Szilárdsági számítások. Kazánok és Tüzelőberendezések

Átírás

1 Szilárdsági számítások Kazánok és Tüzelőberendezések

2 Tartalom Ellenőrző számítások: Hőtechnikai számítások, sugárzásos és konvektív hőátadó felületek számításai már ismertek Áramlástechnikai számítások füstgáz és víz/gőz oldalra - nyomásveszteség - cirkuláció Szilárdsági számítások Vízkémiai számítások

3 Szilárdsági számítások Anyagok Csak magas hőmérsékleten szavatolt szilárdsággal rendelkező u.n. melegszilárd anyagok használhatóak Számítási módszerek Szabványok alapján Komplex esetekben végeselemes módszerek is alkalmazhatóak Számítás folyamata Hőtechnikai és hidraulikai számításokól rendelkezésre állnak a felület hőmérsékletek és a közegnyomások Megengedett feszültség számítása az üzemi hőmérséklet figyelembe vételével Tényleges feszültség számítása minden lényeges üzemállapotra. Ez a megengedett alatt kell legyen. σ tényleges < σ megengedett

4 Szilárdsági számítások szabványai MSZ EN Vízcsöves kazánok nyomással terhelt részeinek tervezése és számítása MSZ EN Nagyvízterű kazánok nyomással terhelt részeinek tervezése és számítása MSZ EN Nyomástartó berendezések nyomással terhelt részeinek tervezése és számítása

5 Kazánokhoz alkalmazható anyagok Nyomással igénybevett részekhez, csak szavatolt meleg-szilárdságú anyagok használhatók MSZ EN Lapos acéltermékek nyomástartó berendezésekhez MSZ EN Acélok egyszerű nyomástartó edényekhez MSZ EN Nyomástartó acélöntvények MSZ EN Varrat nélküli acélcsövek nyomástartó berendezésekhez MSZ EN Hegesztett acélcsövek nyomástartó berendezésekhez MSZ EN Kovácsolt acél nyomástartó berendezésekhez. MSZ EN Melegszilárd, hegeszthető acélból melegen hengerelt rudak nyomástartó berendezésekhez

6 Melegszilárd lemezanyagok

7 Melegszilárd csőanyagok

8 Anyagok szakító diagramja

9 Kúszás állandó hőmérséklet és terhelés esetén

10

11

12

13

14 Belső nyomásból eredő feszültségek tartályban

15 Kazánformula

16 Nyílások merevítése

17 Hőfeszültség A kazánok különböző részei különböző hőmérsékleten üzemelnek Ha egy adott (alkat)rész hőtágulása gátolva van, hőfeszültség keletkezik.

18 Hőfeszültség számítási módszere Először a hőmérséklet különbség hatására szabadon létrejövő tágulást kell kiszámolni.. ε h = β le * t Ezután visszanyomva az eredeti méretre számítható a keletkező feszültség.. Kétirányban befogott lemezben keletkező feszültség hőmérséklet ugrás hatására: E σ 1,2 = βle t 1 υ

19 Kifáradás A különböző alkatrészek különböző üzemállapotban különböző feszültségszinten üzemelhetnek. σ R max σ R min σ a = 2 Meghatározott feszültség amplitudohoz a maximális ciklusszám meghatározható az anyag jellemzői alapján. n max = f(σ a )

20 Hiszterézis görbe, állandó nyúlások melletti fárasztásnál

21

22 Halmozódó károsodások elmélete Amikor többféle feszültség aplitúdójú ciklus is fárasztja az anyagot, mindegyikhez meg kell határozni a maximális ciklusszámot. A tényleges ciklusszámok figyelembe vételével teljesülnie kell az alábbi összefüggésnek: n N 1 N N m 1 n n 1max 2 max mmax ahol: N egy meghatározott amplitudóhoz tartozó tényleges ciklusszám n egy meghatározott amplitudóhoz tartozó maximális ciklusszám

23 Időtartam szilárdság Magas hőmérsékleten üzemelő alkatrészeknél megjelenik az időtartam szilárdság, ami hőmérséklet és feszültség függő. Az anyagjellemzők alapján meghatározható az a maximális időtartam, amelyet az adott állapotban elvisel az anyag: - τ max (σ,t) Többféle feszültségállapot előfordulása esetén ugyancsak a halmozódó károsodások elméletét lehet értelemszerűen alkalmazni. τ τ 1 τ 2 τ m τ τ 1max 2 max mmax 1

24 Összefoglaló Ellenőrző számítások: Hőtechnikai számítások, sugárzásos és konvektív hőátadó felületek számításai már ismertek Áramlástechnikai számítások füstgáz és víz/gőz oldalra - nyomásveszteség - cirkuláció Szilárdsági számítások

25 Köszönöm a figyelmet!