardima JUS M.E2.250. do JUŠ M.E2.262. sa opštim naslovom "Posude pod pritiskom”. Najčešće se izrađuju od čelika zavarivanjem. Za agresivne materije potrebna je zaštita od korozije, što se postiže izborom nerđajućeg čelika, prevlakama od plastičnih masa ili od gume ili primenom specijalnih materijala. Sve ćešće se sreću posude sa omotačem od čelika i unutrašnjom zaštitom od plastične mase, primenljive za pritiske do 6 bar i temperature do 60°C. Za debele zidove se primenjuje omotač od plakiranog konstrukcijskog čelika (pod plakiranim čelikom se podrazumeva eksplozijom zavareni debeli lim konstrukcijskog čelika i tanki lim nerđajućeg čelika, koji je u dodiru sa radnom materijom).

Opšta konstrukcija jedne posude može se videti na sl. 2.2, na kojoj je prika- zan reaktor sa mešalicom (autoklav). Reaktor se sastoji od cilindričnog omotača 1, sa kojim je zavareno torisferično dance 17 sa kružnim otvorom na mestu spoja sa omotačem. Reaktor se zatvara poklopcem 8, čiji je osnovni oblik isti kao i oblik danca. Za spajanje posude i poklopca služe prirubnice 4 na omotaču i 6 na poklopcu i vijci 7 sa navrtkama i podložnim pločicama. Meki zaptivač 5 obezbeđuje zaptivenost reaktora na mestu spajanja omotača sa poklopcem. U sredini poklopca je izrađen otvor, u kome je postavljeno i zavareno sa poklopcem ojačanje 10 za pričvršćenje zaptivne kutije 11, kroz koju prolazi vreteno mešalice 12. Na poklopcu je i veći otvor 13 (sa svojim poklopcem) za punjenje čvrstih materija, kao i potreban broj manjih otvora 9 (za smeštaj instrumenata, za punjenje tečnosti) sa odgovarajućim prirubnicama i poklopcima. Košuljica 2 obavija sud i služi za njegovo zagrevanje parom, koja se dovodi kroz priključak 3 sa prirubnicom. U torisferičnom dancu 16 nalazi se središnji otvor 15 za odvođenje kondenzata. Posuda se oslanja preko oslonih šapa 14.

55

Slika 2.2. Konstrukcija reaktora sa mešalicomške tipa prslina, i ako se one otkriju potrebno je proceniti u kojoj su meri opasnepo sigumost posude u eksploataciji i eventualno kritična mesta popraviti.

Jedan od osnovnih uslova za dobru konstrukciju je izbor prikladnog mate-rijala, što je kod posuda od posebnog značaja. Veoma složeni uslovi u kojima seposude eksploatišu razlog su korišćenja različitih metalnih i nemetalnih materijalaza njihovu izradu. Faktori, od kojih zavisi izbor materijala posude, mogu se pode-liti u četiri osnovne grupe: karakter i agresivnost radne materije u posudi, tempe-ratura, mehaničko optererćenje i cena.

Čvrste materije su po pravilu hemijski neutralne. Tečne materije mogu

56

izaziva tokom vremena koroziju čelika. I kod gasovitih materija ima onih sa izrazitim agresivnim dejstvom, na primer fluorvodonik veoma jako napada nelegirani čelik.

Drugi značajni faktor je temperatura. Mnogi procesi u posudama se odigra- vaju na temperaturama višim od atmosferske. Povišena temperatura ima dvojako dejstvo. Ona u većini slučajeva pojačava agresivnost radne sredine i ubrzava koro- ziju materijala. Sa druge strane, mehaničke karakteristike materijala posude su na povišenim temperaturama lošije, i za svaki materijal postoji temperatura do koje sme da se koristi. Često su posude u atmosferskim uslovirna izložene i temperatu- rama ispod nule. Niske temperature mogu biti uslovljene i procesom. Neki materi- jali na niskim temperaturama postaju krti, što pogodujef pojavi krtog loma.

Problemu određivanja napona, koji zavisi od mehaničkog opterećenja, može se prići tek kada je na osnovu agresivnosti šredine i temperature izabran materijal posude. Mehaničko opterećenje delova posuda uglavnom potiče od pritiska (unutrašnjeg ili* spoljnjeg), kome je posuda izložena, i od težine, koja može igrati značajnu ulogu kod posuda velike visine. Mehaničke karakteristike materijala posude moraju biti usklađene sa mehaničkim opterećenjem, uzimajući u obzir i ponašanje materijala na visokim i na mskim temperaturama.

Četvrti faktor je cena. Poželjno je zadovoljiti sve zahteve u pogledu izbora materijala, i pri tom postići najnižu moguću cenu.

Najčešće korišćeni materijali za izradu posuda biće posebno razmotreni sa stanovišta navedenih uticajnih faktora.

Za izradu delova posuda livenjem koristi se liveno gvožđe, koje se prime- njuje za temperature od 15 do 250°C, za pritiske do 60 bar i za prečnike do 2m. Postojanost livenog gvožđa u agresivnim sredinama se povećava legiranjem. Tako 0,5 do 1% hroma i nikla čine liveno gvožđe postojanim u alkalijaina, a do 30% nikla omogućava primenu i u kipećim alkalijania. Legiranjem sa 5 do 20% nikla i do 5% hroma postiže se postojariost do 750°C, a ako se doda i do 8% bakra, povećava se i otpornost prema kiselinama. Liveno gvožđe sa 15 do 30% hroma je postojano u agresivnim sredinama i na temperaturama do 500°C.

Nelegirani konstrukcijski čelici su osnovni materijal za izradu posuda opšte namene. U novije vreme se koriste i niskolegirani čelici visoke čvrstoće, čime je omogućeno smanjivanje mase i cene izrade posude. Obični čelici se koriste za pritiske do 16 bar i za radne temperature od -30 do 250°C. Za izradu kotlova definisani su posebni nelegirani čelici za kotlovske limove, namenjeni za pritiske do 60 bar i područje

AJuminijum i njegove legure se koriste za izradu posuda prečnika do 2 m (pri čemu debljina zida može biti i do 40 mm), za pritiske do 6 bar i za tempera- ture do najviše 250°C. Aluminijum je atmosferski postojan, a sa dodatkom do 10% magnezijuma postojan je i u kiselinama. Silumin (aluminijum legiran sa 10 do 13% silicijuma) je vrlo postojan u azotnoj kiselini.

Titan se smatra pogodnim materijalom za hemijske aparate, jer je postojan u kiselinama, a može se uspešno zavarivati. Već su dostupne njegove legure (sa aluminijumom, vanadijumom, hromom, molibdenom), koje se sa uspehom prime- njuju i u uslovirna u kojima nerđajući čelik korodira.

Plastične mase se uspešno koriste za izradu posuda, jer su postojane u nekim agresivnim sredinama. Usko podrućje radnih temperatura i niske meha- ničke karakteristike ograničavaju im primenu.

Faolit je kompozicija fenolformaldehidne smole i punioca, otpomog prema kiselinama (azbest, grafit, pesak). Posude od faolita su prečnika 250 do 2.000 mm, mogu podneti pritisak do 6 bar i temperature od 0 do 250°C. Njihov vek je 2 godine u limunskoj kiselini, do 8 godina u sonoj ili sumpomoj kiselini, 5 godina u krezolu, 3 godine u smeši hlorne i sone kiseline.

Polivinilhlorid debljine 2 do 20 mm se koristi za izradu posuda zbog lakog foriniranja presovanjem i zavarivanjem. Može se koristiti na temperaturama od 0 do 60°C i za pritiske do 0,4 bar, za posude prečnika 250 do 1.400 mm. Posotojan je u mnogim hemikalijama.

Od veštačkih smola i punioca (fenolformaldehidna ili epoksidna smola) proizvode se specijalni materijali, pogodni za izradu posuda (na pr. benduroplast firme "Dr. K. Otto und Co"). Izrađuju se posude prečnika do 3 m, visine do 8 m, zapremine do 50 m3. Materijal je primenljiv na temperaturama do 200°C, a ponasa se bolje od faolita i polivinilhlorida.

Politetrafruoretilen je hemijski vrlo postojan (u kiselinama, alkalijama, organskim rastvaračima). Primenjuje se na temperaturama od -60 do 225°C, za posude manjih dimenzija, s obzirom na mehaničke karakteristike i visoku cenu.

Prema nameni, posude se mogu izrađivati i od drveta, stakla, porculana, grafita, betona, keramike. Rađi postizanja hemijske postojanosti čelične posude se mogu zaštititi slojem emajla, tvrde gume ili prikladne plastične mase.

k =H_D

koji se u većini konstrukcija uzima između 1,1 i 1 ,5.Često se izrađuju posude sa elipsoidnim dancem, i

za taj slučaj je potreban detaljniji proračun veličine prečnika D i visine H (sl. 2.3). Elipsoidni deo danca predstavlja polovinu obrtnog elipsoida. Zapremina obrtnog elipsoida je:

K =^‘*abc

gde su a, b, c veličine poluosa. Za obrtni elipsoid je a = c; zbog spajanja sa cilin- dričnim omotačem mora biti a = Df2, pa je zapremina elipsoidnog dela danca V:

Slika 2.3. Csnovne mere cilindrične posude sa poluelipsoidnim dancema. Skica za proraćun zapremine i gabarita posude b. Oblik poluelipsoidnog danca

Na sl. 2.3. je dat i postupak za konstruisanje elipse. Tačka elipse se dobijana preseku dve prave, jedne paralelne osi x povučene iz preseka proizvoljnog zra-ka sa krugom poluprečnika jednakog maloj poluosi b, a druge paralelne osi y po-vučene iz preseka istog zraka sa krugom poluprečnika jednakog velikoj poluosi a.

DL

4 Hdgde je Hd visina elipsoidnog dela danca; lako je izvesti da je:

Zbog toga je zapremina elipsoidnog dela danca:Vd =—-D3

d 24

2.2.

visine elipsoidnog dela danca Hd (sl. 2.3). Zapremina posude V je zbir zapremine cilindričnog dela Vc (uporedi f. 2.1) i elipspodnog dela Vd ( f. 2.2):

V =-— 2 -H C +—D 3

Odavde se direktno dobija visina cilindričnog dela Hc:4VnD2

D6

pa je ukupna visina posude H (sl. 2.3):

H =HC+ Hd =4-Vfc-D2

D D- -~i- -6 4

4 V=———

+0,083D n-D1

2.3

Odnosit ukupne visine posude H i prečnika D može

se izvesti iz f. 2.3: k =—= 4V +0,083D nrP

Sada je moguće određiti prečnik posude D:

D J 4V~~ y n"(k —0,083)

2.4.

Za prosečnu vrednost k = 1,35 dobija se:D=WPri proračunu se dobijaju različite debljine zida omotača i

danca, ali se naj- češće se usvaja ista debljina. Ako se za izvođenje usvoje različite debljine zida omotača i danca treba usvojiti isti unutrašnji prečnik D. Posle proračuna debljine zida i štandardizovanja unutrašnjeg prečnika D utvrđuju se tačne zapremine V i Vđ, visine Hc i Hd i ukupna visina //. Torisferična danca se lakše izrađuju od elipsoidnih danaca, pa se zbog toga više koriste. Razlike oblika i dimenzija ova dva tipa

3. OMOTAČI

Tankozidnim se smatraju omotači kod kojih je odnos spoljnjeg prečnika Ds i unutrašnjeg prečnika Du manji od 1,2 (m = Ds /Du < 1,2) i kod njih se može uzeti da je pod unutrašnjim pritiskom raspodela napona po debljini zida ravno- mema. Za veće odnose m omotač posude se smatra debelozidnim i pri proračunu se mora uzeti u obzir raspodela napona po debljini zida.

Kod tankozidnih posuda može pod dejstvom spoljnjeg pritiska doći do gu- bitka stabilnosti oblika zbog elastičnog ulubljivanja i zbog plastičnih deformacija, pa je potrebno debljinu zida omotača odrediti prema ovim pojavama.3.L Naponi u tankozidnom omotaču pod unutrašnjim pritiskom

Naponi i debljina zida sQ tankozidnog omotača se mogu

zamišljenom uzdužnom preseku dužine L se uticaj odsečenog dela zamenjuje sila- ma Fp. Pod uticajem ravnomernog pritiska p na element površine dA = (DL -da)l2 deluje sila dF:

dF =~DLpda

Horizontalne komponente elementarnih sila dF<osa=(DLp-da-cosa)/2 se zbog simetrije uravnotežavaju, dok vertikalne komponente dF-sina stoje u ravno- teži sa silama koje deluju na preseku (sl. 2.4), pa je:

1 *F — — • DLpS sincLda. = DLp = Fp

2 oSila F deluje na dve površine preseka 2 •Ls0, u kojima je napon zatezanja

<Jz: =Dy>_=Dp_ 25

2 A . 2 Lsa 2 s0

Slika 2.4. Shema dejstva sila na ta~\kozidnoj posudi pod unutrašnjim pritiskomNa prstenasti presek površine n -I^sQ) deluje sila pritiska na dance

Fd:Fd =p n D*

i u njemu izaziva napon zatezanja azl:

aa 2.6.Ai 4 n-Dsa 4 -sQ

Kao što se vidi, napon u uzdužnom preseku dva puta je veći od napona u poprečnom preseku. Za proračun debljine zida omotača koristiće se f. 2.5, poznata pod nazivom "kotlovska formula", jer uzima u obzir veću komponentu napona az.

60a

Za usvojeni prečnik posude D i proračunski pritisak p moguće je iz f. 2.5. odrediti debljinu zida sQ ako je poznat napon zatezanja <J2. Ovu debljinu zida treba povećati zbog moguće manje debljine upotrebljenog lima prema nazivnoj debljini (koeficijent c^, mm) i zbog smanjenja debljine zida korozijom i habanjem (koeficijent c^, za feritne čelike jednak je 1 mm). Postupak proračuna je propisan standardom JUS M.E2.253. "Cilindrični i kuglasti omotači izloženi unutrašnjem pritisku. Proračun", u kome se koristi spoljnji prečnik Ds umesto srednjeg prečnika D (D = Ds - s^). Prema f. 2.5. se dobija:

rr - Dp = ( D * - s o) m P ; c _ D sP 2 2 s0 2 s0 ° 2 crz+p

3.2. Proračun debljine tankozidnog omotača pod unutrašnjim pritiskom

Napon <JZ koji se ne sme prekoračiti u toku eksploatacije posude, se naziva dopuštenim naponom crzdop i određuje se karakteristikom materijala K, MPa, naz- vanom proračunska, čvrstoća, stepenom sigurnosti S i koeficijentom valjanosti zavarenog spoja v (ili koeficijentom oslabljenja), prema standardu JUS M.E2.250. "Proračun delova pod pritiskom. Opšti zahtevi". Proračunska čvrstoća zavisi od proračunske temperature, i to je manja vrednost između napona tečenja Rp, MPa, i trajne čvrstoće za 100.000 h, GMUOOOOO> MPa. Prema materijalu se bira stepen sigumosti S, koji za čelik iznosi 1,5. Koeficijent valjanosti zavarenog spoja v ili koeficijent oslabljenja zbog konstrukcijske promene oblika (otvori, rupe, prelazi dimenzija) se određuje prema JUS M.E2.256, "Izrezi u cilindrima, konusima i kug- lama izloženim unutrašnjem pritisku. Proračun" i "Pravilniku o tehničkim normati- vima za stabilne posude pod pritiskom". Sa ovim veličinama je definisana potrebna debljina zida cilindričnog (f. 2.7), odnosno kuglastog (loptastog) tankozidnog (f. 2.8) omotača s, mm, izloženog unutrašnjem pritisku pritisku p,bar:

s --------------+cx +c2 2.7.20 ♦— • v+ p S

s -------------+ cj +c2 2.8.40 •— •

v+ p SČinioc 20 u f. 2.7, odnosno 40 u f. 2.8, je uslovljen

jedinicama mere pritiska p, bar (= 0,1 MPa) i proračunske čvrstoće K, MPa. Zbog odnosa ovih činioca po- trebna debljina zida sferne posude će biti približno dva puta manja

61

kružnog oblika zbog ovalnosti i spljoštenosti, pa može dovesti do gubitka stabil- nosti oblika usled elastičnog ulubljivanja ili pojave plastičnih deformacija (sl. 2.5).

Slika 2.5. Talasna promena cilindričnog oblika posude pod spoljnjim pritiskom (n je broj

talasaPri dejstvu spoljnjeg pritiska za određivanje debljine zida

cilindričnog omo- tača merodavna je otpomost prema elastičnom ulubljivanju i prema plastičnim deformacijama prema JUS M.E2.254. "Cilindrični omotači izloženi spoljaš-njem pritisku. Proračun". Za određivanje potrebne debljine se koriste dijagrami (sl. 2.6), na kojima su unete krive zavisnosti veličina

P. o5 (apscisa) i ------------—------(ordinata)------------------------------------------2.9.

E (se -Ci

Slika 2.6. Potrebna debljina zida s pri proračunu prema elastičnom ulubljivanju

61a

Stepen sigumosti Sk prema elastičnom ulubljivanju iznosi 3 za u <1,5%. Odstupanje od kružnog oblika zbog ovalnosti u je definisano izrazom

u=2Dumax ^umbi^umax Dumin

•100 2.10.

gde je Dumax najveći , a Dumin najmanji izmereniprečnik, mm. Odstupanje u zbog spljoštenosti q,mm, (sl. 2.7) je definisano izrazom4 -au ——- 1002.11.Đs

Ako je odstupanje veće od 1,5 %, Slika 2.7. Spljoštenost qZa korišćenje dijagrama sa sl. 2.6. potrebno je utvrditi

dužinu između efi- kasnih ojačanja /, mm, koja počinje na prelazu sa cilindrične ivice na torusni deo danca ili se određuje prema konstrukcijskim ojačanjima (sl. 2.8).

b.Slika 2.8. Konstrukcijska ojačanja

a. Dvostruki (spoljnji) omotač b. Prstenovi c. Polukružni grejni

kanali kao ojačanje

Za određene vrednosti DJl i • 10^, gde je £, MPa,

modul elastičnosti,

može se očitati vrednost—------=- i iz nje odrediti potrebna

debljina zida

10 • P 5

Slika 2.9. Potrebna debljina zida pri proračunu otpornosti prema plastičnim deformacijama

3.4. Proračun debljine debelozidnih omotačaOsnovna formula za određivanje debljine zida debelozidnih

omotača prema JUS M.E2.261. "Debelozidni cilindrični omotači izloženi unutrašnjem pritisku. Proračun" glasi:

Ds ps =----jf-—+cx +c2

2 3 . f - P

2.13.

Za uzdužno zavarene spojeve je usvojen koeficijent osiabljenja v = 1, što treba tehnologijom zavarivanja ostvariti i kontrolom zavarenih spojeva dokazati.

RazJika u odnosu na f. 2.7. je u tome što se ovde računa sa uporednim na- ponom crv, čija se veličina određuje uzimanjem u obzir komponenti napona u pravcu obima (f. 2.5), u uzdužnom pravcu (f. 2.6) i u pravcu debljine (°z2 = />)• » koju treba proveriti na unutrašnjoj (crvu) i spoljnjoj (crV4) strani zida da se za izvedenu P ‘ ( Ds+ se) _ _P(Đs-3se)— 2.14.

23-^ ^ 23 ^Toplotni naponi mogu nastati pri znatnoj razlici spoljnje

temperature ts, °C, i unutrašnje temperature t^, °C i iznose:

na unutrašnjoj straniO’ivu — *r12 1-v

a(t, -tu) A 2.15.

m 1,2 1,3 1,4 1,5 (1,6) (1.8)

A . 1,06 1,09 1,11 1,13 1,5 1,20B -0,94 -0,91 -0,89 -0,87 -0,85 -0,80

Kod debelozidnih omotača je potrebno proveriti da li su zbimi naponi na unutrašnjem au i na spoljnjem delu zida as manji od dopuštenog napona K/S:

CTu -CTwu +CTvu * K/S os = aw +0^ < KJS 2.18.4. DANCA

Za zatvaranje posuda koriste se danca i poklopci. Danca su zavarena sa omotačem i sa njim čine nedeljivu celinu. Poklopci se mogu po potrebi otvarati ili skidati, pa je njihova konstrukcija prilagođena tom zahtevu. Vertikalne posude se obicno sa donje strane zatvaraju dancima, a sa gornje strane poklopcima. Horizon- talne posude obično imaju dva bočna danca, a poklopci su najčeće na cilindričnom omotaču.

4.1. Konstrukcijski oblici danaca

Danca posuda mogu biti različitog oblika. Najčešće se koriste torisferična, ravna, elipsoidna i konična danca (sl. 2.10). Danca za opštu upotrebu su definisana standardom JUS M.E0.019, a torisferična plitka i duboka danca standardima JUS M.E0.020. i JUS M.E0.021.

Slika 2.10. Konstrukcijski oblici i glavne mere danacaa. Torisferično dance b. Ravno dance c. Elipsoidno dance d. Konično dance

priproračunskojtemperaturi,sk

priispitnompritisku,

Sfc’3,67

l R J 0,001

0,003 3,67 2,690,005 3,4 2,490,01 3,2 2,350,1 3,02 2,21

=Ct65 odnosno 1^ = 10 0.85

Slika 2.14. Koeficijent valjanosti zavarenog spoja danaca

5. POKLOPCII PRIKUUČCINa posudi se radi punjenja i pražnjenja, pregleda i

opravke konstrukcijom predviđaju poklopac i izrezi za postavljanje prikijučaka i prirubnica. Poklopci posuda

5.1. Konstrukcijski oblici poklopacaKonstrukcija poklopca treba da

omogući brzo i lako otvaranje i zatvaranjeposude. Ovde će biti prikazana neka kon-strukcijska rešenja poklopaca, kao što suravni poklopci (sl. 2.15), poklopci oblikaelipsoidnog danca sa zavarenom prirubnicom(sl. 2.16) ili ispupčeni poklopci (sl. 2.17). Popotrebi se na poklopcu predviđaju izrezi zapostavljanje različitih cevnih prikljućaka iliprirubnica, na primer za mešalicu (sl. 2.2). Ozaptivanju poklopaca i prirubnica će biti go-vora u posebnom odeljku.

Ravni poklopac (sl. 2.15) se čestoizvodi sa vijcima sa uškom 6 radi brzogotvaranja i zatvaranja. Po obimu se

Slika 2.16. Konstrukcija poklopca sa uređajem za dizanje i skidanje

Za veće mase poklopaca (iznad 100 kg) za dizanje i skidanje poklopaca koristi se posebna konstrukcija. Jedno takvo rešenje sa torisferičnim poklopcem elipsoidnog oblika je prikazano na sl. 2.16. Poklopac se sastoji od danca 4, prirubnice 2 i delova za skidanje, kuke 9 i ručica 7. Preko zaptivača 6 se poklopac postavlja na prirubnicu posude 3, zavarenu sa omotačem 1, i zatvara pomoću 20 ili 24 vijaka 11 i navrtki 13. Čahura 8 i ojačanje 5 čvrsto su spojeni sa omotačem. U čahuri može da se zakreće nosač 10, sa čijim navojem je spregnut navoj kuke 9. Kuka sa pokJopcem se podiže obrtanjem točka 12, a zatim se pomoću ručica 7 zakreće, tako da je pristup posudi oslobođen.

Sem konstrukcija zatvaranja poklopaca pomoću vijaka i navrtki, u hemijskoj industriji se koriste konstrukcije zatvaranja pomoću jarma ili pomoću bajonetne veze. Ove su konstrukcije složenije i skuplje, pa je njihova primena opravdana ako se Karakteristična konstrukcijska rešenja otvora na posudama

su data na sl. 2.17. Takvi otv'ori se izvode sa priključcima ili prirubnicama.

Otvor za obrtno vreteno namenjen je da se kroz njega u

čem (a); otvor malog prečnika sa cevnim priključkom (b); otvor na zavarenoj prirubnići

(c)kolo mešalice (sl. 2.2). Otvor se izvodi na kućištu zaptivača 1 (sl. 2.17a), spojenim sa ojačanjem 2, zavarenim na poklopcu posuđe; zaptivač 3 se sabija zatvaračem 4. Potrebno pritezanje ravnog zaptivača 7 se ostvaruje pomoću svomih vijaka 5 i navrtki 6.

Na većim posudama treba predvideti otvor za ulaz, prečnika 400 mm, ili eliptični 400x300 mm, poz. 13 na sl. 2.2. Manji otvori se izvode sa cevnim priključ- kom (poz. 9 na sl. 2.2, detaljnije sl. 2.17b) ili na zavarenoj prirubnici (sl. 2.17c). Na livenim posudama se ovakvi otvori izvode prilikom livenja.

Za pokazivanje nivoa u posudi se koriste nivokazna stakla (sl. 2.18) i kontrolne slavine. Nivokazno staklo radi kao spojena posuda. Priključci 1, spojeni sa telom 2, su na određenoj visini posude pričvršćeni tako da se dobiju spojene posude. Staklo 3, sa brušenim uzdužnim kanalima radi boljeg pokazivanja, je pre- ko dva

68

ne treba, čime se proverava zahtevani nivo teČnosti. Slavine mogii biti spojene i nivokaznim staklom.

5.3. Proračun ispupčenih poklopacaProračun torisferiČnih poklopaca se

izvodi prema formulama koje su date za danca (odeljak 5.2), s tim što treba joŠ uzeti u obzir uticaj oslabljenja zbog izreza, kako je opisano u odeljku 6. ovog poglavlja. Posebno treba proračunati zaptivanje poklopca, pri- rubnice i vijke za pritezanje. Za ispupčeni poklopac jednake debljine zida sfernog segmenta i prirubnice, sa unutrašnjim zaptivanjem i sa zaptivanjem po širini prirubnice, prikazan na sl. 2.19, će biti iznete osnove proračuna prema JUS M.E2.255. MIspupčeni poklopci. ProraČun" (sl. 2.19). Proračun važi za odnoseoblik

pRP20 ~ •s

' + c\ +c2 ^se 2.22.

Slika 2.18. Nivokazno stakloOvde je proračunski koeficijent p = fij +CA, koji se ne sme usvojiti manji od 1,85. Proračunski koeficijent fij se bira sa sl. 2.20.

ili se izračunava prema formuli:u zavisnosti od odnosa~c\ ~ c2

P, =1+0,833- R - sma cosa; sma = -2-J*

2.23.

Proračunski koeficijent CA je jednak nuli za zaptivanje po širini prirubnice (sl. 2.19b). U slučaju unutrašnjeg zaptivanja (sl. 2.19a) ovaj se koeficijent određuje

Slika 2.19. Ispupčeni poklopac jednakc dcbljine zida sfernog dela i prirubnice, saunutrašnjim zaptivanjem (a) i zaptivanjem po širini prirunice (b)

HJ

po formuli:CA ------ lj° «I> C, R (du +2 fc)(j-c, -C2) 2.24.

Rovna & poiu -ploca lopta

Slika 2.20. Proračunski koeficijent Pj zaispupčene pokJopce jednake debljine zida

Za meke zaptivače proračunski koeficijent CB se može očitati sa sl. 2.21, ili sraČunati prema formulama:

1+6

gde je dD u mm, a p u bar. Usvaja se manja od dve dobijene vrednosti, koje su primenljive za vrednosti p <40 bar i dD <> 4.000 mm.

Proračuni ispupčenih poklopa- ca sa prirubnicama veće debljine zida od sfemog dela, tj. sa slobodnim pri- rubnicama i sa podebljanim zavare- nim prirubnicama, koje mogu biti sa neobrađenim i sa mašinski obrađenim prelaznim radijusom između prirub- nice i sfemog dela (JUS M.E2.255), su složeniji, jer se dodatno koriste i proračuni prema standardima definisanja debljine

prirub-nica i zaptivanja poklopaca.

Za proračun uticajaspoljnjeg pritiska se koristif. 2.20, s tim da se vrednostistepena sigurnosti se usva-jaju prema tab. 2.2. za opsegvaženja proračuna. U slu-

Slika 2.21. Proračunski koeficijent CB za odredivanjevrednosti koeficijenta pri unutrašnjem zaptivanju

6. IZREZI I OJAČAVANJE IZREZAIzrezi na poklopcima, đancima i omotačima slabe njihov

poprečnt prcsek, pa je potrebno izvesti ojačanja. Najjednostavije je ojačavanje izvesti povećanom debljinom zida oko izreza, kao što je deftnisano na sl. 2.22a, e, f, prema JUS M.E2.256. "Izrezi u cilindrima, konusima i kuglama izloženim unutrašnjem pritis« ku. ProraČunn.

Kada ojačavanje povećanjem debljine zida konstrukcijski nije prikladno, izvodi se umetanjem ploča veće debtjine. Takvo je rešenje umetnuto ojačanje (sl. 2.22b) ili blok prirubnica (sl. 2.22c), odnosno ploČe odgovarajučeg poprečnog pre- seka (sl. 2.22d). OjaČanje izreza u vidu cevi (sl. 2.22e) može se izvesti pomoću naslonjene cevi, poravnate umetnute cevi ili pomoću cevi koja prodire u posudu. 1 izvučeno grlo može služiti kao ojaČanje (sl. 2.22f). Oblikovanjem konstrukcije na mestu izreza treba smanjiti koncentraciju napona blagom promenom

b da

Slika 2.22. Konstrukcijska rešenja ojačavanja izreza: ojačani izrez u cilindru (a); umetnutoojačanje (žii blok prirubnica) (b); blok prirubnica (c); ojačanje u vidu ploče (d); ojačanje uvidu izvučenog grla (e); ojačanje u vidu cevi - naslonjpne, umetnute i poravnate Iti sa

71

6.1. Proračun oslabljenja izrezima i ojačanjaZa određivanje oslabljenja zbog izreza koristi se koeficijent ui9 koji se za upravne priključke omotača određuje sa sl. 2.23. i 2.24, za funkciju prečnika izreza

d" 2.25.+ SA ~C1 “C2 ) '(5yt “Cl *“c2)

i za odnose debljine zidova, definisane na sl. 2.22:2.26.

sA -c2

Ovde je sA potrebna debljina zida posude oko izreza, koja se određuje iteracijom. Ako se sa sl. 2.23. i 2.24. dobija vA <> v, debljina zida sA se određuje unošenjem vA umesto v u f. 2.7, odnosno 2.8. Ako je karakteristika čvrstoće K2 materijala ojačanja manja od karakteristike čvrstoće materijala posude K, potrebno je pri proračunu površine pločastog ojačanja i debljine zida cevnog ojačanja vrednost vAt dobijenu na osnovu sl. 2.23. i 2.24, smanjiti u odnosu Kj /K.

Slika 2.23. Koeficijent oslabljenja vA za izreze i upravne priključke na cilindričnom i

konusnom omotaču

71a

ProraČun oslabljenja izrezom se može izvesti i na osnovu jednakosti povr- šina opterećenih pritiskom Ap i nosećih površina preseka što se za istu prora- čunsku čvrstoću K materijala ojačanja i materijala posude iskazuje izrazom:

Na ovaj način dobijena debljina zida ne sme biti manja od debljine zida posude bez izreza.

,ZraZO i(Ou*SA- C, -(2)(3*-CrC2)

Slika 2.24. Koeficijent oslabljenja vA za izreze i upravne priključke na sfernom omotaču

Površina opterećena pritiskom Ap i noseća površina poprečnog preseka Aa određuju se prema sl. 2.25 i 2.26, pri čemu je

72

= Aao * Aa\ * AO2Kao noseća dužina ojačanja (širina zone uticaja ojačanja)

uzima se b:ft = 1/(Z)11+iy4-c|-c2)(j/,-c,-c2) •

2.28.

Širina b ne sme biti manja od 3- sA (sl. 2.22b, c, d).Noseća visina (visina zone uticaja) za cev se uzima najviše ls:

ls = 1»25+ss -c, -c} -c2)2.29.

Ako deo cevnog prikijučka ulazi u posudu, onda se za proračun uzima samo deo ls' <> 0,5- ls. Ako su proračunske čvrstoće

Za izrez prema sl. 2.22a. koeficijent oslabljenja vA se određuje prema sl. 2.23. i 2.24. za donju krivu (izraz 2.26. jednak nuli) na osnovu izraza 2.25. Za

a.

Slika 2.25. Shema za proraČun površina za ojačavanje cilindra (a) i sfere (b)

Slika 2.26. Shema za proračun površina za ojačavanje susednih priklučaka u uzdužnompravcu cilindričnog omotača (a) i u pravcu obima cilindričnog

ojačanja prema sl. 2.22b, c najveća potrebna debljina sA može biti 2-sc. Širina plo- častog ojačanja se može smanjiti, ali se površina poprečnog preseka mora zadržati istom, tj. mora se povećati visina ojačanja (sl. 2.22d). Za ojačanje u vidu cevi (sl. 2.22e, f) koeficijent oslabljenja vA se određuje prema sl. 2.23. i 2.24. za funkciju prečnika izreza 2.25.. i odnos debljina zidova 2.26. Za ojačanje u vidu cevi koja prodire u unutrašnjost posude (sl. 2.22e, varijanta III) debljina zida se može smanjiti za 20% ako je upust cevi m > ss. Za ojačanja u vidu cevi odnos debljina zidova (izraz 2.26) mora biti manji (ili jednak) 2,0. Dužina cevnog ojačanja se može smanjiti ako se debljina zida poveća, ne smanjujući površinu preseka.Kada se pločasto i cevno ojačanje koriste zajedno (sl. 2.22g) treba istovremeno koristiti formule koje se odnose na oba vida ojačanja.

Uzajamni uticaj izreza se može zanemariti ako je rastojanje (sl. 2.26)

IZ2-J(DH+*A-cl-c2y(sA-cl-c2)

2.31.Ako uslov iz f. 2.29. nije ispunjen treba proveriti da li

presek omotača izme- đu ivica izreza može da prenese opterećenje koje na njega otpada, što znači da treba proveriti uslove f. 2.27, odnosno 2.30.

7. ZAPTIVANJE POSUDA2Ladatak zaptivanja je da spreči nekontrolisanu vezu

sadržaja posude sa spoljnjom atmosferom, koja se može uspostaviti na mestima na kojima se delovi posude spajaju (zatvaranje poklopcem, prirubnice i druga mesta spajanja priklju- čaka i nastavaka, zavareni spoj danca i omotača). To znači da kod posuda pod pritiskom i rezervoara treba zaptivanjem da se onemogući isticanje filuida u atmo- sferu, a kod posuda u kojima vlada vakuum treba da se spreči prodor spoljnjeg okruženja u posudu. Ukoliko na posudi postoji pokretni ili obrtni deo, čiji jedan kraj ulazi u posudu, a drugi se nalazi izvan posude (na pr. vreteno mešalice, sl. 2.2), potrebno je na mestu prolaza obezbediti zaptivanje (sl. 2.17a).

Na zaptivenost posude utiču mnogi faktori, koje treba uzeti u obzir pri reša- vanju zaptivanja. Pre svega, zaptivanje može biti potpuno, kod koga je isključeno propuštanje, ili uslovno, kod koga se dopušta malo propuŠtanje fruida. Jasno je da je teže ostvariti potpuno zaptivanje, naročito ako je radni fluid gas ili para pod visokim pritiskom, a ne tečnost. Po karakteru dejstva zaptivanje može biti stalno, na nepokretnim

ođ veličine pritiska, tj. da li u posudi vlada vakuum, atmosferski pritisak, nizak ilivisok pritisak.

7. 1. Zaptivanje ravnib površina poklopa i prirubnica

Zaptivanje poklopaca i prirubnica se najčešće izvođi uz primenu zaptivača(zaptivnih podloški). U t. 2.3. su data osnovna konstrukcijska reŠenja zaptivanja injihovo područje primene, a u t. 2.4. karakteristike zaptivnih podloški najčešćekorišćenih oblika.

Od izbora profila i materijala zaptivača u velikoj meri zavisi da li će bitiostvareno zaptivanje. Zbog toga se i koriste različiti materijali, metali i nemetali,za njihovu izradu, a složeniji oblici profila pogodni su za teže radne uslove.

Sila pritezanja za zaptivanje poklopaca i prirtibnica ostvaruje se pomoću

navojnog para, najčešće pomoćuvijaka i navrtki, ravnomemoraspoređenih po obimu (sl. 2.27).ProraČun zaptivanja se svodi naodređivanje sile pritezanja, pričemu se razmatra područje prite-zanja jednog vijka, a uzimaju se uobzir sve sile izazvane pritezanjemi radnim pritiskom.

Kada se ravna površinazaptiva zaptivačem (sl. 2.2, 2.15,2.16, 2.19), ovaj zbog pritezanjapopunjava u potrebnoj

Siika 2. 27. Prirubni spoj poklopca i izgled zaptivnepodloške pre (a) i posle (b)

Tabela 2.3. Osnovna konstrukcijska reSenja zaptivanja ravnih površina

7.2. Proračun sila na elementima zaptivnog spojaProračun sila za pritezanje poklopaca i prirubnih spojeva

na posudama, koji je definisan standardom JUS M.E2.257. "ProraČun vijaka", odnosi se na osnovni slučaj opterećenja, prethodno pritegnute vijke elastičnom silom zatezanja, u radu izložene mimom opterećenju silom unutrašnjeg pritiska. Proračun vijaka će biti obrađen kasnije, u poglavlju 4. Spojevi i elementi za spajanje, glava 2. Spojevi na- vojnim parovima. Znatno je složeniji proračun ako se uzimaju u obzir dodatna

75

toplotno izduženje, razlike u koeficijentima linearnog toplotnog izduženja mate- rijala delova) iii promenljivim silama u radu (uticaj priključka cevovoda).

Tabela 2.4. Karakteristike zaptivača za ravne površine

Paralelnost zaptivnih prirubnih površina je uslov sigurnog zaptivanja, a ste- pen sigumosti zavisi od stanja obrade površina i vrste korišćenih vijaka, što se iskazuje pomoćnom veličinom <p (koeficijent naleganja), koji iznosi <p = 0,75 za neobrađene površine i za vijke sa uškom (sl. 2.11), odnosno <p = 1 za površine obrađene skidanjem strugotine.

Sile zaptivnog spoja se određuju za ugradno stanje (stanje prethodnog prite- zanja) i za radne uslove. Ako je probni pritisak p' ^ l,3*p potrebno je proračun proveriti i pri opterećenju od probnog pritiska.

Minimalna sila na vijku u radnim uslovima, ako je Komponente sile FSB> koja opterećuje prirubni zaptivni

spoj. potiču od radne sile unutrašnjeg pritiska na poklopac ili prirubnicu prečnika du (F^), od uticaja pritiska na zaptivač (Ffb), čiji je srednji prečnik dD i sile potrebne za sabijanje zaptivača (FDB), čiji je koeficijent zaptivača k2 (tab. 2.4), a određuje se uz stepen sigumosti SD = 1,2. Njihove veliČine ir p a d l

F BB—^—

„ px(db-d2)Ffb= 40

2.33.

2.3^DB 2.35.

U formulama 2.33. do 2.35. veličina p može biti i probni pritisak.Najmanja potrebna sila na vijku za ugradno stanje, koja odgovara sili

pret- hodnog pritezanja, se određuje prema formuli:FDV = *' dDkQKD 2.36.Ako je sila FDy > FSB može se koristiti kao sila prethodnog pritezanja FDB: fDV =0,2-PDV +0,8 JFSBfDV 2.37.SiJa prethodnog pritezanja treba da bude što manja

radi Što manjeg optere- ćenja zaptivača i vijaka. Kod zaptivača od mekih materijala, uključujući i meke metale, pri prvom pritezanju može doći do nepovratnih (plastičnih) deformacija, što može ugroziti zaptivanje, pa je potrebno dodatno pritezanje. Dopušteno opte- rećenje zaptivača FDua radnim uslovima mora biti veće od minimalno potrebne sile na vijku u radnim uslovima FSB (FDu^ FSB). Za metalne ravne zaptivače je:

FDU * *'dDk0KDu 2.38.a za grebenaste zaptivače jeVrednosti za koeficijente zaptivača kD kQ i KD, kao i

vrednosti kQfCD se biraju iz t. 2.4. i 2.5; za radne uslove obično se koriste vrednosti za gasove i paru.

Materijal zaptivača

KD KDw, MPa, na temperaturi, °CMPa 100 200 300 400 500

Meki aluminijum 100 40 20 (5) - -Đakar 200 180 130 100 (40) -Meko gvožđe 350 310 260 210 170 (80)

Čelik Č.1214 400 380 330 260 190 120Čelik Č.7430 450 450 420 390 330 280Austenitni čelik 500 480 450 420 390 350

7.3. Zaptivanje vretena mešalice

Za zaptivanje vretena mešalica često se koriste meki zaptivači od kudelje ili azbesta, postavljeni u obliku zaptivne kutije, prikazane na sl. 2.17a. Shema za proračun ovakvih zaptivača data je na sl. 2.28.

Slika 2.28. Sbema za proračuo zaptivača u kutiji

Na izbor debljine zaptivačas i visine h utiču pritisak, tempe-ratura, odgovomost konstrukcije idrugi faktori. Debljina s, mm, sebira između (0,7 do 1,5)-V*f; d yeprečnik vretena u mm. Visina h seuzima 4-s za neodgovorne kon-strukcije i niske pritiske, do 10vS zazaptivanje pri visokim pritiscima.

Proračunom se određuje sila

Radni pritisak p, bar 50 100 200 400 600 900Prsten zaptivaČa preseka 4x4 mm 5 3 2,3 1,7 15 ~Prsten zaptivača preseka 6x6 mm

3 2,2 1,8 1,6 1,5 1,4Radni pritisak p, bar

200 400 600 800Zaptivač od kudelje 1,2 1,4 1,5 1,6Zaptivač od azbesta 1,6 1,8 2,0 2,2

Promena-veličine pritiska py (i px) po visini, čiji je dijagram dat na sl. 2.28, zavisi od koeficijenta trenja između zaptivaČa i vretena i p2 iztneđu zaptivača i poklopca. Za različite pritiske odnos koeficijenata p2lpi dat je u tab. 2.7.

Tabela 2.7. Odnos koeficijenata trenja /P]

UsJov zaptivanja je da boČni pritisak px u donjem delu zaptivača bude veći od radnog pritiska p. Računajući sa prosečnim koeficijentom trenja /J=(/JJ+ može se postaviti jednačina, kojom se iskazuje ravnoteža elementarne sile trenja i elementarne sile aksijalnog pritiska:

*(Z? + d)• //• p^ *<fy = -d^-d- py

Zbog zavisnosti 2.40. dobija se:2.4i

P, k-(D-d)Uslov zaptivanja se može izraziti sa = p za y = h. Kako

se odnosi traže na elementu dy, za veličinu^ udaljenom od preseka A-A, treba f. 2.41. integraliti ody do h. Tada je:

,„_£L miJL.k p k

h-yD-d

i ako se uvedu smene / = p/k i D - d = biće:

h \1 2f~— e s-12 >

d - s • p 2.45.

Dobro obrađenoj površini vretena (kaljenoj, brušenoj i poliranoj), naročito pri visokim pritiscima, odgovara mali koeficijent trenja, pa je i sila trenja u tom slučaju mala.

8. PRIRUBNICEPriključci na posudama se spajaju sa cevovodima

pomoću prirubnica. Konstrukcija prirubnica odgovara njenoj funkciji (sl. 2.17). Za cevne priljučke se, sem rešenja prikazanog na sl. 2.17b. izvode različite konstrukcijske varijante krutih (sl. 2.29a - d) i slobodnih prirubnica (sl. 2.29e, f). Krute prirubnice se čvrsto spa- jaju sa cevi i ponašaju se kao njen sastavni deo. Slobodne prirubnice se prilagođa- vaju pri nastavljanju cevi. Prirubnice se koriste za nastavljanje cevi nazivnog preč- nika iznad 15 mm, izvode se kao

Slika 2.29. Osnovni konstrukcijski oblici prirubnicaa. Prirubnica za zavarivanje sa konusnim prelazom b. Privarena prirubnica c. Prirubnicaza uvaljivanje d. Ravna prirubnica sa navojem, naknadno zavarena e. Slobodna prirubnica8.1. Proračun prirubnica

Proračun prirubnica je sastavni deo proračuna prirubnog zaptivnog spoja, pa je potrebno uzeti u obzir sile na spoju, kako je opisano u prethodnom poglavlju, kao i proraČun vijaka, koji je dat u sledećoj glavi. U skJadu sa tim treba ukazati na neka pravila, definisana standardom JUS M.E2.258. "Proračun prirubnica".

Broj vijaka za spajanje prirubnica treba da bude što veći, a najmanje 4, da bi se ostvarilo ravnomemo i sigumo zaptivanje. Zbog toga korak vijaka ne treba da pređe veličinu S‘dL\ dL je prečnik otvora za vijke (sl. 2.27, sl. 2.30). Krak a sile na vijku (sl. 2.30) treba da je što manji. Radijus zaobljenja r između venca prirubnice i konusnog ili cilindričnog grla mora biti veći od 6 mm.

Prirubni spoj se dimenzioniše tako da može da primi sile pri ugradnji i u toku rada. Ako je ispitni pritisak pt > 1,3/7 potreban je proračun i za opterećenje pri ispitivanju.

Prirubnica se dimenzioniše prema najvećem otpomom momentu W za radne uslove, sa stepenom sigumosti S i proračunskom čvrstoćom K na proračunskoj temperaturi (f. 2.46) i pri ugradnji, sa stepenom sigumosti S na probnoj temperaturi i proračunskom čvrstoćom K2Q (f. 2.47):

= F S B S a 2.46.K

W = FJ2V.S..aD

*20Suština proračuna prirubnice se svodi na zahtev da

80

Slika 2.30. Kritični preseci imere prirubnica sa koničnim

b ~ d s ~ d u -2

za koje se dobija u preseku A-A (sl. 2.30a). /1,27 W -ZkF“i—5—

i u preseku B-B (sl. 2.30b)h F

W-Z

2.48.2.49.

2.50

.

2.51

Veličina redukovanog prečnika otvora za vijkedL se određuje prema sl. 2.31. Krak delovanja sile(sl. 2.30) za radno stanje i za ispitivanje jea „ d l~ d u -*F

2a za ugradno stanje

2.53.

2.54.

Ograničenja za primenu f. 2.52. su:0,5 ^f.ž-1,0hp 0,ii-£Ll££.i-o,3

b2.55.

U f. 2.52. se koristi vrednost B:2s„1+-

B = -t+2—(B,2+2B,

n h*B'~ V

2.56.

Za krak dejstva sile u ugradnom stanju se koristi f. 2.54, a za ispitni pritisak i radno stanje važi zavisnost (sl. 2.30b):

a = di zin ~s\ 2.57.Poželjno je da se debljina proveri i

za opasnipresek C-C (sl. 2.30b,c), naročito ako se oceni da sumale debljine, sračunate za preseke A-A i B-B. U

I 4'W

’~)*{d,-*di

Slika 2.31. Redukovani prečnikotvora za vijke dL *

u kojoj se najveći otporni moment W određuje tako što se u f. 2.46, odnosno 2.47, uzima za krak dejstva

81

sile veličina aD definisana na sl. 2.30c, umesto vrednosti a, odnosno aD.

2La proračun privarene prirubnice važe geo- metrijske zavisnosti sa sl. 2.32, sa kojima se krak dejstva sile određuje prema f. 2.57. i 2.54, a dvostruka Širina prirubnice iznosi:b =de —dn —2 'dr 2.59.

Ovde se umesto d2 može koristiti du za rešenja 4. i 5. u tab. 2.9, u kojoj su data područja primene i ograničenja za različite konstrukcije zavarenih spojeva prirubnica.

Sa pomoćnom vrednošću Z:Z = [d.. +s, 2.60.

može se odrediti potrebna visina

prirubnice hF:

hF

42 W -Z

Slika 2.32. Privarenaprirubnica: a. sa giatkomcevi b. sa

Za slobodnu prirubnicu, prikazanu na sl. 2.33, važe sledeće formule:b =dK —d,, —2 ’dr

r — na=aD =

hF

~^4

w

2.61.2.62.

2.63Površinski pritisak pF između

prirubnice i privarenog prirubnog ojačanja ne sme preći veličinu proračunske čvrstoće K, prema formuli:

FSB <K , 2 J 2 S K

4 ~d„PF= U7.

Za prirubnice za zaklopne vijke (sl. 2.34) važeformule za privarene prirubnice, sa dL * = 0 i spoljnjim

Slika 2.33. Slobodnaprirubnica

Navmuta prirubnica (sl. 2.35) se proračunava prema f. 2.63, sa dvostrukom širinom prirubniceb =ds —dp —2 'd^

i krakom dejstva

dt -dF

a=aD =-*- L.

2.65.

22.66.

Vrsta za spoja

varenog Debljina

zavarenog spoja, mm

Ograničenje du p, mm*bar

Si +g221’4sl 10000

_

Jh.

__a»

gl+g 22 l » 4 s l 10000

gl +g2^2s! 20000

—I t J

gl +g2^2sl

-

- - -

| 8, +g2*2s,Raztika između gt i g2 ne smc biti veća od 25% zbira.

Slika 2.34. Prirubnica zazaklopne vijke

Otpomost navojaprema smicanju (poglavlju 4.Spojevi i elementi za spajanje,glava 2. Spojevi navojnimparovima) se proračunava

2.67.

Potrebna visina oboda prirubnice sa zaptivačem po celoj širini (sl. 2.36) se odre- đuje prema

hF2Wn-d L n 2.68.

sa

proračunskimkoeficijentom C = 0,9 za zavarene prirubnice

Slika 2.35. Navmuta prirubnica Slika 2.36. Pfirubniča sa zaptivačempo celoj širini

83

Krak dejstva sile se određuje prema f. 2.57. za ispitni pritisak i radne uslove, dok se za ugradno stanje uzima da je aD = 0.

U f. 2.68. veličina n predstavlja broj vijaka za pritezanje.

Šape za oslanjanje vertikanih posuda 1 mogu biti postavljene ispod posude i zavarene za dance (sl. 2.37a,b), ili postavljene po obimu omotača i sa njim zavarene (sl. 2.37c,d).

a.

Slika 2.37. Oslonci vertikalnih sudovaI oslonci horizontalnih posuda se mogu postaviti ispod

posude, pri čemu je ona čvrsto spojena sa jednim osloncem, a po drugom može da se pomera u uzdužnom pravcu za slučaj dilatacije (sl. 2.38a). Za bočno oslanjanje se koriste čvrsto spojene šape (sl. 2.38b). Često se koristi i postolje za oslanjanje posuda (sl. 2.38c).

Slika 2.38. Oslonci horizontalnih posuda