Tính bền cơ khí thiết bị chịu áp suất trong theo ASME

Tính bền cơ khí thiết bị chịu áp suất trong theo ASME

Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh

Khoa Kĩ Thuật Hóa Học

ĐỀ TÀI:

TÍNH TÍNH BỀN CƠ KHÍ CHO THIẾT BỊ CHỊU

ÁP SUẤT TRONG THEO ASME

GVHD: Nguyễn Hữu Hiếu

CỞ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ THIẾT BỊ HÓA HỌC

• ASME : The American Society for

Mechanical Engineers (Hi p h i các kĩ s ệp hội các kĩ sư ội các kĩ sư ư

c khí Hoa Kỳ)ơ khí Hoa Kỳ)

• Đây là b quy t c tiêu chu n trong vi c, ội các kĩ sư ắc tiêu chuẩn trong việc, ẩn trong việc, ệp hội các kĩ sư

tính toán, thi công, ch t o thi t b nh : ế tạo thiết bị như: ạo thiết bị như: ế tạo thiết bị như: ị như: ư

đư ờng ống, bình, bồn bể, các thiết bị ng ng, bình, b n b , các thi t b ống, bình, bồn bể, các thiết bị ồn bể, các thiết bị ể, các thiết bị ế tạo thiết bị như: ị như:

nhi t,…ệp hội các kĩ sư

Ngoài ra còn có các tiêu chu n đ ch n ẩn trong việc, ể, các thiết bị ọn

các v t li u thi công, các qui t c v hànật liệu thi công, các qui tắc về hàn ệp hội các kĩ sư ắc tiêu chuẩn trong việc, ề hàn .

1 Giới thiệu chung về ASME

• Nguyên t c thi t k : ắc thiết kế: ết kế: ết kế:

B dày yêu c u t i thi u c a v thi t b ề hàn ầu tối thiểu của vỏ thiết bị ống, bình, bồn bể, các thiết bị ể, các thiết bị ủa vỏ thiết bị ỏ thiết bị ế tạo thiết bị như: ị như:

ch u áp su t trong không đ ị như: ất trong không được bé hơn bề ư ợc bé hơn bề c bé h n b ơ khí Hoa Kỳ) ề hàn dày tính toán

• Phân lo i: ại:

- Thi t b ch u áp trong thông th ế tạo thiết bị như: ị như: ị như: ư ờng ống, bình, bồn bể, các thiết bị ng

- Thi t b ch u áp trong cao ế tạo thiết bị như: ị như: ị như:

2 Phương pháp tính toán

4/37

Tính toán bề dày tối thiểu theo

tiêu chuẩn ASME

Các bước tính toán

B1: Lựa chọn các thông số phù hợp;

B2: Xác định các điều kiện;

B3: Tính chiều dày tối thiểu của thiết bị theo công thức;

B4: Tính chiều dày thực, sau đó kiểm tra áp suất tính toán.

Các đại lượng theo ASME

t :là chiều dày của thiết bị, in;

P :là áp suất trong, psi ;

R i , R o :lần lượt là bán kính trong và bán kính ngoài của thiết bị, in ;

S :là ứng suất tối đa cho phép, ksi ;

E :là hệ số bền mối hàn;

6/37

Bước 1: Xác định áp suất thiết và nhiệt độ thiết kế

 Nếu < 5%P thì có thể bỏ qua.

nhiệt độ trung bình của kim loại

  

Bước 2: Xác đinh vật liệu

 Xác định vật liệu theo thành phần hóa học của vật liệu.

8/37

Bước 2: xác đinh vật liệu

 Xác định vật liệu theo nhiệt độ tính toán.

10/37

Bước 3: Tính toán bề dày tối thiểu

THÂN HÌNH TRỤ

12/37

Tính toán cho thân hình trụ chịu áp suất

trong thông thường

Tính toán cho thiết bị hình trụ chịu áp trong cao

THÂN HÌNH CẦU

Điều kiện t 0.356Ri hoặc

- Phụ thuộc vào kiểu hàn và cách thức kiểm tra mối hàn

- E càng lớn tương ứng với chất lượng của mối hàn và phương thức kiểm tra càng cao, dẫn đến

bề dày tối thiểu tính toán được sẽ nhỏ hơn so với mối hàn chất lượng thấp và phương pháp kiểm tra đơn giản

- Có thể lựa chọn E theo bảng: (giá trị chọn

không được cao hơn giá trị được ấn định trong

Hệ số bền mối hàn

Hệ số bền mối hàn

Có thể lựa chọc trụcn E theo bảng: (giá trị chọc trụcn không được cao hơn giá trị được ấn định trong bảng)

18/37

H s b n m i ệ số bền mối ố bền mối ền mối ố bền mối

hàn

ỨNG SUẤT TỐI ĐA CHO PHÉP S

 Giá trị ứng suất cho phép S phải nhỏ

hơn các giá trị được tra hoặc tính toán.

 Trong ASME 2015, ta có thể nhận các giá trị S theo vật liệu đã chọn.

22/37

 Theo ASME 2013, division 1:

 Theo ASME 2013, division 2:

Division 2 Ngược lại Division 1 lại có độ an toàn cao hơn Division 2.

  

UTS và YS c a 1 s lo i v t li u ủa vỏ thiết bị ống, bình, bồn bể, các thiết bị ạo thiết bị như: ật liệu thi công, các qui tắc về hàn ệp hội các kĩ sư

26

Hệ số bổ sung bề dày tính

toán

Thường người ta lấy C.A = 0.125 (in)

  

1 Lựa chọn vật liệu theo nhiệt

độ ta chọn vật liệu SA-515-70

2 Chọn hệ số bền mối hàn E = 0.85 tương ứng với

trường hợp hàn 2 phía và phương pháp kiểm tra mối hàn là kiểm tra diểm bằng tia X

30/37

3 Tính ng su t t i đa cho ứng suất tối đa cho ất trong không được bé hơn bề ống, bình, bồn bể, các thiết bị

phép

 Theo Division 1

UTS/3,5 = 25,714 YS/1,5 = 25,333

 Chọn ứng suất cho phép tối đa:

= 25ksi

  

32/37

 Thử điều kiện áp suất:

 Ta sử dụng tính bề dày cho thiết bị chiu áp suất

thường

 Chọn phương thức hàn dọc trục, suy ra tính toán

bề dày thiết bị chịu áp suất tiếp

 Tính theo TCVN

 Kiểm tra lại điều kiện:

 Nhận xét, kết quả tính từ tiếu không chênh lệnh

quá nhiều

  

CÔNG CỤ TÍNH TOÁN

34/37

CÔNG CỤ TÍNH TOÁN

 https://mathtab.com/app_id=3815

Tài li u tham kh o ệp hội các kĩ sư ảo

 ASME 2015 section VIII Division 1 – Rules for

Construction of Pressure Vessels

 2013

 https://mathtab.com/app_id=3815

 http://

www.pdhcenter.com/courses/m398/m398content pdf

 http://

www.engineersedge.com/calculators/shell_intern al_pres_pop.htm

36/37

CẢM ƠN CÁC BẠN ĐÃ

LẮNG NGHE