تجزیه و تحلیل استرس طراحی کشتی فشار - چیست؟

کشتی های فشار - اجزای حیاتی در بسیاری از صنایع مانند فرآوری شیمیایی ، تولید نفت و گاز ، تولید برق و داروهای دارویی هستند. آنها برای حمایت از فشار بالا و اطمینان از عملکرد ایمن و قابلیت اطمینان طراحی شده اند. تجزیه و تحلیل استرس یکی از مؤلفه های مهم طراحی کشتی فشار- است زیرا مهندسان را قادر می سازد تا پاسخ مواد را به بارهای فشار بالا- پیش بینی کنند ، مناطق احتمالی شکست را شناسایی کرده و یکپارچگی ساختاری را تقویت کنند.

در این مقاله ، ما قصد داریم اهمیت تجزیه و تحلیل استرس ، اشکال مختلف استرس ایجاد شده در رگ فشار بالا {0} ، ملاحظات طراحی اساسی و مکانیسم های جلوگیری از شکست را ارائه دهیم.

تجزیه و تحلیل استرس در عروق فشار یک فرآیند مهم است که نحوه واکنش ساختارها و مواد به پارامترهای داخلی و خارجی را تجزیه و تحلیل می کند. طراحی کشتی فشار بالا 1- ، مستلزم تجزیه و تحلیل انواع مختلفی از استرس ها است تا اطمینان حاصل شود که کشتی می تواند در شرایط متنوع و بدون فروپاشی عمل کند.

مهندسان را قادر می سازد:
• ضخامت بهینه دیواره مورد نیاز برای حمایت از فشار داخلی را تعیین کنید.
• مواد را با بیشترین توزیع استرس انتخاب کنید.
• نقاط شکست بالقوه را مشخص کرده و خطرات را به حداقل برسانید.
• طول عمر و قابلیت اطمینان کشتی فشار را افزایش دهید.

کشتی های فشار بالا-} در معرض انواع مختلفی از استرس قرار می گیرند که بر عملکرد آنها تأثیر می گذارد. انواع مختلف استرس فشار فشار شامل موارد زیر است:

1. استرس محیطی (استرس هوپ)

استرس هوپ به استرس در طول جهت دور از فشار فشار استوانه ای با فشار داخلی اشاره دارد. این به طور معمول بالاترین استرس در کشتی های فشار دیواری نازک- است.

2. استرس طولی (استرس محوری)

استرس طولی در امتداد محور یک کشتی است. استرس طولی به طور کلی کمتر از استرس حلقه است و توسط:
این بدان معنی است که ، برای یک رگ فشار دیواری - ، استرس طولی برابر با تقریباً نیمی از استرس حلقه است.

3 استرس شعاعی

استرس شعاعی در جهت ضخامت دیواره عروق است و معمولاً نسبت به حلقه و تنش های طولی در رگهای دیواری نازک {{0} کوچک است. در رگهای دیواری ضخیم- قابل توجه است ، جایی که استرس در سراسر دیوار متفاوت است.

4 استرس حرارتی

استرس حرارتی در عروق فشار نتیجه تغییرات دما در داخل رگ است که منجر به انبساط یا انقباض می شود. گرمایش یا سرمایش یکنواخت غیر - می تواند منجر به غلظت استرس شود ، که در نهایت می تواند باعث ترک خوردگی یا خرابی ساختاری با گذشت زمان شود.

5. استرس برشی

استرس برشی در مناطقی از ناپیوستگی ، از جمله نازل های متصل یا جوش رخ می دهد. برای جلوگیری از خرابی موضعی در چنین مناطقی ، باید تجزیه و تحلیل استرس برشی دنبال شود.

مهندسان از روشهای متنوعی برای تجزیه و تحلیل استرس در رگ فشار بالا- استفاده می کنند ، بنابراین از رعایت استانداردهای ایمنی و نیازهای عملکرد اطمینان می دهند. اینها شامل:

1. روش های تحلیلی

فرمول های مهندسی کلاسیک ، مانند معادله Lame برای سیلندرهای دیواری ضخیم - و فرمول بارلو برای کشتی های دیواری نازک {1} برای تقریب توزیع استرس استفاده می شود. این فرمول ها محاسبات آسان و دقیق را برای شکل های اصلی کشتی امکان پذیر می کنند.

2. تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA)

تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) یک روش عددی است که امکان مدل سازی پیچیده توزیع استرس را در هندسه پیچیده فراهم می کند. FEA از طریق تقسیم کشتی به عناصر بسیار کوچک و تحمیل شرایط مرزی کار می کند و به مهندسان این امکان را می دهد تا:
• مناطق استرس- را شناسایی کنید.
• موارد بارگذاری مختلف را بازآفرینی کنید.
• طراحی را قبل از ساخت بهینه کنید.

3 آزمایش آزمایشی

آزمایش فیزیکی ، از جمله تجزیه و تحلیل سنج کرنش و آزمایش فشار هیدرواستاتیک ، مدل های نظری را تأیید می کند و قابلیت اطمینان- واقعی را فراهم می کند. این آزمایشات نقاط ضعف را قبل از سرویس دهی در معرض خطر قرار می دهد.

برای عملکرد مؤثر و ایمن ، رگ فشار بالا {0} بالا باید با چندین ملاحظات مهم طراحی شود:

1. بالا -} انتخاب مواد رگ فشار

انتخاب مواد به طور قابل توجهی بر عملکرد و طول عمر کشتی تأثیر می گذارد. مهندسان مواد را با توجه به معیارهای مختلف انتخاب می کنند ، از جمله:
• انعطاف پذیری و قدرت
• مقاومت در برابر خوردگی
• تحمل دما
• هزینه - اثربخشی
مواد متداول مورد استفاده عبارتند از: مواد کامپوزیت ، فولاد کربن و فولاد ضد زنگ.

2 ضخامت دیوار

ضخامت کافی دیواره امکان مقاومت در برابر فشار داخلی را بدون هیچ گونه تغییر شکل فراهم می کند. ضخامت ضخامت مطابق مشخصات دیگ بخار ASME و کد فشار (BPVC) مشخص شده است.

3. یکپارچگی جوش و مشترک

جوشکاری یک جنبه مهم از طراحی کشتی فشار بالا {0} است. جوش های ضعیف می توانند منجر به ایجاد غلظت استرس و در نهایت منجر به نارسایی ساختاری شوند. آزمایش های مخرب غیر-} (NDT) مانند معاینه رادیوگرافی (RT) و معاینه اولتراسونیک (UT) برای بررسی یکپارچگی جوش استفاده می شود.

4. فاکتورهای ایمنی

حاشیه ایمنی در طراحی ساخته شده است تا بتواند عدم قطعیت در خصوصیات مواد ، شرایط عملیاتی و نقص را فراهم کند. این اطمینان حاصل می کند که کشتی حتی در شرایط شدید با خیال راحت اجرا می شود.

با وجود الزامات دقیق طراحی ، کشتی های فشار {0} بالا هنوز هم می توانند شکست بخورند مگر اینکه اقدامات احتیاطی مناسب انجام شود. متداول ترین حالت های شکست عبارتند از:

1.

در جایی که استرس بیش از قدرت عملکرد مواد باشد ، تغییر شکل دائمی وجود دارد. در صورت عدم وجود این می تواند منجر به خرابی کشتی شود.

2. خرابی خستگی

بارگیری چرخه ای ممکن است باعث رشد ترک های ریز با گذشت زمان شود که می تواند منجر به خرابی ناگهانی شود. اقدامات پیشگیرانه عبارتند از:
• با استفاده از خستگی - مقاوم.
• بازرسی های منظم.
• استرس - درمان امدادی.

3. خزش

قرار گرفتن در معرض طولانی در دمای بالا منجر به تغییر شکل خزش یا تدریجی می شود که باعث تضعیف یکپارچگی کشتی می شود. این در نیروگاه ها و واحدهای پردازش شیمیایی معمولی است. اقدامات متقابل خزنده شامل طراحی آلیاژهای مقاوم در برابر خزش- و رگهای استرس {3} کم است.

4

ترکیدن یک شکست فاجعه بار است که اگر فشار داخلی بیش از حد طراحی کشتی باشد ، ممکن است رسوب کند. دستگاه های تسکین فشار مناسب ، مانند دریچه های ایمنی ، برای جلوگیری از فشار بیش از- لازم است.

تجزیه و تحلیل استرس یک جنبه مهم از طراحی رگ فشار بالا- است که حداکثر قابلیت اطمینان ، ایمنی و کارآیی را تضمین می کند.جویپیشروتولید کننده کشتی با فشار بالا، بر اهمیت درک انواع مختلف استرس ، استفاده از تکنیک های تجزیه و تحلیل پیشرفته و پیروی از استانداردهای صنعت تأکید می کند. با اجرای روشهای نوآورانه تجزیه و تحلیل استرس ، مهندسان می توانند کشتی های قوی را طراحی کنند که قادر به تحمل شرایط شدید هستند و در عین حال خطر خرابی را به حداقل می رسانند.

پیش بینی می شود که با صنایع در سراسر هیئت مدیره مرزهای علوم مواد و مدل سازی محاسباتی را تحت فشار قرار دهد ، پیش بینی می شود که پیشرفت های آینده در تجزیه و تحلیل استرس باعث می شود کشتی های فشار ایمن تر و کارآمدتر شوند.

پارامترهای اندازه کشتی فشار را بخواهید

مطمئن نیستید که آیا مشخصات خاص کشتی فشار با جریان فرآیند شما مطابقت دارد (به عنوان مثال ، ظرفیت تحمل فشار در مقابل فشار متوسط ​​، سازگاری مواد در مقابل رسانه های خورنده ، حجم در مقابل توان تولید)؟ با ما تماس بگیرید-} تیم حرفه ای ما مشخصات مناسب را بر اساس پارامترهای متوسط ​​، فشار/دما عملیاتی و فضای نصب توصیه می کند و موارد کاربردی مشابه صنعت را ارائه می دهد (به عنوان مثال ، کشتی های ذخیره سازی اسید گیاه شیمیایی ، GMP- عروق شکایت).

ایمیل:sales@gneeheatex.com
WhatsApp: +8615824687445