TÍNH TOÁN BỀN CHO ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME VÀ HỒ LÊ VIÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ BÁO CÁO NHÓM 9: TÍNH TOÁN BỀN CHO ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI GVHD: TS NGUYỄN HỮU HIẾU TỔNG QUAN I.TÍNH TOÁN BỀN CHO ĐÁY, NẮP THEO HỒ LÊ VIÊN II.TÍNH TOÁN BỀN CHO ĐÁY, NẮP THEO ASME III GIA CÔNG ĐÁY, NẮP IV TÀI LIỆU THAM KHẢO I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN B1 Chọn trước bề dày thực, s B2 Tính thông số B3 Kiểm tra áp suất tính toán cho phép, [p] ELLIPSE NÓN CẦU  Tính bề dày thân trụ chịu áp suất  Chọn bề dày đáy, nắp bề dày thân trụ S = 1,18D(.)0,4  D: Đường kính, mm;  Et: môđun đàn hồi vật liệu, N/mm2;  L: chiều dài, mm;  Pn: áp suất tính toán, N/mm2 Sự biến đổi môđun đàn hồi E, hệ số dẫn nhiệt l, hệ số nở dài a phụ thuộc vào nhiệt độ loại thép Nhiệt độ OC Thép cacbon (15,20,25, ) Thép hợp kim (15XM, 12XMf, ) Thép austenit (1X18H9T, ) E, N/mm2 l, W/m.độ a.10-6 E, N/mm2 l, W/m.độ a.10-6 E, N/mm2 l, W/m.độ a.10-6 20 2,05.105 54,52 11,8 2,1.105 47,54 11,9 2,05.105 14,5 16,4 100 1,96.105 49,88 12,4 2,0.105 44,1 12,6 - 16,12 16,6 200 1,88.105 46,4 13 1,99.105 - 13,2 - - 17 300 1,75.105 41,76 13,6 1,98.105 37,5 13,7 - 19 17,2 400 1,61.105 37,12 14,2 1,90.105 - 14 1,82.105 - 17,5 500 1,40.105 33,65 14,4 1,76.105 32,48 14,3 1,62.105 22,05 17,9 600 - 29 - 1,56.105 29 - 1,34.105 23,66 18,2 Nhiệt độ làm việc giới hạn (bắt đầu oxy hóa mạnh) 5200C 5600C 8000C I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN ELLIPSE NÓN CẦU B1 Chọn trước bề dày thực, s  Bán kính cong bên đỉnh đáy, nắp, mm B2 Tính thông số B3 Kiểm tra áp suất tính toán cho phép, [p] Rt= I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN B1 Chọn trước bề dày thực, s B2 Tính thông số B3 Kiểm tra áp suất tính toán cho phép, [p] ELLIPSE NÓN CẦU  Tỉ số giới hạn đàn hồi vật liệu làm đáy (nắp) X=  Thép cacbon thép hợp kim: X = 0,9  Thép không gỉ: X = 0,7 I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN ELLIPSE NÓN [0,15; 0,5] CẦU [0,2; 0,3] B1 Chọn trước bề dày thực, s B2 Tính thông số B3 Kiểm tra áp suất tính toán cho phép, [p]  Nếu [p] pn bề dày chọn hợp lí  Ngược lại, tăng bề dày lên Với K tra theo bảng sau: 80 100 150 0,25 0,85 0,86 0,90 0,923 0,935 0,940 0,946 0,955 0,20 0,88 0,90 0,92 0,940 0,950 0,955 0,960 0,965 0,25 0,91 0,92 0,94 0,956 0,960 0,970 0,975 0,980 0,30 0,93 0,94 0,957 0,966 0,970 0,978 0,980 0,984 0,35 0,95 0,96 0,975 0,980 0,985 0,40 0,97 0,975 0,99 200 250 0,995 0,996 300 0,99 1,0 350 400 0,994 0,998 - - I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN ELLIPSE NÓN CẦU B1 Chọn trước bề dày thực, s B2 Tính lực nén tính toán, P B3 Tính lực nén chiều trục cho phép, [P] B4 Tính áp suất cho phép, [pn] B5 Kiểm tra điều kiện ổn định đáy nón  Chọn bề dày bề dày thân trụ chịu áp suất I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN ELLIPSE NÓN B1 Chọn trước bề dày thực, s B2 Tính lực nén tính toán, P B3 Tính lực nén chiều trục cho phép, [P] B4 Tính áp suất cho phép, [pn] B5 Kiểm tra điều kiện ổn định đáy nón  Dn: đường kính ngoài, mm  Pn: áp suất ngoài, N/mm2 CẦU ELLIPSE II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME NÓN CẦU 60o 10 Pa Pa  A bên phải đồ thị: Pa =  A bên trái đồ thị: < < 10 10  Pa1 = () B  Pa2 = () Pa = Min (Pa1, Pa2) E mô đun đàn hồi nhiệt độ thiết kế, tra từ giản đồ Phụ lục 3, Mục II.D 2B) II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME ELLIPSE NÓN CẦU Khi α > 60o Bề dày nón giống với yêu cầu bề dày đáy phẳng chịu áp suất với đường kính đường kính lớn hình nón II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME ELLIPSE NÓN CẦU B1 Xác định thông số B2 Ước lượng giá trị t B3 Xác định giá trị tn B4 Kiểm tra áp suất pa  Tương tự xác định thông số cho đáy, nắp hình Ellipse II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME B1 Xác định thông số ELLIPSE NÓN CẦU  Tính tỉ số  D0: đường kính (hoặc ngoài) đáy, nắp (in) B2 Ước lượng giá trị t B3 Xác định giá trị tn B4 Kiểm tra áp suất pa  Tìm tỉ số => bề dày tối thiểu t  tra theo giản đồ nhiệt độ thiết kế T II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME B1 Xác định thông số B2 Ước lượng giá trị t B3 Xác định giá trị tn B4 Kiểm tra áp suất pa ELLIPSE  Bề dày thực tế: NÓN CẦU t’= t+C.A (in)  C.A hệ số ăn mòn, thường lấy C.A=0,065 in, tối đa 0,125 in  Bề dày tiêu chuẩn: chọn bề dày tiêu chuẩn tn thị trường cho tn ≥ t’ II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME ELLIPSE NÓN CẦU Pa: áp suất tối đa cho phép (psi) B1 Xác định thông số B2 Ước lượng giá trị t B3 Xác định giá trị tn B4 Kiểm tra áp suất pa  Tính toán tương tự trường hợp đáy, nắp hình Ellipse  Kiểm tra:  Nếu Pa P chọn bề dày t  Nếu Pa P, ta tăng bề dày III GIA CÔNG ĐÁY NẮP GIA CÔNG ĐÁY, NẮP ELLIPSE III GIA CÔNG ĐÁY NẮP GIA CÔNG ĐÁY, NẮP HÌNH CẦU III GIA CÔNG ĐÁY NẮP GIA CÔNG ĐÁY, NẮP HÌNH NÓN III GIA CÔNG ĐÁY NẮP GIA CÔNG ĐÁY, NẮP HÌNH NÓN IV TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ Lê Viên, Tính toán, thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nôi, 2006 [2] ASME, 2015 ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Section II Materials, Part D Properties(Metric) , pp 70, 785-791, 796- , July 2015 [3] ASME, 2015 ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Section VIII Rules for Construction of Pressure Vessels, Division 1, pp 89-90, July 2015 CÁM ƠN THẦY VÀ MỌI NGƯỜI ĐÃ LẮNG NGHE [...]... của đáy nón, mm; I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN ELLIPSE NÓN CẦU B1 Chọn trước bề dày thực, s B2 Tính lực nén tính toán, P B3 Tính lực nén chiều trục cho phép, [P] B4 Tính áp suất ngoài cho phép, [pn] B5 Điều kiện ổn định của đáy nón Nếu điều kiện không thỏa mãn thì lấy tăng bề dày S của đáy I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN ELLIPSE NÓN CẦU B1 Tính bề dày tối thiểu,... Tính bề dày thực, s B3 Kiểm tra áp suất tính toán cho phép, [p]  Rt: Bán kính trong của đáy cầu (mm)  p: Áp suất tính toán trong thiết bị (N/mm2)  Et: modun đàn hồi của vật liệu ở nhiệt độ làm việc (N/mm2) I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN B1 Tính bề dày tối thiểu, s’ B2 Tính bề dày thực, s B3 Kiểm tra áp suất tính toán cho phép, [p] ELLIPSE NÓN S= S’+C C: Hệ số bổ sung CẦU I ĐÁY, NẮP... ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME ELLIPSE NÓN CẦU Tính theo ASME 2015 VIII devision 1, trang 89-90 t= B1 Xác định các thông số tính toán B2 Tính bề dày sơ bộ B3 Kiểm tra áp suất  t: bề dày sơ bộ đáy, nắp (mm)  P = 1,67Ptt (Psi)  E = 1,00 (Psi) cho tất cả các trường hợp  S: ứng suất cho phép (Psi) S tra bằng bảng 1A trang 70 ASME II-D-M 2015 II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME B2 Xác định... II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME ELLIPSE NÓN CẦU  Nhiệt độ tính toán T () B1 Xác định các thông số tính toán B2 Tính bề dày sơ bộ B3 Kiểm tra áp suất  Áp suất tính toán p (psi): p = pa  Modun đàn hồi E (psi) Tra tại ASME 2015 II D table TM-1 TM-5, pg 783-787 Mô Đun Đàn Hồi 31 29 27 E (106 psi) 25 23 304316 21 19 17 15 -500 -300 -100 100 300 500 T (°F) 700 900 1100 1300 1500 II ĐÁY, NẮP CHỊU... lớn nhất của hình nón II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME ELLIPSE NÓN CẦU B1 Xác định các thông số B2 Ước lượng giá trị t B3 Xác định giá trị tn B4 Kiểm tra áp suất pa  Tương tự như xác định các thông số cho đáy, nắp hình Ellipse II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME B1 Xác định các thông số ELLIPSE NÓN CẦU  Tính tỉ số  D0: đường kính trong (hoặc ngoài) của đáy, nắp (in) B2 Ước lượng giá... 0,098 0,14 0,15 0,14 0,118 0,08 0,06 0,055 ELLIPSE I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN NÓN CẦU [pn] B1 Chọn trước bề dày thực, s B2 Tính lực nén tính toán, P B3 Tính lực nén chiều trục cho phép, [P] B4 Tính áp suất ngoài cho phép, [pn] B5 Điều kiện ổn định của đáy nón  L’: chiều cao phần nón của đáy, mm  D’: đường kính tính toán của đáy, mm D’= hoặc D’ =   và là đường kính trong lớn... CẦU I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN ELLIPSE NÓN CẦU [p] p: thoả điều kiện bền B1 Tính bề dày tối thiểu, s’ B2 Tính bề dày thực, s B3 Kiểm tra áp suất tính toán cho phép, [p]  Trường hợp có uốn mép: < 400 thì [p] = 0,09Et ()2 Với : giới hạn chảy của vật liệu ở nhiệt độ tính toán (N/mm2)  Trường hợp không có uốn mép: Áp suất cho phép của đáy cầu không uốn mép phụ thuộc vào bề dày đáy... ELLIPSE II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME NÓN CẦU 60o 10 Pa Pa  A bên phải đồ thị: Pa =  A bên trái đồ thị: < < 10 10  Pa1 = () B  Pa2 = () Pa = Min (Pa1, Pa2) E là mô đun đàn hồi tại nhiệt độ thiết kế, tra từ giản đồ Phụ lục 3, Mục II.D 2B) II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME ELLIPSE NÓN CẦU Khi α > 60o Bề dày của nón giống với yêu cầu bề dày của đáy phẳng chịu áp suất ngoài với đường...I ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO HỒ LÊ VIÊN ELLIPSE NÓN CẦU B1 Chọn trước bề dày thực, s B2 Tính lực nén tính toán, P Kc là hệ số phụ thuộc vào tỉ số B3 Tính lực nén chiều trục cho phép, [P] B4 Tính áp suất ngoài cho phép, [pn] B5 Kiểm tra điều kiện ổn định của đáy nón [25; [25; 250 250]] Kc Kc > > 250 250... ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME B2 Xác định các thông số tính toán ELLIPSE B4 Kiểm tra áp suất CẦU  Tính hệ số A:  Từ A tra B theo các giản đồ trong ASME 2015 II-D-M, trang 796- 919  Tính Pa: B3 Tính bề dày sơ bộ NÓN t  Nếu A nằm về phía bên trái giản đồ không thể tra thì: = II ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME ELLIPSE NÓN CẦU 60o  B1: Chọn giá trị te và xác định giá trị ,  B2: Tra hệ số A  Từ Giản