Toto platí za předpokladu, že zařízení není zatěžováno vloženými cykly způsobené např. kmitáním potrubí nebo častým zavíráním a otvíráním armatur, které není zohledněno v únavovém výpočtu.

Celková plánovaná životnost zařízení a údaj s kolika náběhy ročně se počítá by měly být udány již v základní technické zprávě zařízení. Jednotlivé stupně napětí vychází z jednotlivých provozních tlaků, provozních teplot a přítomnosti nebo nepřítomnosti media podle obrázku 1.

Tuto komplikaci by odstranil jiný způsob výpočtu zařízení při cyklickém namáhání. Tato možnost již byla publikována v CHEMagazínu č.02/2005, článek se jmenuje „Zjednodušený výpočet potrubí při cyklickém namáhání“ . Tato práce představuje zjednodušený výpočet potrubí při cyklickém namáhání, přičemž vychází z EN 13 480-3 „Kovová průmyslová potrubí - Část3 Konstrukce a výpočet“, kap.10.3.2.

“Zjednodušená únavová analýza“.

Mezi vlivy, které působí na únavovou únosnost se v uvedených harmonizovaných normách počítá:

          1. rozkmit napětí

          2. koncentrace napětí vyvolaná hlavně vrubovými účinky, které souvisí s konstrukčními detaily,

                  viz např. tab.10.3.2-4 EN13480-3

          3. počet cyklů na různých úrovních napětí, který je dán zatěžovacím spektrem.

Tyto tři vlivy jsou pro stanovení únosnosti při únavě rozhodující. Vlivy ostatních parametrů jsou podstatně méně významné. Proto uvedené harmonizované normy zavádějí do výpočtu poznatek, že šíření trhlin a počátečních defektů, jež se ve skutečném provedení zařízení vždy vyskytují, je spojeno hlavně s rozkmitem napětí, zatímco vliv maximálního napětí je ve skutečnosti méně významný. Z těchto důvodů se při posouzení únavové únosnosti potrubí prokazuje, že rozkmit napětí odpovídá rozkmitu hodnot vnitřního tlaku, jež se často opakuje, a které nepřekročí výpočtovou pevnost odpovídající uspořádání posuzovaného dílce .

Kmitání potrubní větvě. Ke kmitání potrubní větve dochází v případě, že některá z vlastních frekvencí potrubní větve je totožná s frekvencí budící. Nejpřirozenější budící frekvence se odvozují z otáček motoru čerpadla nebo kompresoru doplňující tlak media v potrubní větvi. Proto též dále záleží na délce chodu uvedeného motoru v základním cyklu a na tlumení kmitání.

Obr.1 Základní cyklus napětí v potrubí

Jako prevence únavového lomu slouží:

          a) odstranění kmitů potrubí

          b) kontrola provozního cyklu, pozor na časté zavírání a otvírání armarur, které způsobuje náhlé změny tlaku nebo na možný únik media, které způsobuje časté doplňování tlaku

          c) kontrola, zda často není v činnosti pojistný ventil a zjednání nápravy.

Dále je nutno provést vizuální kontrolu všech koncentrátorů napětí. Jedná se zde především o materiál ve svarech a v blízkosti svarů, kde se iniciační trhlinka projeví nejprve prasknutím vrstvy nátěru.

Než se únavový lom rozvine a dojde k destrukci zařízení, projde těmito několika fázemi:

          - změna vlastností materiálu

          - nukleace trhlin

          - šíření trhlin až k destrukci

Kvalifikovaný revizní technik s těmito znalostmi by mohl přispět k zachycení vady ještě před destrukcí.

Chceme-li rozebrat partnerství revizního technika a výrobce technického zařízení, musíme mít na paměti především odpovědnost výrobce za výrobek v rámci celé jeho životnosti. Z toho vychází i informace, které by měl výrobce zapracovat do technické zprávy nebo jinak předat provozovateli zařízení:

          - určit životnost zařízení (určení životnosti podle výše uvedené tabulky až za provozu je méně přesné)

          - určit podmínky, za kterých se může zařízení provozovat

          - sdělit, která rizika nejsou ošetřena konstrukcí a přenechává je na provozovateli.

Tyto se nazývají „zbytková rizika“ (myšleno z pozice výrobce).

Pro výrobce znamená spolupráce s kvalifikovaným revizním technikem větší spokojenost zákazníka - provozovatele, větší rozšíření svého výrobku a ošetření zbytkových rizik, vyplývající z časové degradace výrobku v provozu (tj. především opotřebení materiálu, koroze a únava materiálu). Časovou degradaci výrobku může výrobce předpokládat jen v určitých mezích, za určitých podmínek. Výrobce též ocení i zpětnou vazbu týkající se závad během provozu, kterou mu revizní technik může poskytnout.

Použitá literatura:

1. ČSN EN 13480-3 Kovová průmyslová potrubí - část 3: Konstrukce a výpočet

2. ČSN EN 12952-3 Vodotrubné kotle a pomocná zařízení - část 3: Konstrukce a výpočet částí namáhaných tlakem

3. ČSN EN 13445-3 Netopené tlakové nádoby - část 3: Konstrukce a výpočet

4. ČSN P ENV Eurocode č.3 Navrhování ocelových konstrukcí

5. Němec J.: Tuhost a pevnost ocelových částí, Nakladatelství ČSAV, 1963

6. Chalupa A.: Navrhování ocelových konstrukcí, Vydavatelství ÚNM, Praha 1982

7. Klesnil M., Lukáš P.: Únava kovových materiálů při mechanickém namáhání, Academia Praha 1975

8. Pekař V.: Zjednodušený výpočet potrubí při cyklickém namáhání, CHEMagazín 2/2005

Související

Související témata Konstrukce, výpočty, projekce NDT kontrola TZ