Úvod

zde se využívá přídavku c k základní tloušťce používaného při výpočtu jednotlivých tlakových částí nádob. Předpokládá , že tloušťka příslušné stěny se změří s dostatečnou přesností tloušťkoměrem. Přídavek c, pokud se stěna změří tloušťkoměrem, představuje při této metodě pouze přídavek na korozi c_1.

Metody se dá využít pro hodnocení místního zeslabení stěny jak u nově vyrobené nádoby, tak i u již provozované nádoby. Je-li skutečná tloušťka rovna nebo větší než výpočtová s přídavkem předpsaném v konstrukčních podkladech, není třeba se problémem zabývat. Pokud je tomu naopak, provádíme postup dle návrhu evropské normy CEN/TC 54/WGDN 105, rev. 6.

Metoda je zvládnutelná pro běžné techniky pouze pro jednoduché tvary částí tlakových nádob jako válec, kužel, koule, klenuté dno při vnitřním přetlaku, ostatní tvary vyžadují zkušeného výpočtáře.

Nové vyrobené tlakové nádoby

Při výrobě tlakových nádob často dochází k tomu, že v důsledku poškození v průběhu výrobního postupu nebo drobných vad na povrchu materiálu (zavaleniny, zálupy, otlaky ap.) je třeba tyto vady vybrousit do čistého kovu. Tím v některých případech dojde k zeslabení stěny pod výpočtovou tloušťku. Dosud nebyl k dispozici žádný noremní podklad a tak záleželo na odpovědném pracovníkovi, jaký přístup k tomuto řešení zvolil. Dnes je k dispozici návrh evropské normy pro netopené tlakové nádoby (CEN/TC 54/WGDN 105 rev.6),kde je způsob hodnocení místního podkročení výpočtové tloušťky legalizován. Zde se jedná o zeslabení stěny mimo oblast svarových spojů (svarový součinitel =1).

Potřebná tloušťka stěny s = 8 + 1,5 = 9,5 mm; protože tato tloušťka s< s_Z, tj. 9,5 < 9,8 mm, skutečná tloušťka v zeslabení vyhovuje. Za předpokladu, že se zeslabené místo ošetří dle požadavku CEN, není třeba dalšího hodnocení.

Provozované tlakové nádoby

Během provozu mohlo dojít k nerovnoměrnému zkorodování povrchu sledované části tlakové nádoby a tím k jejímu místnímu zeslabení. Změny vyvolané korozí uvnitř materiálu majících vliv na změnu jeho mechanických vlastností nelze touto metodou hodnotit.

Původní tloušťka s ohledem na hutní tolerance mohla být 13,3 nebo 11,2 mm. Musíme předpokládat, že za 10 let došlo ke koroznímu úbytku 13,3 - 8,9 = 4,4 mm, tj. 0,44 mm/rok.

Pokud bude nádoba pracovat ještě 2 roky, budeme uvažovat korozní přídavek 0,9 mm; tomu odpovídá požadovaná tloušťka 8,0 + 0,9 = 8,9 mm. Ta tedy vyhovuje, ale tento předpoklad je třeba opakováním kontroly tloušťky za rok ověřit. Při dosažení zmenšení tloušťky na 8,0 mm je třeba volit postup dle CEN.

"Místní povrchové vady je nutno vybrousit tak, aby přechody do okolního materiálu byly plynulé a hladké s maximálním úhlem přechodu 11^o (zabránit vzniku lokální špičky napětí).

K hodnocení místního zeslabení lze volit dvojí přístup:

Hodnocení ad 1.:

V tomto případě musí být současně splněny všechny následující podmínky:

a) zeslabení stěny pod výpočtovou tloušťku s_R nesmí být větší než menší z hodnot: 5% jmenovité tloušťky stěny nebo 5 mm;

c)jeli více ploch dle b), smí být vzdálenost mezi jejich okraji nejméně

kde D_e = vnější průměr nádoby (nebo počítané části) a s = jmenovitá tloušťka nádoby;

e) žádná z uvedených ploch zeslabení nesmí ležet v oblasti lokálního napětí (přechod s válcem, anuloidový přechod dna, změna tloušťky stěny, uložení nádoby na patkách nebo sedlech aj.).

Hodnocení ad 2.:

Výpočet průměru největšího nevyztuženého otvoru d_o se provede dle následujícího postupu:

A) vypočte se d_o dle vztahu:

d _o =

C = přídavek k základní výpočtové tloušťce v mm.

S_R =základní výpočtová tloušťka podle ČSN 69 0010 - část 4.12, v mm,

D_R = výpočtový průměr dle ČSN 69 0010, část 4.12, v mm

Ploše v místě zeslabení se opíše kružnice a pokud její průměr není větší než d_o nebo 200 mm, provede se následující hodnocení:

B) vypočte se potřebná minimální tloušťka zeslabení s_Z jako desky:

S_Z =

kde D_v = průměr kružnice opsané ploše místního zeslabení stěny v mm,

p = výpočtový přetlak v MPa

s _D = dovolené namáhání počítané tlakové části nádoby při výpočtové teplotě v MPa,

Plocha místního zeslabení stěny nádoby a její lokalizace musí být zaznamenána do pasportu tlakové nádoby !

V závěrečné fázi výroby tlakové nádoby o jmenovitém vnějším průměru D_e = 1800 mm s tloušťkou stěny válcového pláště s = 12 mm ( s výpočtovým přetlakem p = 1,2 MPa dovoleném namáhání s _D = 150 MPa a přídavkem c = c₁ + c₂ = 2,5 mm) došlo k poškození povrchu stěny. Po vybroušení vady byla naměřena minimální tloušťka stěny válce s_Z 8 mm na ploše s opsanou kružnicí D_v = 50 mm.

výpočtová tloušťka

 s_V =

dle bodu a) : zeslabení stěny pod výpočtovou tloušťku : s. 5% ť 12 , 0,05 = 0,6 mm - vyhovuje

dle bodu b): plocha zeslabení:s_v - z = 9,67 a D_v = 50 mm je 12 mm - nevyhovuje, a proto se musí provést hodnocení dle B)

Hodnocení dle přístupu B):

výpočtová tloušťka s_R

s_R =

a výpočtový průměr D_R = 1800 - 19 = 1781 mm

Průměr největšího nevyztuženého otvoru

 d_o =

 Potřebná minimální tloušťka rovné desky o průměru D_v = 50 mm s_D

 s_D =

Úměrná hodnota přídavku na korozi pro další 3 roky c_1/3 = 3 . 0,2 = 0,6 mm

....zbytková tloušťka s_ZB = s_R + c_1/3 = 7,17 + 0,6 = 7,67 mm < 8 mm, tzn. pro druhé míst (2) vyhovuje podmínka podle přístupu A)

Zde je třeba zkontrolovat minimální tloušťku rovné desky na zeslabeném průměru D_v = 120 mm,čímž zeslabení v prvním místě (1) rovněž vyhovuje.

což je < 300 mm a vyhovuje

Po provedeném výpočtu a zhodnocení lze připustit provozování této tlakové nádoby po další tři roky.

Literatura:

1) ČSN 69 0010, části 4

2) návrh CEN/TC 54/WG D N 105 rev 6/1995

3)CVS -P1 12/95 - CHEVESS Brno

Související

Související témata Konstrukce, výpočty, projekce NDT kontrola TZ