POSUDE POD TLAKOMPRORAČUN DIJELOVA POD TLAKOM

Posude pod tlakom - vrste HRN M.E2.150

Cilindrični plaštevi i kugle izvrgnuti unutarnjem tlaku − proračun HRN M.E2.253Proračun cilindričnih plašteva izvrgnutih vanjskom tlaku HRN M.E2.254

Posude pod tlakom - određivanje klase posude HRN M.E2.151 Proračun dijelova pod tlakom. Opći zahtjevi HRN M.E2.250 Konusni plaštevi izvrgnuti unutarnjem i vanjskom tlaku − proračun HRN M.E2.251 Podnice izvrgnute unutarnjem ili vanjskom tlaku − proračun HRN M.E2.252

Izrezi u cilindrima, konusima i kuglama izvrgnutim unutarnjem tlaku HRN M.E2.256 Proračun vijaka Proračun vijaka HRN M.E2.257 Proračun Proračun prirubnicaprirubnica HRN M.E2.258 Ravne podnice i cijevne Ravne podnice i cijevne stijenkestijenke −− proračun proračun HRN M.E2.259 HRN M.E2.259

HRN M.E2.254HRN M.E2.254 –– Proračun Proračun cilindričnih plaštevacilindričnih plaštevaizvrgnutih vanjskom tlakuizvrgnutih vanjskom tlaku

Marina MALINOVEC PUČEKMarina MALINOVEC PUČEK

GA GA –– 4. vježba4. vježba

1. PREDMET NORME I PODRUČJE PRIMJENE

- ravni cilindrični plaštevi izvrgnuti vanjskom tlaku:

HRN M.E2.254HRN M.E2.254 Proračun cilindričnih plašteva izvrgnutih Proračun cilindričnih plašteva izvrgnutih vanjskom tlaku vanjskom tlaku

2. VEZA S DRUGIM NORMAMA

• M.E2.250 – Proračun dijelova pod tlakom - Opći zahtjevi

• M.E2.256 – Proračun izreza u cilindrima, konusima i kuglamaizvrgnutim djelovanju unutarnjeg tlaka

2.1<u

s

DD

7.1=u

s

DD- cijevi (Ds < 200 mm) izvrgnute vanjskom tlaku:

- cilindrični plaštevi izvrgnuti djelovanju unutranjeg podtlaka = cilindrični plaštevi izvrgnuti djelovanju vanjskog tlaka

3. OZNAKE I JEDINICE

l – dužina cilindra između djelotvornih ojačanja, [mm]

q – spljoštenost, [mm]

u – odstupanje od kružnog oblika (ovalnost), [%]

Ds – vanjski promjer cilindričnog plašta, [mm]

Du – unutarnji promjer cilindričnog plašta, [mm]

Sk – stupanj sigurnosti u odnosu na elastična ulubljenja, [−]

4. SIGURNOSNI STUPANJStupanj sigurnosti za proračun otpornosti cilindričnih plašteva

prema plastičnim deformacijamaMaterijalMaterijal Sigurnosni stupanj (S) u odnosu na Sigurnosni stupanj (S) u odnosu na

granicu plastičnosti ili trajnu čvrstoćugranicu plastičnosti ili trajnu čvrstoću

Valjani i kovani čelikValjani i kovani čelik 1.61.6

ČČelični lijevelični lijev 2.02.0

NodularniNodularni lijevlijevNL 70NL 70NL 60NL 60NL 50NL 50NL 42NL 42NL 38NL 38

5.05.0

4.04.03.53.52.42.4

Aluminij i legure Aluminij i legure -- materijali za gnječenjematerijali za gnječenje 1.61.6

Sigurnosni stupanj u odnosu na Sigurnosni stupanj u odnosu na prekidnu čvrstoćuprekidnu čvrstoću

Sivi lijevSivi lijev 6.06.0

Bakar i legure (uključujući i broncu)Bakar i legure (uključujući i broncu) 4.04.0

Stupanj sigurnosti za proračun otpornosti cilindričnih plašteva

na elastično ulubljenje - Sk

%5.1≤u ⇒ 3=kS

%5.1>u ⇒ uSk ⋅+= 5.025.2

1002minmax

minmax ⋅+−

⋅=uu

uu

DDDD

u

Odstupanje od kružnog oblika:• ovalnost:

• spljoštenost:

100qD4u

s

⋅⋅=

5. KOEFICIJENT VALJANOSTI ZAVARENOG SPOJA

Pri proračunu cilindričnih plašteva izvrgnutih djelovanju vanjskog tlaka ⇒

koeficijent valjanosti zavarenog spoja ν NE UZIMA se u obzir

6. OSLABLJENJA NASTALA IZREZIMA

Norma HRN M.E2.256 – računa se s tlakom p kao unutrašnjim tlakom.

7. PRORAČUN

7.1 Proračun otpornosti prema elastičnom ulubljenjuELASTIČNO ULUBLJENJE − uslijed djelovanja vanjskog tlaka tankostijena stijenka se može ulubljiti, bez da se prekorači naprezanje tečenje materijala

7.2 Proračun otpornosti prema plastičnim deformacijamaPLASTIČNE DEFORMACIJE − uslijed djelovanja vanjskog tlaka,koji izaziva naprezanja u materijalu veća od naprezanja tečenja, teukoliko postoji odstupanje od kružnog oblika stijenka se deformira

Slika 1. Dvostruki plašt

Posude u kojima vlada vakum odnosno posude izložene vanjskom tlaku se u pravilu osiguravaju od ulubljenja različitim vrstama UKRUTA ⇒

Slika 2. Prstenovi kao ojačanja

Slika 3. Profili kao ojačanja

Slika 4. Polukružni grijači kanali kao ojačanje

Slika 5. Kutni grijači kanali kao ojačanje

Posuda pod tlakom s rashladom spiralom

Posuda pod tlakom (miješalica) s ogrjevnom

spiralom

Kuglasti spremnik Ø2.200 mm→ materijal spremnika 1.4307 (DIN oznaka = X2CrNi18-9)→ opremljen s polucijevima Ø88,9 x 3,0 mm→ materijal polucijevi 1.4541 (DIN oznaka = X6CrNiTi18-10)→ 17 namotaja ukupne duljine 100 m

http://www.schmehmann-ebener.de

ENEN DINDIN

1.4307 X2CrNi18-91.4541 X6CrNiTi18-10

X → visoko legirani čelici( > 5% legirnih elemenata)

X2CrNi18-9→ visoko legirani čelik→ 0.02% C→ 18% Cr→ 9% Ni

X6CrNiTi18-10→ visoko legirani čelik→ 0.06% C→ 18% Cr→ 10% Ni→ 0.3-0.8% Ti

7.1 Proračun otpornosti prema elastičnom ulubljenju

Tlak pri elastičnom ulubljenju:

⎪⎪⎪

⎭

⎪⎪⎪

⎬

⎫

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −−⋅

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+

ν−−⋅+−⋅

ν−⋅+

−−⋅

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+⋅−

=3

s

21e2

22

2s

21e22

2k Dccs

zn1

1n21n)1(12

80D

ccs

zn1)1n(

20SEp

lD5.0z s⋅π

⋅=

ν – Poissonov koeficijent [−]

n – broj valovitih ulubljenja po opsegu plašta, [−]

a) n – cijeli broj

b) n ≥ 2

c) n > z

ili 4

21e2

3s

)ccs(lD

63.1n−−⋅

⋅=

Jednostavniji način određivanja tlaka pri elastičnom ulubljenju ⇒ Dijagram (Slika 6)

5l

Ds ≤ ( ) 10ccs100

D

21e

s ≤−−⋅

3.0=ν

Tlak pri elastičnom ulubljenju za CIJEVI:

3

s

21e2

k Dccs

120

SEp ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −−⋅

ν−⋅=

Slika 6. ELASTIČNO ULUBLJENJE

510⋅⋅ESp k

( )21100 ccsD

e

s

−−⋅

7.2 Proračun otpornosti prema plastičnim deformacijama

Tlak pri plastičnim deformacijama za

( )21e

sss

21e

ccs100

Dl

D2.01u5.11

1D

ccsS

K20p

−−⋅

⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅−⋅⋅

+

⋅−−

⋅⋅

=

Jednostavniji način određivanja tlaka pri plastičnim deformacijama ⇒ Dijagram (Slika 7)

%5.1=u

5l

Ds ≤ ( ) 10ccs100

D

21e

s ≤−−⋅

i

5l

Ds ≤

⇒ mjerodavan je veći tlak

5>l

Ds

s

21e

Dccs

SK20p −−⋅

⋅=

221e

lccs

SK30p ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −−⋅

⋅=

Slika 7. PLASTIČNE DEFORMACIJE KSp ⋅10

( )21100 ccsD

e

s

−−⋅