Diplomska

UNIVERZITET „SV. KIRIL I METODIJ“ – SKOPJE

MA[INSKI FAKULTET – SKOPJEDODIPLOMSKI PROFESIONALNI STUDII

Aleksandar Arsov

Izrabotka na kompjuterski program za presmetka na elementi od sadovi pod pritisok

INTERDISCIPLINAREN PROEKT - DIPLOMSKA RABOTA

SKOPJE, 2011

2

Mentor: Prof.dr. Marjan GavriloskiMa{inski fakultet – Skopje

^lenovi na komisijata: Prof. d-r Marjan GavriloskiMa{inski fakultet – Skopje

Prof. d-r Zoran BogatinovskiMa{inski fakultet – Skopje

Prof. d-r. Dimitri KozinakovMa{inski fakultet – Skopje

Data na odbrana: 15.09.2011

Data na promocija: 15.09.2011

TEHNI^KI NAUKI - MA[INSTVO

3

Aleksandar Arsov

IZRABOTKA NA KOMPJUTERSKI PROGRAM ZA PRESMETKA

NA ELEMENTI OD SADOVI POD PRITISOK

APSTRAKT: Vo diplomskata rabota e prika`ano op{ti

karakteristiki i podelbi na sadovite pod

pritisok spored slu`ben vesnik na R.

Makedonija br.17 od 2007. Isto taka e

opfateno i principot na presmetka na

sadovite so koristewe na formulite spored

pravilnikot za presmetka European Standard

EN 13445-3 del 3 "Sadovi pod pritisok" i

objasnuvawe na funkcionalnosta na

izraboteniot program za presmetka spored

Evropskite pravilata i propisi. Isto taka e

izvr{ena i analiza t.e proverka na

presmetka na pla{tot i danceto od sad pod

pritisok so formuli i so koristewe na

programot. Pod sad pod pritisok se

podrazbira sad koj e hermeti~ki zatvoren i

koj e konstruiran da go izdr`i nadvore{niot

i vnatre{niot pritisok koj deluva vrz nego.

KLU^NI ZBOROVI: sad pod pritisok, konstrukcija, presmetka,

dizajnirawe, SQL, VISUL STUDIO 2010

PROFESIONAL, .NET Framework 4, SQL Server

Compact 3.5, VB.NET, Windows Presentation

Foundation (WPF), Reports application

4

Aleksandar Arsov

PREPARATION OF COMPUTER PROGRAM FOR CALCULATION ELEMENTS OF PRESSURE VESSEL

ABSTRACT: In this diploma work e showing the general

characteristics and the division of vessels under

pressure according “Sluzben Journal of the R.

Macedonia No.17 since 2007”. It is also included e

principle and the computation of the containers with

the utilization according to the formula for calculating

pravilnikot European Standard EN 13445-3 Part 3

'Design" explanation, and the functionality of the

preparation program for computation according to the

European standard and regulations. It is also e carried

out and the analysis and checking the computation of

the plastot danceto and under pressure from the

United States with the formula and by using a

programot. Under pressure vessel the meaning theat is

hermetically sealed, and is designed to ehitstand the

internal and external loads.

KEY WORDS: pressure vessel, construction, calculation, designing,

VISUL STUDIO 2010 PROFESIONAL, .NET

Framework 4, SQL Server Compact 3.5 for local data

.sdf), VB.NET, Windows Presentation Foundation

(WPF), Reports application

5

Sodr`ina:

1. Op{ti za sadovi pod pritisok

2. Podelba na sadovite pod pritisok

3. Odreduvawe na klasata na sadovite pod pritisok

4. O{tetuvawe na sadovite pod pritisok

5. Standardi za presmetka na sadovi pod pritisok

6. Proektirawe spored formula

6.1. Proektirawe na pla{t

6.2. Presmetka na dance

6.2.1.Presmetka na ramno dance

6.2.2.Presmetka na torosferi~no dance

6.2.3.Presmetka na elipsoidno dance

6.3. Presmetka na dol`ina na cilindarot

6.4. Presmetka na otvori

6.5. Presmetka i dimenzionirawe na potpori

6.5.1.Horizontalni potpori vo sedlo

6.5.2.Horizontalni potpori so prsten

7. Presmetka na sad pod pritisok so pomo{ na {kolski program

8. Analiza na vlezno-izlezni rezultati

9. Prilog 1

10. Prilog 2

11. Zaklu~ok

6

12. Koristena literatura

1. OP[TI ZA SADOVI POD PRITISOK

Sad pod pritisok e sad koj e hermeti~ki zatvoren i koj

e konstruiran da go izdr`i nadvore{niot i vnatre{niot

pritisok koj deluva vrz nego. Tie se konstrukcii so

{uplini nameneti za izveduvawe na hemisko-

tehmolo{ki procesi, smestuvawe i transport na

razli~ni masi. Sadovite pod pritisok se izrabotuvaat

od yidovi so krivi povr{ini (cilindri~ni, sferi~ni,

elepsioidni ili paraboli~ni). Debelinata na yidovite na

ovie sadovi se opredeluva na osnova na presmetka

na naponot i krutosta (spored standardot ). Sadot

treba da gi ispolnuva osnovnite propisi vo pogled na osnovniot materijal za

izrabotka, kvalitetot na zavarenite spoevi, tehnologijata na izrabotka i

sigurnosta pri eksplatacija. Poradi ova sadovite se podle`ni na redovni

ispituvawa i kontroli vo tekot na eksplatacijata t.n. atestirawe. Posebno se

strogi barawata za atestirawe na sadovite koi rabotat pod visoki pritisoci i

temperaturi (kotli i reaktori). Toga{ se primenuvaat posebni ispituvawa

(ultrazvu~ni, magnetni, rengenski i dr...) na kvalitetot pred se poradi

zavarenite spoevi so cel na iznao|awe gre{ki ili prsnatini.

Izborot na odgovaruva~kiot materijal zavisi od mehani~koto

opteretuvawe koe najgolem del proizleguva od pritisokot vo sadot i

te`inata. Isto taka izborot na materijalot zavisi i od karakterot i

agresivnosta na rabotnata masa vo sadot, temperaturata i cenata.

Nelegiranite konstruktivni ~elici se osnoven materijal za izrabotka na

sadovi pod pritisok za op{ta namena. Se koristat za pritisok do 1.6 bar i

rabotna temperatura od -30oS do 250oS. Za izrabotka ka kotli se koristat

specijalni kotlovski limovi nameneti za pogolemi pritisoci i tempearturi. Isto

taka kaj specijalnite sadovi se koristi i ognootporen ner|osuv~ki ~elik (Cr,

Ni, Ti i Cu).

7

Za izrabotka na sadovi so leewe se koristi leen ~elik, koj se primenuva za

temperatura od 15oS do 250oS, pritisok do 60 bar i pre~nik do 2 metra.

Postojanosta na leeniot ~elik vo agresivna sredina se zgolemuva so legirawe

(alkalni-Cr+Ni, kiselina-Cu).

Za izrabotka na sadovi se koristi i Al, Ti, plasti~ni masi (faolit,

polivinilhlorid), ve{ta~ka smola, a mo`e i staklo, keramika i guma.

2. PODELBA NA SADOVITE POD PRITISOK

Sadovite pod pritisok mo`e da gi podelime vo nekolku kategorii i toa:

sadovi sprema geometriskite karakteristiki, spored karkateristikite na

rabotniot pritisok, spored izvedbata i spored namenata.

Spored geomtriskite karkateristiki sadovite se delat na:

Volumenski

mali do 1.5 m3

sredni od 1.5 m3 do 15 m3

golemi od 15 m3 do 150 m3

mnogu golemi preku 150 m3

Debelina na pla{tot

tenki do 6 mm

sredni od 6 mm do 30 mm

debeli od 30 mm do 100 mm

mnogu debeli nad 100 mm

Spored zafatninata

mali do 0.5t

sredni od 0.5t do 5t

golemi od 5t do 50t

mnogu golemi nad 50t

Spored oblikot na na sadot

cilindri~en

okrugol

torusen

koni~en

bo~vest

8

prizmati~en

piramidalen

kombiniran

Spored karakteristikite na rabotniot pritisok

Raboten pritisok

nizok do 4 bar

sreden od 4 do 25 bar

vison od 25 do 80 bar

mnogu visok od 80 do 200 bar

ehtra visok nad 200 bar

Rabotna temperatura

mnogu niska pod -60oS

niska od -60oS do 0oS

umerena od 0oS do 120oS

visoka od 120oS do 4000S

mnogu visoka nad 4000S

Spored akumuliranta energija ( )

mnogu mala do 0.3 bar.m3

mala od 0.3 bar.m3 do 4 bar.m3

sredna od 4 bar.m3 do 80 bar.m3

golema od 80 bar.m3 do 1600 bar.m3

mnogu golema od 1600 bar.m3 do 31500 bar.m3

ehtra golema nad 315000 bar.m3

Spored agregatnata sosotjba na rabotnata masa

te~na

plin i parea

pove}efazna sostojba

Spored fizi~ko-hemiskite osobini na rabotnata masa

neutralna

agresivna

9

zapaliva

eksplozivna

otrovna

radioaktivna

Spored izvedbata

Konstrukcija

Materijal

~elik

leen ~elik

leeno `elezo

oboeni metali i leguri

nemetali

kombinacija na materijal

Tehnologija na izrabotka i spojuvawe

oblikuvawe vo ladna i topla sostojba

leewe

zavaruvawe

lemewe

zaptivawe

10

lepewe

spojuvawe so

kombinirani postapki

Spored namenata

za skladirawe

transport

energetski postrojki

tehnolo{ka-procesna postrojka

snabduvawe so rabotna i za{titna masa

razli~ni nameni - doma}instvo, medicina, sport i drugo

11

3. ODREDUVAWE NA KLASATA NA SADOVITE POD

PRITISOK

Postojat nekolku klasi na sadot od negovata izvedba do negovata

rabotna sostojba i toa:

proektna klasa - potrbno nivo na iskoristenost spored tablica

izvedena klasa - ostvaeno nivo na iskoristenost posle izrabotka

i montaà a pred eksplatacija

momentna klasa - momentalno nivo na iskoristenost vo bilo

koe vreme

kriti~no otkaùvawe na aparatot koe treba da se spre~i

Za odreduvawe na klasata na sadot spored tablica potrebnoe e da se

presmetaat bodovite koi gi sodrìi sadoi i spored tablicata se odreduvaa

klasata. Bodovi se sobiraat od nekolku faktori i tie se:

Raboten pritisok

o nizok 0 bodovi

o sreden 1 bod

o visok 2 boda

o mnogu visok 3 boda

o ehtra visok 4 boda

Volumen na sadot

o mal 0 bodovi

o sreden 1 bod

o golem 2 boda

o mnogu golem 3 boda

Akumulirana energija

o mnogu mala 0 bodovi

o mala 1 bod

o sreden 2 boda

o golem 3 boda

12

o mnogu golem 4 boda

o ehtra golem 5 boda

Rabotna temperatura

o mnogu niska 0 bodovi

o niska 1 bod

o umerena 2 boda

o visoka 3 boda

o mnogu visoka 4 boda

Deluvawe na masata na okolinata

o neutralana (pH od 6 do 8) 0 bodovi

o agresivna 1 bod

o zapaliva od 1 do 3 boda

o eksplozivna od 2 do 5 bodovi

o otrovna od 2 do 5 boda

o radioaktivna od 2 do 6 boda

o mo`ni kombinacii od 2 do 6 boda

I koga }e se sumiraat potrebnite bodovi se dobiva tablicata

odreduvawe na klasata na sadot

Vkupen broj na

bodoviklasa

bez nadvore{ni faktori so nadvore{ni faktori

nad 15 I I

od 10 do 15 II I

od 5 do 10 III II (I)

do 5 IV III (II, I)

Spored pritisokot sadovite se delat vo ~etri klasi i toa

I klasa - glavni sadovi vo nuklearni postrojki, sadovi so jako

otrovni rabotni masi, golemi sadovi so otrovni, eksplozivni i zapalivi rabotni

masi

13

II klasa - mnogu va`ni i golemi sadovi vo procesni postrojki:

reaktori, izmenuva~i, golemi sadovi pod pritisok, golemi i sredni parni kotli

III klasa - va`ni sadovi vo procesni postorjki: izmenuva~i,

sredni sadovi i mali parni kotli

IV klasa - mali sadovi so neutralna rabotna masa.

Spored Evropskite nasoki sadovite pod pritisok se delat na dve klasi:

o Spored 87/404/EES - Ednostavni sadovi pod pritisok (SVP -

Simpl Pressure Vessels) kade spa|aat spremnici za vozduh i kislorod, ko~ni

sistemi za avtomobilski i avionski vozila so maksimalen dozvolen raboten

prtisok do 0.5 bar

o Spored 97/23/ES - Oprema pod pritisok (PED - Pressure

Equipment

Directive) kade spa|a oprema pod pritisok i pribor so maksimalen dozvolen

raboten pritisok pomal od 0.5 bar, sadovi, kotli, cevki, sigurnosna oprema i

ostanata oprema pod pritisok, komponenti i pribor.

Ednostavnite sadovi pod pritisok se podeleni vo dve klasi A i V.

Klasata A gi opfa}a sadovite ~ije PS.V > 50 bari.litar i e podelen vo tri

kategorii:

- kategoriaj A.1 - 3000 bar.l <PS.V < 10000 bar.l



Vo klasata V spa|aat sadovi ~ij PS.V < 50 bar.l. Za klasata A barawata

za sigurnost se: da se zadovolat glavnite sigurnosi barawa, da se ima

potvrda za sigurnosta, da ima SE oznaka i barani oznaki, pri isporaka sadot

i priborot mora da imaat upastvo od proizveduva~ot i da e potpolno

sigurno. Za klasata V barawata za sigurnost se: da e izraboten vo sklad so

prifatlivata tehni~ka praksa na proizvoditelot vo zemjite na Evropskata

unija, da poseduva barani oznaki no ne i SE oznaka i da e potpolno siguren.

Opremata pod pritisok e podelena vo ~etri klasi a se odreduva

spored: vidot na opremata pod pritisok, karkateristika na rabotniot

14

medium, volumen i raboten pritisok, akumulirana energija i so pomo{ na

dijagramite spored 97/23/ES.

Odreduvaweto na klasata na sadot spored dijagram se opredeluva so

pronao|awe na mestot na sadot vo dijagramot i pronao|awe na dijagramot

spored baraweto. Spored toa imame:

Sadovi:

gasovi, te~ni gasovi, gasovi rastvoreni pod pritisok, parea i isto

taka

onie fluidi ~ij pritisok na parea na maksimalna dozvolena temperatura e

pogolema od 0.5 bar nad normalniot atmosferski pritisok vo slednive

granici:

o za fluidi vo grupa 1 so volumen pogolem od 1 litar i

proizvod od RY i V e pogolem od 25 barL ili so pritisok RY

pogolem od 200 bar. (dijagram 1)


proizvod od RY i V e pogolem od 50 barL ili so pritisok RY

pogolem od 1000 bar i site mobilni uredi za gasnewe i

{i{iwa za aparati za di{ewe. (dijagram 2)

fluid so pritsok na parea na maksimalna dozvolena

temperatura do 0.5

bar nad normalniot atmosferski pritisok vo slednive granici:


proizvod RY i V pogolem od 200 barL ili so pritisok RY


o za fluidi vi grupa 2 so pritisok RY pogolem od 10 bar i

proizvod RY i V pogolem od 10000 barL ili so pritisok RY


so plamen ili na drug na~in zagrevana oprema pod pritisok so

rizik od

pregolemo zatopluvawe na sozdavawe parea ili pregreana voda na

temperatura pogolema od 1100S so volumen pogolem od 2 litra i site lonci

za gotvewe pod pritisok (dijagram 5)

15

Cevkovodi:

gasovi, te~ni gasovi, gasovi rastvoreni pod pritisok, parea i

onie

te~nosti ~ij pritisok na parea na maksimalnata dozvolena temperatura e

pogolema od 0.5 bar nad normalniot atmosferski pritisok vo slednive

granici.

o za fluidi vo grupa 1 so DN pogolem od 25 (dijagram 6)

o za fluidi vo grupa 2 so DN pogolem od 32 i proizvod od

RY i DN pogolem od 1000 bar (dijagram 7)

fluidi so pritisok na parea na maksimalna dozvolena

temperatura do

0.5 bar nad normalniot atmosferski pritisok vo slednive granici:

o za fluidi vo grupa 1 so DN pogolem od 25 i proizvod od

RY i DN pogolem od 2000 bar (dijagram 8)

o za fluidi vo grupa 2 so RY pogolem od 10 bar, DN pogolem

od 200 i proizvod od RY i DN pogolem od 5000 bar

(dijagram 9).

16

dijagram 1

dijagram 2

17

dijagram 3

dijagram 4

18

dijagram 5

dijagram 6

19

dijagram 7

dijagram 8

20

dijagram 9

Sadovite pod pritisok se podeleni vo dve grupi spored karkateristikite

na rabotnata masa., i toa

grupa 1 vo koi spa|aat eksplozivni, zapalivi, toksi~ni i

oksidira~ki

grupa 2 site drugi vkqu~uvaj}i ja i vodenata parea

Sadovi Generatori na parea Cevovodi

Sostojba na

rabotnata masaplin te~nost plin te~nost

Karakteristiki na

rabotnata masa

grupa grupa

1 2 1 2 1 2 1 2

Dijagram 1 2 3 4 5 6 7 8 9

4. O[TETUVAWE NA SADOVITE POD PRITISOK

Yidovite na sadot pod pritisok se izloèni na mnogubrojni o{tetuvawa.

Puknatini na yidovite se sigurno najopasen vid o{tetuvawe. Tie voglavno

se posledica na nepovlnata naponska sostojba, a moè da bidat i kako

rezultat na kombinacija od vlijanieto na naponot, erozija, korozija,

hemiskite supstanci, toplinata i sl. Mestata so izrazita promena na

geometrijata prestavuvaat izraziti izvori na koncentracija na napon, koja

prestavuva osnova za prsnatini. Zavarenite spoevi isto taka se izvor na

koncentriran napon, a sodràt i tehnolo{ki defekti koi so tek na rabota

21

mo`e da se pro{irat vo prsnatina. Karakteri~ti~no e toa deka za materijal

za sadovi pod pritisok se koristat onie koi se otporni na brzinata na {irewe

na prsnatini. Optovaruvaweto na koi se izl`eni sadovite nemaat dinami~ki

karkater, {to pozitivno vlijae na namaluvawe na brzinata na {irewe na

prsnatinata.

Slika 1. Prsnatini vo zidovite na sad pod pritisok

Slika 2. Napon vo zidovite na cilindarot

22

Spre~uvaweto na nastanuvaweto na prsnatini, odnosno nivnoto

usporuvawe na {irewe, moè da se ostvari so namaluawe na naponot.

Naponot koj moè da go izdrì materijalot bez pojava na prsnatini se vika

dozvolen napon koj se dobiva so delewe na kriti~niot napon i stepenot

na sigurnost Y tabela 1.

Tabela 1. Stepen na sigurnost Y

Stepena na sigurnost vo zavisnost od karakteristikite na ja~ina i materijalot

MaterijalSostojb

aA5 %

Stepena na sigurnost Y sprema

Rm

Rp,

Rp0,2Rp(1) Rp(100000) Rp(200000)

Za

proben

pritisok Y

Valani i kovani

~elici

a

b

16

16

2.4

2.8

1.5

1.8

1.5

-

1.5

-

1.0

-

1.1

1.35

êli~en liva i c

b i c

15

15

3.2

3.8

2.0

2.5

-

-

2.0

-

-

-

1.5

1.9

êli~en liv

(kraevi za

zavaruvawe)

a i c 15 2.4 1.5 - 1.5 - -

Noduliran liv

NL 350

NL 400

NL 400

NL 500

c

c

d

d

22

18

15

7

4.8

4.8

7.2

8.0

3.0

3.0

4.5

5.0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.5

1.5

1.7

2.0

Siv liv d - 9.0 - - - - 3.5

Objasnuvawe: a - uverenie za kontrola na materijalot sprema DIN 50049

b - potvrda od fabrika za kontrola na materijalot sprema DIN 50049

c - àrena sostojba kaj pogolemite odlivki

d - neàrena sostojba

Od strueweto na fluidot se javuva erozija vo vnatre{nosta na sadot.

Korozijata isto taka doprinesuva za namalivawe na debelinata na

sadot. Edno istraùvawe za otkaùvawe na sadovite pod pritisok ( parni

kotli, izmenuva~i na toplina, rezervoari vo hemiskata i nafteno-hemiskata

industrija) so debelina preku 9,5mm za potrebite na nuklearnite reaktori gi

dava slednive rezultati vo tabela 2.

23

Tabela 2. Otkaùvawe na sad pod pritisok

Vidovi na otkaùvawa Broj na otkaùvawa %

Prsnatini 215 93.9%

Gre{ka vo izrabotka 5 2.2%

Korozija 1 0.4%

Gre{ka vo eksplatacija 3 1.3%

Polzewe na materijalot 3 1.3%

Ne e utvrdeno 2 0.9%

Vkupno: 229 100%

Od podatocite se gleda deka skoro 94% od otkaùvawata na sadovite

pod pritisok nastanuvaat poradi prsnatini i toa na zavareni spoevi ili okolu

nivnata okoluna. Pri~inata na nastanuvawe na ovie otkaùvawa na

mestoto na prsnatini dadeni se vo tabela 3.

Tabela 3. Pri~ini za otkaùvawa na sadovite pod pritisok

Pri~ina za {irewe na prsnatinata Broj na otkazi %

Zamor na materijalot 52 24.2%

Korozija 30 14%

Tehnolo{ki prsnatini 62 28.8%

Ne e utvrdeno 61 28.4%

Polzewe na materijalot, eksplatacija i dr. 10 4.7%

Vkupno 215 100%

Relativno maliot udel na zamorot na materijlaot vrz prsnatinite moè

da se objasni so pri~inata deka sadovite pod pritisok nemaat golema

amplituda na promenata na pritisok, nitu pak brojot na ciklusi na promeni

na optovaruvawa se golemi {to se gleda od procentot na u~estvo koj e

samo 24%. Najgolem udel ima tehnolo{kite prsnatini {to moè da se

objasni so pri~inata deka vo ova istraùvawe se posmatrani sadovi koi

imaale vek na iskoristuvawe preku 10 godini a nekoi duri i do 40 godini.

24

5. STANDARDI ZA PRESMETKA NA SADOVI POD

PRITISOK

Opremata pod pritisok treba da bide soodvetno proektirana zemaj}i

gi vo predvid site relevantni faktori so cel da sme sigurni deka

opremata }e bide bezbedna za vreme na nejziniot raboten vek.

Proektiraweto treba da vklu~i soodvetni bezbednosni koeficienti

upotrebuvaj}i isvrpeni metodi za koi se znae deka sodr`at soodvetni

sigurnosni granici vo kontinuitet za site relevantni oblici na otkaz na

opremata pod pritisok.

Opremata pod pritisok treba da e proektirana za optovaruvawa

soodvetni na nejzinata namena, kako i za drugi predvidlivi eksploataciski

uslovi, pri {to treba da se zemat vo predvid nekolku faktori:

vnatre{en i nadvore{en pritisok,

okolna i rabotna temperatura,

stati~ki pritisok i masa na sodr`inata pri rabota i vo uslovi na

testirawe,

soobra}aj, veter, zemjotres,

sili na reakcija i momenti koi proizleguvaat od potporite,

priklu~ocite, cevkovod itn,

korozija, erozija i zamor,

degradacija na nestabilni fluidi.

Presmetkovnite metodi treba da obezbedat dovolni bezbednosni

margini.

Za presmetka se koritstat slednive metodi:

proektirawe spored formula

proektirawe spored analiza

proektirawe spored mehanika na lom

Za da se postigne otpornosta na opremata pod pritisok treba da se

upotrebat slednive soodvetni presmetki:

presmetkovnite pritisoci ne treba da bidat pomali od

maksimalno dozvolenite pritisoci, pri {to treba da se zemat vo

25

predvid glavniot stati~ki pritisok i dinami~kiot pritisok od

fluidot i degradacijata na nestabilnite fluidi

presmetkovnite temperaturi treba da dozovolat soodvetni

bezbednosni granici

proektot treba da gi zeme vo predvid site mo`ni kombinacii na

temperaturi i pritisoci koi moàt da nastanat pod razumno

predvidilivi rabotni uslovi za opremata

maksimalnite naponi i koncentracijata na skokovi na naponot

treba da bidad dràni vo bezbednosni granici

za presmetka spored pritisokot treba da se primenat

vrednostite soodvetni na osobinite na materijalot, bazirani na

dokumentacijata vo koi karakteristiki spa|aat:

o granica na razvlekuvawe pri 0.2% ili 1.0% izdolùvawe na

presmetkovna temperatura

o granica na kinewe

o granica na polzewe

o zamorni osobini

o modul na elasti~nost

o plasti~na deformacija

o udarna ìlavost

o lomna ìlavost

potrebno e da bidat primeneti soodvetni faktori za oslabuvawe

na vrskata kon osobinite na materijalot koi zavisat

proektot treba da gi zeme vo predvid site mo`ni predvidlivi

degradaconi mehanizmi (korozija, polzewe, zamor), soglasno

so predvidenata namena na opremata kade {to

o za korozija: proektno oslabuvawe od korozija

o za polzewe: proektni rabotni uslovi na deformirana

temperatura

o za zamor: proekten broj na ciklusi pri definirano nivo na

naponot.

Po izvr{enite, presmetki i kontroli se pravi tehni~ka dokumentacija i

crte` za potrebniot sad pod pritisok Prilog 1.

26

6. PROEKTIRAWE SPORED FORMULA

Za presmetka na sadovi pod pritisok spored formula i nivno

dizajnirawe }e

gi koristime formulite, preporakite i upastvata spored EUROPEAN

STANDARD 1353-3 delot za dizajnirawe na sadovi pod pritisok. Za da se

izvr{i presmetka i dizajnirawe na sadot potrebni ni se nekolku po~etni

informacii koi se zadadeni od nara~atelot kako {to se: raboten pritisok,

rabotna temperatura, materijal za izrabotka, mesto i vidovi na otvori,

rabotna masa i polo`ba na sadot, koeficient na zavarot, dodatoci za

korozija, toplinska obrabotka.

6.1 Presmetka na pla{t

Po zadadenite barawa na nara~etolot se po~nuva so proektirawe i

dizajnirawe, najprvo se presmetuva debelinata na pla{tot e i vo zavisnost

od toa dali se raboti za cilindri~en ili konusen sad se koristat soodvetnite

formuli. Za cilindri~en sad presemtkite se:

(7.4-

1)

ili (7.4-2)

kade {to P e proektna temperatura, Di e vnatre{en dijametar, De e

nadvore{en dijametar, z e koeficint na zavar i f e nominalen proekten

napon koj se presmetuva vo zavisnost od koeficinetot A koj e koeficient na

izdol`uvawe na materijalot i e daden so karkaterisitkite na sekoj materijal i

vo zavisnost od negoviot procent od tabelata 1 se odreduva po koja

formula }e se presmeta.

27

Tabela 4. Maksimalno dozvolena vrednost na naponot za delovi pod

pritisok osven zavrtki

Normalen proekten

napon

Ispiten napon

Site vidovi ~elici osven

austenitni

A<30%

Austenitni ~elici

30%<A≤35%

Austenitni ~elici

A>35%

Leeni ~elici

Otkako }e se izvr{i presmetkata i se opredeli debelinata na pla{tot

se preminuva na proverka na maksimalniot napon {to mo`e da go izdr`i

sadot Pmax

(7.4-3)

kade {to ea e debelinata na pla{tot {to treba da se nara~a vo

proizvodstvo a taa iznesuva dobienata presmetkovna debelina plus

dodatok kako debelinata bi bila paren broj, oti takvi se proizveduvaat vo

proizvodstvo , a Dm dijametar na cilindarot

Dokolku se raboti sa konusen sad se koristat slednive formuli:

(7.4-

4)

ili (7.4-5)

28

a maksimalniot pritisok

(7.4-6)

kade {to e dijametar na {kolkata na sadot

6.2 Presmetka na dance

Otkako }e se izvr{at presmetkite za debelinata na pla{tot na

cilindarot i se izvr{i ispituvawe na maksimalen napon se preminuva kon

presmetka i dizajnirawe na danciwata. Imame tri vida na danciwa i izborot

zavisi od presmetkovnite uslovite a imame ramni, torosferi~ni i konusni.

6.2.1 Presmetrka na ramno dance

Za dizajnirawe na ramni danca ne se vr{at nikakvi dopolnitelni

presmetki nego za debelina na danceto se koristi istata debelina kako i na

pla{tot, a obemot e kolku {to e dijamterot na cilindarot.

6.2.2 Presmetka na torosferi~no dance

Za dizajnirawe na torosferi~no dance najprvin se izvr{i proverka na

uslovot za torosferi~no dance i ako e vo red se vr{i presmetka i

dizajnirawe, a uslovot e:

Najprvin se vr{i presmetka na es, ey i eb kade {to:

eb e potrebna debelina na kolnoto za da se izbegnat plasti~ni deformacii;

29

ey e potrebna debelina na kolnoto za da se izbegne asimetri~nost;

es e potrebna debelina vo sredisniot del.

(7.5-1)

(7.5-2)

(7.5-3)

Vo ravenkata (7.5-2) se sre}ava faktorot β koj se ot~ituva od

grafikon koj prestavuva odnos pome|u i

a vo ravnekata (7.5-3) se sre}ava fb koj prestavuva presmetkoven napon

na svitkuvawe i se presmetuva

(7.5-4)

odnosno za austenitni ~elici

(7.5-5)

30

Otkako }e se izvr{i presmetkite i se utvrdi debelinata i dizajnot na

danceto se preminuva na testirawe na danceto na maksimalnite naponi i

toa Ps, Py i Pb kade

(7.5-6)

(7.5-7)

(7.5-8)

Ako ea>0.005Di toga{ ne e potrebno da se vr{i presmetka za Pb. Vo

ravenkata (7.5-7) povtorno go sre}avame faktorot β koj ovoj pat se

ot~ituva od grafikonot koj e odnos pome|u i kade {to e mo`e da se

zameni i so ea.

Faktorot β mo`e isto taka i da se presmet preku opredeleni uslovi i

toa:

(7.5-9)

31

(7.5-10)

(7.5-11)

(7.5-12)

za

(7.5-13)

za

(7.5-14)

za

(7.5-15)

za

(7.5-16)

za

(7.5-17)

6.2.3 Presmetka na elipsoidno dance

Za da se koristi elipsoidno dance treba da bide ispolnet usovot

kade {to K e faktor za elipsoidnu dance a se presmetuva

(7.5-18)

32

kade {to e vnatre{niot dijametar a e visinata na danceto i se

presmetuva i ako ovoj uslov e zadovolen se

presmetuvaat radiusite kade:

e radius na krivina na prelom

(7.5-19)

i

(7.5-20)

i e vnatre{en sferi~ne radius na od torosferi~noto dance.

6.3 Presmetka na vkupna dol`ina na sadot

Za presmetka na vkupnata dol`ina na cilindri~en sad so dance se

koristi slednava formula

(8.5.2-1)

a za presmetka na cilindri~en sad so dance i konus e

za

(8.5.2-2)

i za

(8.5.2-3)

6.4 Presmetka na otvori

33

Otkako }e se zavr{i so presmetkata i dizajnirawe na danciwata se

po~nuva so presmetka i dizajnirawe na otovrite. Otvorite se ispituvaat

spored baraweto na nara~atelot za vidot na otvorot i dokolku toj vid gi

zadovoluva potrebite se primenuva i izvr{uva na sadot a dokolku ne se

ponuduva edno od mo`nite re{enija. Ima nekolku vida na otvori i toa:

Slika 1. Cilindri~en sad so izoliran otvor i zgolemena debelina na yidot

Slika 2. Sferi~en sad so izoliran otvor i zgolemena debelina na yidot

Slika 3. Cilindri~en sad so izoliran otvor i zajaknuvawe na plo~ata

34

Slika 4. Sferi~en sad so izoliran otvor i zajaknuvawe na plo~ata

Slika 5. Cilindri~en sad so izoliran otvor i zajaknuvawe so prsten od

nadvore{ni slepi so prirabnik V

Slika 6. Sferi~en sad so izoliran otvor i zajaknuvawe so prsten so vnatre{ni

slepi so prirabnik V

35

Slika 7. Cilindri~en sad so izoliran otvor i mlaznica

Slika 8. Sferi~en sad so izoliran otvor i mlaznica

Slika 9. Cilindri~en sad so izoliran otvor i zgolemena debelina i

postavuvawe na mlaznica

36

Slika 10. Sferi~en sad so izoliran otvor i zgolemena debelina i postavuvawe

na mlaznica

Slika 11. Cilindri~en sad so izlorian otvor i zavaruvawe na mlaznicata

(pozicija H) ili nadavawe (pozicija Y)

Slika 12. Sferi~en sad so izoliran otvor izvle~en od sadot

37

Slika 13. Konusno so izoliran otvor i kombinirano zajaknuvawe na

mlaznicata i sadot

Slika 14. Cilindri~en sad so kosa mlaznica vo napre~en presek

38

Slika 15. Sosedni mlaznici normalni-redosledno na cilindri~niot sad

Slika 16. Sosedni mlaznici konusno-redosledno na konusen sad

39

Slika 17. Sosedni mlaznici normalni-redosledno na sferi~en sad

Slika 18. Sosedni mlaznici normalni-redosledno na sferi~en sad

40

Slika 19. Generalna proverka na mlaznici naredeni redosledno na

cilindri~en sad

Slika 20. Zavr{na proverka na mlaznici naredeni redosledno na sferi~en

sad

41

6.5 Presmetka i dizajnirawe na potpori

Po zavr{uvaweto na presmetkite i dizajniraweto na sadot

pod pritisok treba da se izvr{i dizajnirawe i presmetka na

potporite na koi sadot }e le`i. Vo zavisnost od vidot i goleminata

na sadot se prepora~uvaat nekolku tipa na potpori i toa:

Slika 21.Sad na simetri~ni potpori na dve sedla

Slika 22. Sad na simetri~ni potpori na dve i pove}e sedla

Slika 23. Sad na proizvolni potpori na dve i pove}e sedla

42

Slika 24. Cilindri~en sad bez zajaknuvawe na prstenite

Slika 25. Cilindri~en sad so zajaknuvawe na prstenite

Isto taka sadovite pod pritisok mo`e da so potpiraat horizontalno i

vertikalno vo zavisnost od izvedbata, goleminata i namenata na sadot.

Horizontalnite potpori mo`e da bidat so potpori ili so prsteni.

6.5.1 Horizontalni potpori vo sedlo

Za sadovi od slikata 21 so dve sedla ne se vr{i presmetka akose

ispolenti slednive uslovi:

a. ako nadvore{niot pritisok

b. gustinata na fluidot

c. materijalot na sadot e so

d. faktorot na zavaruvawe e 0.8

43

e. kade a1 e rastojani od sedloto do krajot na sadot

f. kade se ot~ituva od grafikonite 2 i 3 i e

zavisnost od en, di i koe e agol na sedloto na potporata, a L

e dol`ina na cilindri~niot del na sadot

g. kade e aksijalna {iro~ina na sedloto na

sedloto na potporata a e nominalna debelina i e

; kade s e dodatok za korozija a e apsolutna

vrednost na mo`ni negativni tolerancii na nominalnata debelina.

Grafikon 2 i 3. Za Lmax za horizontalen sad so dve simetru~ni sedla

Osven ako imame zajaknuvawe na plo~ata:

a.

b. kade e {iro~ina na zajakunavweto na plo~ata

c. K11 e faktor i mo`e da se is~ita od grafikot 4 ili re{i po

ravenkata (16.8-33)

44

Grafikon 4. Faktor K11

(16.8-33)

Za slu~ajot pod slika 21 najprvo se presmetuva momentot vo

sedloto:

(16.8-4)

kade {to q e vkupo optovaruvawe vrz sadot i se presmetua

(16.8-1)

a M0 e moment na svitkuvawe na kraevite i e

(16.8.-2)

kade {to Wf ete`inata na fluidot , a W e te`ina na sadot.

45

Potoa se presmetuva silata na smolknuvawe vo sedlata:

(kade {to indeksot i ozna~uva vo koe sedlo se

presmetuva) (16.8-5)

kade {to F e sila a indeksot i ozna~uva vo koe sedlo se presmetuva, a1 e

rastojanie pome|u krajnoto sedlo i krajot na sadot, a Hi evisinata na

danceto.

Potoa se presmetuva momentot na svitkuvawe pome|u dvete sedla:

(16.8-6)


sedloto:

za i=1 i i=n kade {to n e brojot na sedla

(16.8-7)

kade {to a3 e rastojanieto pome|e krajnoto sedlo i sredinata na danceto, a l1

e rastojanieto pome|u dve sosedni sedla.

za i=2 i i=n-1 kade {to n e brojot na sedla

(16.8-8)

a silata na smolknuvawe e:

(16.8-9)

Momentot na svitkuvawe pome|u dve sosedni sedla ne se presmetuva.


sedloto:

Mi, Qi i Mij treba da se presmetuvaat po teorija na greda. Vrednosta na Qi

treba da se presmeta i od levata i od desnata strana na sedloto.

Presmetkata na grani~nite optovaruvawa pome|u prevoite se vr{i

koga:

|momentot pome|u sedlata| > |momentot vo sedloto|

46

Sadovi pod vnatre{en ili bez pritisok

a. presmetka na silata

(16.8-10)

kade {to vo oblasta bez periferni spoevi ili vo oblasta so

periferni spoevi i

(16.8-11) kade {to pa se presmetuva po ravenka ili se ot~ituva od

grafikon:

(

16.8-12)

kade {to a


b. nestabilnost koga P=0

(16.8-13)

Pod nadvore{en pritisokProverka na nestabilnosta se vr{i ako e zadoveln uslovot

47

(16.8-14)

kade e dozvolen nadvore{en pritispk spored klauzula 8, a e

dozvolen moment na svitkuvawe na sadot spored (16.14) i e sekoga{ pozitiven.

Presmetka na ograni~uvawata vo potporite (bez zajaknuvawe na plo~a) vo

lokacija 2 (nadol`na nasoka) i lokacija 3 (periferna nasoka) slika 24. Ako sedlata se nao|aat simetri~no kako na slika 21 i 22, toga{ presmetkata se vr{i samo vo sedlot n=1, a kako na slikata 23 se presmetuva i na prevoite.

Presmetkata e sledna:

1. odreduvawe na paramtrite i

(16.8-15)

(16.8-16)

2. presmetka na faktorite K3, K4, K5, K6, K7, K8, K9 i K10 spored formula i grafikon

(16.8-17)

(16.8-18)

(16.8-19)

(16.8-20)

(16.8-21)

48

(16.8-22)

(16.8-23)

(16.8-24)

Grafikon 6. Faktor K3 i K4

Grafikon 7. Faktori K5, K6 i K7

49



6.5.2 Horizontalni potpori so prsteni

Uslov za horizontalni potpori e:

i

Presmetkata na vertikalnata sila Fv i na mometot na svitkuvawe }e se izvr{uva spored ravenkata (16.8-5), dodeka horizontalnata sila Fh se dobiva spored stati~ki presmetki.

So primena na maksimalniot apsoluten moment na svitkuvawe se

dobiva

(16.9-1)

Ograni~uvawata na optovaruvawe na prstenite se dobivaat po slednava pretpostavka:

se definira dali prstenite se postaveni od zategnatata zona slika 26 ili se na dva dr`a~a slika 27

50

Slika 26. Prsteni postaveni od zategnata zona

Slika 27. Prsteni postaveni na dva dr`a~a

definirawe na vidot i presekot na prstenot so presmetka na Wp (tabela 5)

Tabela 5. Vrednosti za presekot na prstenot

51

kade

(16.9-2)

(16.9-3)

presmetka na faktorite K18 i K19

(16.9-4)

(16.9-5)

52

kade

(16.9.6)

prsteni potpreni na dva dr`a~a slika 27

K18 i K19 se presmetuvaat spored ravenkite (16.9-4) i (16.6-5) osven koga toga{

(16.8-7)

kade

(16.8-8)

presmetka na silata na edine~en tovar

(16.8-9)

(16.8-10)

proverka na dozvolenite kombinacii na tovar koi treba da gi zadovolat uslovite od ravenkata

(16.9-11)

53

7. IZRABOTKA NA KOMPJUTERSKI PROGRAM ZA

PRESMETKA NA PLA[T I DANCE KAJ SADOVI POD

PRITISOK

Za izrabotka na ovaa aplikacia e koristeno VISUL STUDIO 2010

PROFESIONAL so .NET Framework4, a kako baza e koristeno SQL Server Compact

3.5 for local data (.sdf) i izraboten e so porgramskiot jazik VISUEL STUDIO.NET.

Ekranot za vnes na Rm, ReH i Rp0.2 e izraboten kako Windows Presentation

Foundation (WPF) aplikacija, a dodeka ekranot za presmetki e izraboten kako

Reports application.

Otkako }e se instalira programot, se staruva .exe failot i so negovo

staruvawe go dobivame sledniov prozorec slika 1.

Slika 1. Po~eten ekran

Potoa se odbira vidot na materijal od koj }e se izrabotuva sadot so

kliknuvawe na pa|a~koto meni i od listat go odbirame vidot na materijalot

54

Slika 2. Izbor na materijal

Dokolku neznaeme so kakov materijal }e go izrabotuvame sadot

mo`eme sami da si vneseme pretpostaveni vrednosti so kliknuvawe na

kop~eto (so trite to~ki) vedna{ do poleto za visot na materijalot slika 3. i

dokolku gi zadovoluvaat uslovite mo`eme po katalozi da go barame

materijalot koj gi zadovoluva zadadenite paramteri. Vnesot i bazata od

kade se zemaat podatocite za materijalot se dadeni na slika 4 i 5.

Slika 3. Izbor na pole za vnes na materijal

55

Slika 4 i 5 Karakteristiki na materijalot

Po izborot namaterijalot ili vnes na pretpostavenite karakteristiki se

preminuva na vnes na vleznite podatoci slika 6. Se vnesuvaat

pretpostavena debelina, temperatura na koja }e raboti sadot pod pritisok,

pritisok pod koj }e rabot sadot, vnatre{en dijametar na sadot i koeficient

na zavaruvawe.

Slika 6. Vnes na vlezni podatoci

Po vnesot na podatocite se pritiska na kop~eto "PRESMETAJ" i gi

dobivame rezultati za presmetkovna debelina na pla{tot, proizvodstvena

debelina na pla{t, maksimalniot pritisok, i debelinte potrebni za izrabotka

na sferi~no ili torosferi~no dance slika 7.

56

Slika 7. Rezultati od presmetka

Po izvr{enite presmetki programot daba mo`nost za export na

presmetkite vo eden ponudenite opcii Excel, Word i Acrobat slika 8.

Slika 8. Izbor za export na presmetkite

Po izborot vo {to }e se eksportiraat presmetkite se pojavuva sledniot prozorec

slika 9.

57

Slika 9. Eksportirawe na podatocite

Po zavr{uvaweto na eksportiraweto na podatocite se pojavuva

prozorecot kade i pod koe ime }e gi so~uvame podatocite od presmetkite

slika 10 i Prilog 2.

Slika 10. Za~uvuvawe na podatocite

8. ANALIZA NA VLEZNO-IZLENI PODATOCI

Vo ovoj del }e napravime sporedba na presmetki izvr{eni so pomo{ na

formuli i so pomo{ na programot. Kako sporedba }e zememe nekolku

izraboteni seminarski raboti od strana na studenti.

Primer 1:

Vlezni podatoci:

58

Po formula:

presmetka na pla{t

Proverka na maksimalniot pritisok {to mo`e da go izdr`i sadot

presmetka na torosferi~no dance

presmetka na sferi~no dance

So program:

59

Primer 2.

Vlezni podatoci:

Po formula:

presmetka na pla{t

60

Proverka na maksimalniot pritisok {to mo`e da go izdr`i sadot

presmetka na torosferi~no dance

presmetka na sferi~no dance

So program:

619. PRILOG 1

6610. PRILOG 2

67

Пресметка на плашт

материјал за изработка P235GH

претпоставена дебелина 10 mm

коефициент на завар z 1

температура T 100 C

номинален проектен напон f 142.666666666667 MPa

притисок P 2.5 MPa

внатрешен дијаметар Di 1000 mm

пресметковна дебелина на плаштот

8.84 mm

производна дебелина на плаштот

10 mm

дијаметар на телото 1010 mm

максимален притисок 2.83 MPa

Пресметка на елипсоидно данце

внатрешен радиус на закривувањето на коленото

152.17 mm

внатрешен сферичен радиус на централниот дел

967.57 mm

Пресметка на торосферично данце

потребна дебелина во средишниот дел

8.98 mm

потребна дебелина на коленото за избегнување на пластични деформации

7.64 mm

потребна дебелина на коленото за избегнување на асиметричност

8.80 mm

10/7/2011 4:26:03 PM AleksandarArsov

11. ZAKLU^OK

68

Za testirawe na programata bea koristeni dva primeri kade najprvo

bese izvr{ena ra~na presmetka so pomo{ na formuli a potoa za istite

vlezni podatoci be{e izvr{ena presmetka so pomo{ na programot. Vo

prviot primer be{e koristen materijal P355GH so raboten pritisok Pr=30 [bar],

vnatre{en dijametar na sadot Di=2000[mm], rabotna temperatura Tr=20oC, a

vtoriot primer e koristen materijal P235GH, raboten pritisok Pr=25[bar],

vnatre{en dijametar na sadot Di=1000[mm], rabotna temperatura Tr=100oC. I

vo dvata slu~aja moè da primetime deka ima mala razlika vo presmetkite

no toa se dolì na toa {to pri ra~na presmetka studentite

sekoga{ zaokruùvaat na prv cel pogolem broj, dodeka programot raboti i

do poslednata decimala. Sepak moè da zaklu~ime deka i vo dvata slu~i

presmetkite se pribli`no isti i to~no so {to se povrduva to~nosta na

programot.

Celta na izrabotka na ovaa tema za diplomska be{e sozdavawe na

po~etna probna verzija na program za presmetka na debelina na cilindar,

danciwa i dizajnirawe na otvori so cel da studenti posle ra~nata presmetka

i dizajnirawe si gi proverat rezultatite od presmetkata, a i mo`nost za

formirawe na grupa na studenti koj ovoj program bi go dorabotile i oformile

kako bi moèlo da najde celosna primena na falkutet a so tek na vreme

stane i dostapen na pazarot.

Se nadevam deka so mojava inicijativa }e se najdat zainteresirani

studenti i so pomo{ na profesorite, falkutet i nekoi institucii ova bi moèl

da se razvie vo doma{en proizvod.

69

11. KORISTENA LITERATURA

1. Konstrukcii i izrabotka na procesna oprema - Prof.D-r. Todor Axiev,

Skopje 1995

2. EUROPEAN STANDARD EN 13445-3 Unfired oressure vessels – Part 3: Design (May

2002)

3. Posude pod tlakom – Vrste i odredzivanje klase posude – Marina Malinovec Pucek

4. Predavanje III 10-11 – Sudovi

5. Slu`ben vesnik na Republika makedonija br.17 2007 godina

6. Internet

Diplomska

Documents

Transcript of Diplomska