ŠTO SU SAMOJAČANE MLAZNICE POSUDA ​​POD TLAKOM?

Kada govorimo o samoojačanim mlaznicama, općenito se pretpostavlja da će ojačanje koje može izdržati opterećenja koja utječu na mlaznicu biti sastavni dio mlaznice. To znači da samoojačane mlaznice ne trebaju pomoćne elemente (poput ugrađenih mlaznica) kako bi izdržale projektne uvjete i vanjska opterećenja. Na praktičnoj razini, samoojačane mlaznice su one koje nemaju pričvršćenu dodatnu vrstu ojačanja (podlošku), a svi zavari između vlastitih komponenti i između mlaznice i posude su punog proboja. Zbog toga bi se ove mlaznice mogle nazvati i integralno ojačane. Postoje različite konfiguracije samoojačanih mlaznica. Najčešće korišteni su sljedeći: Long Welding Neck (LWN) ili ravna glavčina, promjenjive debljine glavčine i mlaznice proizvedene pomoću cijevi standardizirane debljine.

Intuitivno se može primijetiti da obično samoojačane mlaznice podrazumijevaju povećanje troškova u odnosu na nesamoojačane mlaznice. Stoga razlozi koji dizajnera navode da odabere jednu specifičnu vrstu među svim mogućnostima moraju biti obrazloženi i potpuno ispitani.

Ti razlozi mogu ovisiti o različitim čimbenicima kao što su tlak, temperatura, prisutnost promjenjivih opterećenja (zamor), velika vanjska opterećenja kao posljedica spajanja na cijev, itd. Obično su zahtjevi za upotrebu samoojačanih mlaznica uključeni u specifikacija poslova koja pripada vlasnicima industrijskih postrojenja u kojima se te mlaznice koriste ili, povremeno, ovi zahtjevi mogu biti navedeni u specifikaciji davatelja licence ako je primjenjivo.

Zbog gore navedenog, nije moguće utvrditi posebne kriterije u vezi s tim kada koristiti ovu vrstu mlaznica za sve slučajeve, već samo neke opće smjernice koje bi se trebale koristiti kao prvi pristup za razmatranje u kojim scenarijima bi se samoojačane mlaznice trebale koristiti smatrati dizajnerskim rješenjem. Scenariji poput onih u kojima projektni uvjeti uključuju sljedeće učinke pogoduju odabiru samoojačanih mlaznica: proučavana komponenta mora izdržati promjenjiva opterećenja (zamor), tangencijalne ili nagnute mlaznice u odnosu na posudu na koju su mlaznice pričvršćene, smrtonosna usluga, visoki tlak, visoke temperature ili tlačne posude velike debljine.

Kao što je već navedeno, samoojačane mlaznice često idu ruku pod ruku s teškim ili kritičnim radnim uvjetima. Zbog toga je zgodno spomenuti da se kod ove posebne vrste mlaznica koncentratori naprezanja moraju što je više moguće eliminirati.

Za neke projektne kodove, kriteriji za projektiranje i proračun za samoojačane mlaznice i ugrađene mlaznice nisu uvijek isti. Zahtjevi su konzervativniji za potonji slučaj. Kao primjer, razmotrite studiju provjere ASME odjeljak VIII odjeljak 2, postupak za određivanje je li potrebna analiza zamora. Ako je određena oprema ili bilo koja od njezinih komponenti integralne konfiguracije, može izdržati veći broj promjenjivih opterećenja nego oprema s neintegralnom konfiguracijom, a da nije potrebno provjeravati njezinu čvrstoću protiv zamornih opterećenja posebnim proračunom.

Vraćajući se ekonomskom pitanju, čak i ako je potpuno jasno da su samoojačane mlaznice idealno rješenje za određeni slučaj, treba uzeti u obzir da su neke konfiguracije samoojačanih mlaznica izrađene od kovanog materijala. To znači visoke ekonomske troškove, zbog čega je vrlo važno optimizirati dizajn kako se troškovi ne bi pretjerano povećali.

Pod djelovanjem unutarnjeg tlaka, neravnomjerna raspodjela naprezanja u debelostijenom cilindru veća je na unutarnjoj, a manja na vanjskoj stijenci. Kako bi se poboljšala nejednolikost ove raspodjele naprezanja u cilindru, tretman nadtlakom može se provesti unaprijed prije nego što se cilindar s debelim stijenkama stavi u upotrebu, a pod strogo kontroliranim tlakom preopterećenja, slojni dio tijela cilindra može proizvesti plastičnu deformaciju u obliku plastične zone, dok je vanjski materijal još uvijek u elastičnom stanju.

Nakon što se tlak održi neko vrijeme, dio sloja ljuske koji ima plastičnu deformaciju ne može se vratiti u početni položaj zbog zaostale deformacije, a vanjski materijal koji je još uvijek u elastičnom stadiju nastoji se vratiti u prvobitni položaj. stanju, ali je blokiran unutarnjim materijalom koji se ne može vratiti u prvobitno stanje i ne može se potpuno obnoviti. Zbog toga se u stijenci cilindra stvara prednapeto stanje kompresije unutarnjeg sloja i napetosti vanjskog sloja. Kada se cilindar pusti u rad i podvrgne radnom tlaku, unutarnje naprezanje stijenke uzrokovano radnim tlakom superponira se s prednapregnutim naprezanjem koje stvara unutarnji tlak i vanjska napetost, tako da je unutarnje naprezanje stijenke s izvornom visokom razinom smanjeno, dok je naprezanje vanjske stijenke s izvorno niskom razinom odgovarajuće povećano, a raspodjela naprezanja duž debljine stjenke nastoji biti ujednačena, čime se poboljšava nosivost cilindra.

Kroz kontrolirani tretman nadtlakom, samo unutarnji sloj popušta dok vanjski sloj ostaje elastičan i koristi vlastitu elastičnu kontrakciju za stvaranje prednaprezanja, kako bi se poboljšala nosivost cilindra, što se naziva samoojačanje cilindra debelih stijenki.