مقدمه:

 عمده ترین هدف یک مخزن تحت فشار جدا کردن دو یا چندین ناحیه با فشارهای متفاوت است . در اکثر موارد مخازن، تحت فشار داخلی قرار دارند که این فشار بیشتر از فشار اتمسفر یا فشار محیطی است که بر بدنه خارجی مخزن وارد می شود . اختلاف فشار بین داخل و خارج مخزن ؛ تنشی را در جداره مخزن بوجود می آورد . پروسه طراحی شامل تعیین ضخامت جداره مخزن به صورتی است که علاوه بر اقتصادی بودن مخزن بتواند تحت تنش ایجاد شده با ایمنی کامل کار کند به همین جهت فرمول هایی که فشار ، تنش و ضخامت را به هم مرتبط می کند به کار گرفته می شود . شکل 1-4- یک قسمت استوانه ای جداره نازک به طول L را که تحت تأثیر فشار داخلی P است نشان می دهد . این قسمت در حال تعادل است . در یک مخزن جداره نازک نسبت به ضخامت به شعاع کوچک بوده . بنابراین توزیع تنش در سرتاسر ضخامت جداره یکنواخت است . نیروی F ، نیرویی است که بوسیله فشار بوجود می آید و نیروی W برآیند نیروی داخلی بر روی  این قسمت است . با جمع نیروها در جهت y معادله تنش محیطی "SC" بدست می آید . تنش ها در جداره مخزن برابر است با :

R : شعاع داخلی استوانه

t: ضخامت استوانه

P : فشار داخلی

شکل 1- نیروها و تنش ها در یک استوانه تحت فشار

تنش ها در جهت طولی بوسیله آنالیز نیروها در جهت x ، معین می شود . شکل 2- دیاگرام نیروهای وارد شده در جهت x را نشان می دهد . با جمع نیروها ، معادله تنش طولی "SL" در جداره استوانه بدست می آید که بصورت زیر است :

 

علائم استفاده شده در این معادله نیز دقیقاً مشابه معادله قبل می باشد . معادله 1 نشان می دهد که تنش در صفحه طولی دو برابر تنش در صفحه محیطی است . به عبارت دیگر، استحکام اتصال طولی باید دو برابر اتصال محیطی باشد . فرمول ها بالا با این فرض بدست آمده که جداره استوانه نسبت به شعاع آن نازک بوده و تنش ها در سرتاسر ضخامت جداره یکنواخت می باشند . شکل 2- نیروهایی که بر روی صفحه ای که از مرکز کره می گذرد را نشان می دهد . تنش در کره جداره نازک بوسیله معادله 2 نشان داده می شود .

 

شکل 2- نیروها و تنش ها در یک کره تحت فشار

ضخامت پوسته مخزن تحت فشار داخلی :

پاراگراف UG-27 ، فرمول های کد را که برای تعیین ضخامت پوسته های کروی و استوانه ای که تحت فشار داخلی هستند بیان می کنند . بارهای غیر فشاری که در قسمت UG-22 ذکر شده اند نیز باید مورد توجه قرار بگیرند و در صورت لزوم ، ضخامت باید افزایش یابدو رینگ ها تقویتی یا روش های دیگر برای جلوگیری از تنش مازاد، به کار گرفته شود .

2-1- فرمول های کد برای تنش محیطی (Hoop Stress)

فرمول های ذکر شده در پاراگراف UG-27 همانند معادلات 1 و 2 می باشند ، با این تفاوت که یک فاکتور تصحیح در مخرج آنها آنها آورده شده است .

فاکتورهای تصحیح موجب می شود که این فرمول ها برای گستره بزرگتری در ضخامت طراحی مخزن به کار روند دو فرمول برای هر یک از شرایط داده شده است . یکی برای تعیین حداقل ضخامت که مبتنی بر فشار طراحی است و دیگری برای تعیین فشار که مبتنی بر یک ضخامت داده شده است . فرمول های کد برای تعیین ضخامت یا فشار در یک اتصال طولی (تنش محیطی) یک استوانه ، هنگامی که ضخامت بیشتری از ½ شعاع داخلی یا P بیشتر از 0.385SE نباشد به صورت زیر است .

 
        

t : حداقل ضخامت لازم پوسته بر حسب اینچ

P : فشار طراحی داخلی بر حسب Psi

R : شعاع داخلی پوسته مورد نظر بر حسب اینچ

S : حداکثر تنش کششی مجاز بر حسب Psi که در Section II,Part D آورده شده . جدول 1 را ببینید .

E : بازده اتصال، برای قطعات جوشکاری شده به جدول UW-12 مراجعه کنید . برای اطلاعات بیشتر به فصل قبل مراجعه کنید .

 

شماره گروه

شماره P

ضخامت
بر حسب inch

کلاس

سیستم نامگذاری یکپارچه

تیپ/ درجه

شماره مشخصه

شکل محصول

ترکیب اسمی

شماره

2

1

---

---

K13502

1

SA-508

Forgings

C-Si

22

2

1

---

---

K13502

1A

SA-508

Forgings

C-Mn-Si

23

2

1

---

---

K03506

1

SA-541

Forgings

C-Mn-Si

24

2

1

---

---

K03506

1A

SA-541

Forgings

C-Si

25

2

1

---

---

J03003

WCB

SA-660

Cast Pipe

C-Mn-Si

26

2

1

---

---

K03047

II

SA-765

Forgings

C-Si

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

---

---

K03101

70

SA-515

Plate

C-Si

28

2

1

---

---

K02700

70

SA-516

Plate

C-Mn-Si

29

2

1

---

---

K03101

CB70

SA-671

Wld.pipe

C-Si

30

2

1

---

---

K02700

CC70

SA-671

Wld.pipe

C-Mn-Si

31

2

1

---

---

K03101

B70

SA-672

Wld.pipe

C-Si

32

2

1

---

---

K02700

C70

SA-672

Wld.pipe

C-Mn-Si

33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

---

---

K03501

C

SA-106

Sml.pipe

C-Si

34

2

1

---

---

---

D

SA-178

Wld.pipe

C-Mn-Si

35

2

1

---

---

---

D

SA-178

Wld.pipe

C-Mn-Si

36

2

1

---

---

---

D

SA-178

Wld.pipe

C-Mn-Si

37

2

1

---

---

K03501

C

SA-210

Sml.pipe

C-Mn-Si

38

2

1

---

---

J02503

WCC

SA-216

Castings

C-Mn-Si

39

 

تبصره

شماره نمودار

فشار خارجی

کاربرد و حداکثر محدوده دما
 (NP=Not Permited, SPT= Supports Only)

حداقل استحکام تسلیمKsi

حداقل استحکام کششی Ksi

شماره

VIII-1

III

I

---

CS-2

1000

700

NP

36

70

22

---

CS-2

1000

700

NP

36

70

23

---

CS-2

1000

700

NP

36

70

24

---

CS-2

1000

700

NP

36

70

25

---

CS-2

NP

700

1000

36

70

26

---

CS-2

650

NP

NP

36

70

27

 

 

 

 

 

 

 

 

---

CS-2

1000

700

1000

38

70

28

---

CS-2

1000

700

850

38

70

29

---

CS-2

NP

700

NP

38

70

30

---

CS-2

NP

700

NP

38

70

31

---

CS-2

NP

700

NP

38

70

32

---

CS-2

NP

700

NP

38

70

33

 

 

 

 

 

 

 

 

---

CS-3

1000

700

1000

40

70

34

---

---

NP

NP

1000

40

70

35

---

---

NP

NP

1000

40

70

36

---

---

NP

NP

1000

40

70

37

---

CS-3

1000

NP

1000

40

70

38

---

CS-3

1000

700

1000

40

70

39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 1- جدول تنش مجاز . استخراج شده از جدول Section II,Part D, 1A

 

 

                                                                                        

 

 

در حال بارگزاری