KAJ SO SAMOOJAČANE ŠOBE TLAČNIH POSOD?

Ko govorimo o samoojačanih šobah, se na splošno predpostavlja, da bo ojačitev, ki vzdrži obremenitve, ki vplivajo na šobo, sestavni del šobe. To pomeni, da samoojačane šobe ne potrebujejo pomožnih elementov (kot so vgrajene šobe), da prenesejo konstrukcijske pogoje in zunanje obremenitve. Na praktični ravni so samoojačane šobe tiste, ki nimajo pritrjene nobene dodatne vrste ojačitve (podloge) in so vsi zvari med lastnimi komponentami ter med šobo in posodo polnega preboja. Zaradi tega bi te šobe lahko poimenovali tudi integralno ojačane. Obstajajo različne konfiguracije samoojačanih šob. Najpogosteje uporabljeni so naslednji: Long Welding Neck (LWN) ali ravno pesto, spremenljiva debelina pesta in šobe, izdelane iz cevi standardizirane debeline.

Intuitivno je mogoče ugotoviti, da običajno samoojačane šobe pomenijo povečanje stroškov glede na nesamoojačene šobe. Zato je treba razloge, ki oblikovalca pripeljejo do tega, da med vsemi možnostmi izbere določeno vrsto, utemeljiti in natančno preučiti.

Ti razlogi so lahko odvisni od različnih dejavnikov, kot so tlak, temperatura, prisotnost spremenljivih obremenitev (utrujenost), visoke zunanje obremenitve, ki so posledica priključitve na cev, itd. Običajno so zahteve za uporabo samoojačenih šob vključene v specifikacije delovnih mest, ki pripadajo lastnikom industrijskih obratov, kjer so te šobe v uporabi, ali pa so občasno te zahteve lahko navedene v specifikaciji dajalca licence, če je primerno.

Zaradi zgoraj navedenega ni mogoče določiti posebnih meril glede tega, kdaj uporabiti to vrsto šob za vse primere, temveč le nekaj splošnih smernic, ki jih je treba uporabiti kot prvi pristop pri razmisleku, v katerih scenarijih je treba uporabiti samoojačane šobe. obravnavati kot oblikovno rešitev. Scenariji, kot so tisti, pri katerih konstrukcijski pogoji vključujejo naslednje učinke, so ugodni za izbiro samoojačenih šob: proučevana komponenta mora prenesti spremenljive obremenitve (utrujenost), tangencialne ali nagnjene šobe glede na posodo, kjer so šobe pritrjene, smrtonosna storitev, visok tlak, visoke temperature ali tlačne posode z veliko debelino.

Kot je bilo že omenjeno, gredo samoojačane šobe pogosto z roko v roki s težkimi ali kritičnimi pogoji uporabe. Zaradi tega je priročno omeniti, da je treba pri tej posebni vrsti šob čim bolj odstraniti koncentratorje napetosti.

Za nekatere konstrukcijske kode merila za načrtovanje in izračun za samoojačene šobe in vgrajene šobe niso vedno enaka. V slednjem primeru so zahteve bolj konzervativne. Kot primer upoštevajte presejalno študijo ASME, oddelek VIII, oddelek 2, postopek za določitev, ali je potrebna analiza utrujenosti. Če ima določena oprema ali kateri koli njen sestavni del integralno konfiguracijo, lahko prenese večje število spremenljivih obremenitev kot oprema z neintegralno konfiguracijo, ne da bi bilo treba s posebnim izračunom preveriti njeno trdnost proti obremenitvam zaradi utrujenosti.

Če se vrnemo k ekonomskemu vprašanju, tudi če je povsem jasno, da so samoojačne šobe idealna rešitev za določen primer, je treba upoštevati, da so nekatere konfiguracije samoojačenih šob izdelane iz kovanega materiala. To pomeni visoke ekonomske stroške, zato je zelo pomembno optimizirati zasnovo, da se stroški ne povečajo pretirano.

Pod delovanjem notranjega tlaka je neenakomerna porazdelitev napetosti v debelostenskem valju večja na notranji steni in manjša na zunanji steni. Da bi izboljšali neenakomernost te porazdelitve napetosti v jeklenki, se lahko obdelava nadtlaka izvede vnaprej, preden se jeklenka z debelimi stenami da v uporabo, in pod strogo nadzorovanim preobremenitvenim tlakom, slojni del telesa jeklenke lahko povzroči plastično deformacijo, da nastane plastična cona, medtem ko je zunanji material še vedno v elastičnem stanju.

Ko se tlak nekaj časa vzdržuje, dela plasti lupine, ki ima plastično deformacijo, ni mogoče vrniti v začetni položaj zaradi preostale deformacije, zunanji material, ki je še vedno v elastični fazi, pa se vrne v prvotno stanje. stanje, vendar ga blokira notranji material, ki ga ni mogoče povrniti v prvotno stanje in ga ni mogoče popolnoma obnoviti. Zato se v steni valja oblikuje prednapeto stanje stiskanja notranje plasti in napetosti zunanje plasti. Ko se jeklenka zažene in je izpostavljen delovnemu tlaku, se napetost notranje stene, ki jo povzroči delovni tlak, prekrije s prednapeto napetostjo, ki jo tvorita notranji tlak in zunanja napetost, tako da je napetost notranje stene s prvotno visoko stopnjo zmanjšana, medtem ko se napetost zunanje stene s prvotno nizko stopnjo ustrezno poveča, porazdelitev napetosti vzdolž debeline stene pa je enakomerna, s čimer se izboljša nosilnost cilindra.

Z obdelavo z nadzorovanim nadtlakom popusti samo notranja plast, medtem ko zunanja plast ostane elastična in uporablja lastno elastično kontrakcijo za ustvarjanje prednapetosti, tako da se izboljša nosilnost valja, imenujemo samoojačitev valja z debelimi stenami.