p: aùp suaát tuyeät ñoái pa : aùp suaát khí quyeån (tuyeät ñoái) pm: aùp suaát moâi tröôøng trong TB (aùp suaát laøm vieäc), aùp suaát dö, aùp suaát mamometes pv : aùp suaát chaân khoâng, ñoä chaân khoângp: aùp suaát tuyeät ñoái pa : aùp suaát khí quyeån (tuyeät ñoái) pm: aùp suaát moâi tröôøng trong TB (aùp suaát laøm vieäc), aùp suaát dö, aùp suaát mamometes pv : aùp suaát chaân khoâng, ñoä chaân khoângp: aùp suaát tuyeät ñoái pa : aùp suaát khí quyeån (tuyeät ñoái) pm: aùp suaát moâi tröôøng trong TB (aùp suaát laøm vieäc), aùp suaát dö, aùp suaát mamometes pv : aùp suaát chaân khoâng, ñoä chaân khoâng
CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN BỀN CHO THÂN THIẾT BỊ 6.1 CÁC THƠNG SỐ SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ HĨA § Khái niệm áp suất p A p pm B pv P = pa, áp suất khí p P = 0, áp suất chân không tuyệt đối p: áp suất tuyệt đối pa: áp suất khí (tuyệt đối) pm: áp suất môi trường TB (áp suất làm việc), áp suất dư, áp suất mamometes pv: áp suất chân không, độ chân không CÁC THƠNG SỐ SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ HĨA pa p1 p1 > pa TB chòu áp suất p = pm = p1 – pa = Pdư pa p1 p1 < pa TB chòu áp suất p = pa CÁC THÔNG SỐ SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ HĨA p1 > p2 > pa Thân & đáy chòu áp suất áp suất ngoài, P1dư , p2dư Vỏ chòu áp suất p2dư Nắp chòu áp suất P1dư p2 > p1 > pa Thân & đáy chịu áp suất ; P1dư , P2dư Vỏ chịu áp suất P2dư CÁC THÔNG SỐ SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ HĨA p1 > pa > p2 Thân & đáy chòu áp suất P= p1 Vỏ chòu áp suất P= pa Nắp chòu áp suất P= P1dư p2 > pa > p1 Thân & đáy chòu áp suất P=p2 Vỏ chòu áp suất P=p2 - pa Nắp chòu áp suất P= Pa CÁC THÔNG SỐ SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ HĨA pa > p1 > p2 Thân & đáy chòu áp suất P= Pa + P1 Vỏ chòu áp suất P= Pa Nắp chòu áp suất P= Pa pa > p2 > p1 Thân & đáy chòu áp suất P=Pa + P2 Vỏ chòu áp suất P= Pa Nắp chòu áp suất P=Pa 6.2 Qui định thiết bị áp lực • Thiết bị phải đăng ký kiểm định đầy đủ: Theo quy định hành, tất thiết bị sau đây: Bình áp lực có áp suất làm việc lớn 0,7 kG/cm2, dung tích lớn 25 lít, Nồi có áp suất làm việc lớn 25 lít, nồi đun nước nóng có nhiệt độ nước lớn 115 oC Đường ống dẫn nước bão hồ có đường kính từ 76 mm trở lên, đường ống dẫn q nhiệt có đường kính từ 51 mm trở lên Đường ống dẫn khí đốt 6.3 Lý thuyết vỏ mỏng Lý thuyết vỏ mỏng Lý thuyết vỏ mỏng 10 KIỂM TRA ỨNG SUẤT CHO PHÉP CỦA THÂN KHI CHỊU NÉN, [n]TB n TB s Ca K cE D t s K c 0,155 nP n TB t Hay s Ca P K cE t 37 Trình từ tính toán thiết bò Thân hình trụ hàn-chòu tác dụng momen uốn 4Mu s D 2t u Tính bề dày thực S = S’+C Tính bề dày tối thiểu S’ Yêu cầu đáp ứng p,t ca… Lựa chọn vật liệu (các thông số tính VL) Kiểm tra ứng suất Tính ứng suất uốn u Mu 4M u W D t s s C Tính toán hệ thông số phụ thuộc Và hệ số phụ thuộc ku, Ku TÍNH HỆ SỐ ku Dt 2s C a ku BẢNG GIÁ TRÒ ku 50 100 150 200 250 500 1000 2000 2500 0,06 0,12 0,15 0,17 0,17 0,14 0,10 0,08 0,07 TÍNH HỆ SỐ Ku Dt 2s C a Ku 25 250 ct K u 875 t k u E > 250 Ku = ku 39 KIỂM TRA ỨNG SUẤT CHO PHÉP CỦA THÂN KHI UỐN, [u]TB 1,5 2s Ca 0,07Et D t Ku 0,185 u TB u u TB K uE t s C a Dt s Hay s Ca 1,27 M u K u D t s E t Hay s Ca 1,27 M u K uD tE t 40 THÂN ĐỒNG THỜI CHỊU TÁC DỤNG CỦA ÁP SUẤT NGOÀI – LỰC NÉN CHIỀU TRỤC – MOMENT UỐN BƯỚC 1: XÁC ĐỊNH BỀ DÀY CỦA THÂN THEO MỖI TRƯỜNG HP RIÊNG, SAU ĐÓ CHỌN LẤY TRỊ SỐ LỚN NHẤT BƯỚC 2: ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỦA THÂN ĐỐI VỚI TIẾT DIỆN BẤT KỲ u p nP 1 p n TB u TB CHÚ Ý: NẾU THIẾU THÀNH PHẦN NÀO, THÀNH PHẦN ĐÓ BẰNG 41 thân hình trụ hànthân đồng thời chòu tác dụng áp suất – lực dọc trục (nén hay kéo) – moment (uốn hay xoắn) Tính bề dày thực S = S’+C Tính bề dày tối thiểu S’ (chọn giá trò lớn cac PP) Lựa chọn vật liệu (các thông số tính VL) td Yêu cầu đáp ứng p,t ca… Tính ứng suất xoắn x n P ,8 u 2x 8M x D t s s C a Tính ứng suất áp suất Xác đònh ứng suất tương đương Xác đònh điều kiện np ổn đònh thân td 0,87 1,2 np p D t s C a h s C a CHÚ Ý: NẾU THIẾU THÀNH PHẦN NÀO, THÀNH PHẦN ĐÓ BẰNG THÂN HÌNH CẦU Thân hình cầu tốn vật liệu nhất, chế tạo khó Chủ yếu dùng làm TB chứa dung tích lớn (100m3) TB thân cầu làm việc áp suất dư đến 2,5N/mm2, áp suất khí hay điều kiện chân không MỘT SỐ ĐIỂM CẦN CHÚ Ý KHI THIẾT KẾ THÂN HÌNH CẦU Phương pháp gia công chủ yếu: hàn giáp mối nhiều mảnh nhỏ dập sẵn Các mối hàn phải dễ quan sát Các lỗ khoét thân phải cách xa mối hàn, phải tăng cứng TB chòu áp suất BỀ DÀY TỐI THIỂU (smin) TƯƠNG ỨNG VỚI ĐƯỜNG KÍNH THÂN CẦU Dt, mm smin, mm 2000 2000 4000 4000 8000 8000 12000 10 12 14 43 Trình từ tính toán thiết bò Thân hình cầu – chòu áp suất Tính bề dày thực S = S’+C Tính bề dày tối thiểu S’ Yêu cầu đáp ứng p,t ca… Lựa chọn vật liệu (các thông số tính VL) Kiểm tra áp suất cho phép p ≤ [p] s Ca p 1,87E Dt t TÍNH BỀ DÀY TỐI THIỂU, s CÁC CÔNG THỨC TÍNH BỀ DÀY TỐI THIEÅU p s h < 2,75 2 h s 0,5D t 1 2 h 3p 2,75 12,5 s D h p 12,5 s D 4 h 45 Trình từ tính toán thiết bò Thân hình cầu – thân chòu áp suất (hệ số an toàn ổn đònh, ny = 2,6) độ oval cho phép phương 0,5% Tính bề dày thực S = S’+C Tính bề dày tối thiểu S’ Yêu cầu đáp ứng p,t ca… Lựa chọn vật liệu (các thông số tính VL) Kiểm tra áp suất cho phép p ≤ [p] s Ca p 1,87E Dt t TÍNH BỀ DÀY TỐI THIỂU, s KIM LOẠI DẺO s 0,73D t KIM LOẠI GIÒN – PHI KIM p Et s 0,73D t p nB t E 2,6 47 Bảng bề dày thân theo áp suất 48 Bài tập 1/ áp suất phản ứng : bar 2/ nhiệt độ nước bão hòa dùng cho gia nhiệt : 150°C 3/ Mơi trường phản ứng : pH=3 ? : chọn vật liệu để gia cơng thiết bị ?: tính tốn độ dày võ thiết bị ( phần hình trụ) 49 tập Xác đònh thân bề dày thân hình trụ làm Inox 304, đường kính Dt =2,5m Chiều cao thùng chứa hoá chất H = 10m, hoá chất KLR = 1600kg/m3, hệ số mối hàn = 0,98, hệ số hiệu chỉnh =1,3, áp suất làm việc bồn 3bar, tốc độ ăn mòn hoá chất T = 0,07mm/năm, ứng suất cho phép inox 304 180N/mm2 Bài tập Thân thiết bò hình trụ làm Inox 316 với Ứng suất cho phép [б]*=145N/mm2, đặt thẳng đứng có đường kính Dt = 3,5m, có chiều cao làm việc H=5m bên chứa chất lỏng có khối lượng riêng ρ =1350 kg/m3, cho hệ bổ sung ăn mòn Ca = 1mm, hệ số quy tròn kích thước C0 = 1,12mm (bỏ qua hệ số khác) Lựa chọn hệ số mối hàn φh = 0,95, hệ số hiệu chỉnh ƞ = 0,98, p suất làm việc pm = 1,12 N/mm2 Tính bề thực thân thiết bò ... CÁC THƠNG SỐ SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ HĨA pa p1 p1 > pa TB chòu áp suất p = pm = p1 – pa = Pdư pa p1 p1 < pa TB chòu áp suất p = pa CÁC THƠNG SỐ SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ VÀ TÍNH... Trình từ tính toán thiết bò Thân hình trụ hàn-chòu áp suất Tính bề dày thực S = S’+C Tính bề dày tối thiểu S’ Yêu cầu đáp ứng p,t ca… Lựa chọn vật liệu (các thông số tính VL) Kiểm tra áp suất cho. .. liệu (các thông số tính VL) Tính toán vòng tăng cứng TÍNH BỀ DÀY TỐI THIỂU, s Chiều dài tính toán thân, L L = H (trụ) (thân có lắp mặt bích, nối với đáy phẳng) L H trụ h đá y (thân