Ütemterv a Vegyipari készülékek tervezése. c. tárgyhoz GEVGT-B) vegyipari gépészeti specializáción, műszaki menedzser alapképzési szakos hallgatók részére 9/. tanév I. félév óra előadás + óra gyakorlat) Hét Előadás Gyakorlat Nyomástartó edények alapfogalmai Alapfogalmak, szabványok és jogszabályok. ajzi dokumentációk alapismeretei Alapfogalmak, PED PED vendégelőadás Alapterhelések ismertetése, méretezési alapadatok és anyagok Készülékek, csővezetékek PED kategóriába sorolása 4 Geometriai adatok, külső terhek, Biztonsági Hatóság vendégelőadás 5 6 Megengedett feszültségek, redukált feszültségek, feszültség kategóriák, feszültséganalízis Szerkezeti anyagok követelményei, anyagjellemzők, anyagcsoportok, műanyagok, egyéb szerkezeti anyagok Feszültséganalízis Anyagszabványok, tervezési szabványok használatának bemutatása. Anyagtulajdonságok 7 8 9 4 Nyomáspróba, falvastagság definíciók, készülékek alapegyenlete Héjak membránfeszültségi állapota, illesztési feladat, belső nyomás okozta membránfeszültségek különböző héjelemeken Hengeres héj és gömb feszültségállapota belső nyomásra Zárófelületek, kúpos héjak feszültségállapota belső nyomásra Héjszerkezetű elemek méretezése külső nyomásra Kivágások, csonkok héjszerkezeteken, húzófeszültséggel terhelt síklemez modellje, csonkcsatlakozások méretezése Nyugvó tömítések, tömítőfelületek kialakítása Zárthelyi dolgozat. Karima tömítések teherbírás ellenőrzése Megengedett feszültségek, felületi korrózió figyelembevétele, falvastagság tűrések Membránfeszültségi állapot mechanikai egyenletei Henger feszültségállapota belső nyomásra Zárófelületek, kúpos héjak feszültségállapota belső nyomásra Zárófelületek, kúpos héjak feszültségállapota külső nyomásra Kivágások, csonkok számítása Tömítések vendégelőadás Karimák méretezése
Vegyipari Gépészeti Intézeti Tanszék Vegyipari készülékek tervezése I. Név: Zárthelyi dolgozat MINTA) 8. Neptun kód:. Mekkora külső nyomásterhelés elviselésére képes a következő adatokkal jellemzett köpeny tervezési állapotban: a köpeny ausztenites acél alapanyagból készült, méretezési hőmérsékleten vett folyáshatára 9 MPa, C-on a szakítószilárdsága 4 MPa. A héj külső átmérője mm, névleges falvastagsága 6 mm, korróziós pótléka mm, negatív tűrése, mm. A köpeny merevítetlen hossza 88 mm. Az ε minimum értéke n cyl = 7-nél található). A rugalmassági modulus 9 GPa.,5,5,75,,5,5,75,,5,5,75,,5,5,5,5,75,5,65,68,7,755,78,8,8,86,849,86,75 4, 4,5 4,5 4,75 5, 5,5 5,5 5,75 6, 6,5 6,5 6,75 7,,87,879,887,896,95,94,97,9,99,95,94,947,95,959 = σ e e a ; = E e a ε ; Z = π L ; ε = n cyl + Z n cyl Z + e a ) + ν ) n cyl + Z ). Egy hengeres héj külső átmérője 8mm. A hengeres héjat bar belső túlnyomás terheli, a korróziós pótlék mm, a lemez negatív tűrése, mm. Vizsgálati csoport b. Milyen névleges méretű lemezből kell hengerelni, ha a lemezanyag folyáshatára méretezési hőmérsékleten 6 MPa, szakítószilárdsága C-on 4 MPa az anyag szénacél)? járatos lemezvastagságok: 6-7-8---4-6-8- mm). Helyezzen el jelöléseket a diagramon: 4. a) Határozza meg és ábrázolja egy egytengelyű húzófeszültséggel terhelt síklemez feszültségi állapotát a kivágás peremén rajz, feszültségek különböző szögeknél --45-6-9 ), max feszültség koncentráció). b) Ábrázolja - megjelölve különböző szögeknél a feszültségértékeket - egy hengerre jellemző kéttengelyű feszültségállapottal terhelt síklemez feszültségi állapotát. Ha határozza meg a legnagyobb feszültségkoncentráció értékét. σ r = σ ) ] [ a r + 4 a4 r 4 + a4 r 4 cos ϕ ; σ ϕ = σ ) ] [ + a r + a4 r 4 cos ϕ 5. Határozza meg a próbanyomás értékét,, vizsgálati csoportban, vizes nyomáspróba menete. 6. Milyen szállítható nyomástartó berendezésekre nem terjed ki a /5/EU rendelet? a) forgalomba hozatal tekintetében új szállítható berendezésekre b) megfelelőségi jelöléssel ellátott szállítható nyomástartó berendezés időszakos vizsgálatára c) megfelelőségi jelöléssel nem ellátott nyomástartó berendezés megfelelőség-újraértékelésére d) 4.5.-ét megelőzően forgalomba került szállítható nyomástartó berendezésekre 7. Hasonlítsa össze a csúszógyűrűs és zsinóros tömítések előnyös és hátrányos tulajdonságait. 8. Definiálja az alábbi fogalmakat! a) Nyomástartó berendezés: b) Tervezési nyomás: c) Legkisebb megengedett üzemi hőmérséklet:
DN= DN=5 V= DN=5 DN= Vegyipari Gépészeti Intézeti Tanszék Vegyipari készülékek tervezése I. Név: Zárthelyi dolgozat MINTA) 8. Neptun kód:. Mekkora külső nyomásterhelés elviselésére képes a következő adatokkal jellemzett köpeny tervezési állapotban: a köpeny ausztenites acél alapanyagból készült, méretezési hőmérsékleten vett folyáshatára 9 MPa, C-on a szakítószilárdsága 4 MPa. A héj külső átmérője mm, névleges falvastagsága 6 mm, korróziós pótléka mm, negatív tűrése, mm. A köpeny merevítetlen hossza 88 mm. Az ε minimum értéke n cyl = 7-nél található). A rugalmassági modulus 9 GPa.,5,5,75,,5,5,75,,5,5,75,,5,5,5,5,75,5,65,68,7,755,78,8,8,86,849,86,75 4, 4,5 4,5 4,75 5, 5,5 5,5 5,75 6, 6,5 6,5 6,75 7,,87,879,887,896,95,94,97,9,99,95,94,947,95,959 = σ e e a ; = E e a ε ; Z = π L ; ε = n cyl + Z n cyl Z + e a ) + ν ) n cyl + Z ) Mivel az alapanyag ausztenites acél, tudjuk, hogy a rugalmassági határa σ e = t = 5 MPa. A névleges, 5 falvastagságból és a pótlékokból meghatározzuk az analízis falvastagságot e a = e n c t h = 4, 7 mm. A külső átmérőből és analízis falvastagságból meghatározható középsugár értéke = D e e a = 597, 65 mm. Az ismertetett összefüggésekkel meghatározhatók a szükséges jellemzők: =, 95 MPa, Z =, 4, ε = 4, 548 4. Meghatározandó / =, 569, mely érték nem található a táblázatban, ezért lineáris interpolációt alkalmazunk:, 5, 75 =, 569, 5) +, 5 =, 85. Ebből meghatározható =, 85 =, 48 MPa,, 5, 75 melyet osztva a biztonsági tényezővel P ext = =, 7 MPa=,7 bar., 5. Egy hengeres héj külső átmérője 8mm. A hengeres héjat bar belső túlnyomás terheli, a korróziós pótlék mm, a lemez negatív tűrése, mm. Vizsgálati csoport b. Milyen névleges méretű lemezből kell hengerelni, ha a lemezanyag folyáshatára méretezési hőmérsékleten 6 MPa, szakítószilárdsága C-on 4 MPa az anyag szénacél)? járatos lemezvastagságok: 6-7-8---4-6-8- mm) A feladatkiírásban szerepel, hogy az [ alapanyag szénacél, ezért a szénacélokra vonatkozó megengedett feszültség eh/t összefüggést kell alkalmazni f d = min, 5 ; ] = 66, 67 MPa. Mivel b vizsgálati csoportot alkalmazunk, a, 4 hegesztési tényező értéke z =, 85. Kazánformulát alkalmazzuk, vigyázva arra, hogy minden mm és MPa dimenzióban szerepeljen. e = P D e f d z + P = 7, 59mm, melyet pótlékolunk e p = e + c + t h = 8, 89 mm, melyhez e n = mm névleges falvastagságot válkasztunk.. Helyezzen el jelöléseket a diagramon: PS [bar] Nyomástartó edény PS [bar] Csővezeték PS= PS= IV III,5 jó mérnöki gyakorlat nem nyomástartó berendezés I II III,5 jó mérnöki gyakorlat nem nyomástartó berendezés I II V [l] DN [mm]
4. a) Határozza meg és ábrázolja egy egytengelyű húzófeszültséggel terhelt síklemez feszültségi állapotát a kivágás peremén rajz, feszültségek különböző szögeknél --45-6-9 ), max feszültség koncentráció). b) Ábrázolja - megjelölve különböző szögeknél a feszültségértékeket - egy hengerre jellemző kéttengelyű feszültségállapottal terhelt síklemez feszültségi állapotát. Ha határozza meg a legnagyobb feszültségkoncentráció értékét. σ r = σ ) ] [ a r + 4 a4 r 4 + a4 r 4 cos ϕ ; σ ϕ = σ ) ] [ + a r + a4 r 4 cos ϕ max=,5σ - min=,5σ 5. Határozza meg a próbanyomás értékét,, vizsgálati csoportban, vizes nyomáspróba menete. ) A próbanyomás értéke: P teszt = max, 5 P s fa,, 4 P s, ahol f a a szobahőmérsékleten számított megengedett feszültség értéke. A víz hőmérsékletének 5 és 4 C között kell legyen, általában ivóvíz tisztaságú, de semmiképp f d sem okozhat korróziós kárt a készülékben. A nyomásváltozás percenkénti sebessége a legnagyobb megengedhető nyomás %-a, de legfeljebb bar/s lehet. Az előírt nyomás elérése után percig nyomástartás, mely során nem csökkenhet a nyomás értéke, ezután pedig a megengedhető nyomás értékére kell csökkenteni. 6. Milyen szállítható nyomástartó berendezésekre nem terjed ki a /5/EU rendelet? a) forgalomba hozatal tekintetében új szállítható berendezésekre b) megfelelőségi jelöléssel ellátott szállítható nyomástartó berendezés időszakos vizsgálatára c) megfelelőségi jelöléssel nem ellátott nyomástartó berendezés megfelelőség-újraértékelésére d) 4.5.-ét megelőzően forgalomba került szállítható nyomástartó berendezésekre 7. Hasonlítsa össze a csúszógyűrűs és zsinóros tömítések előnyös és hátrányos tulajdonságait. A csúszógyűrűs tömítések előnyös tulajdonságai: minimális tengelykopás utánállítás nem szükséges minimális energiaigény nincs csapágykárosodás nincs szivárgási veszteség veszélyes anyagokra is megfelelő A csúszógyűrűs tömítések negatív tulajdonságai: viszonylag magas ár a szivattyúnak kifogástalan állapotban kell lennie a beépítéshez a szivattyú teljes szétszerelése szükséges meghibásodáskor azonnal tömítetlenség lép fel bonyolultabb beépítés A zsinóros tömítések előnyös tulajdonságai: sokkal olcsóbb rosszabb állapotú szivattyúba is beépíthető
rövid leállási idő szereléskor meghibásodás lassan következik be egyszerű, sokkal gyorsabb beépítés Zsinóros tömítések hátrányos tulajdonságai: tengelykopást okoz állandó karbantartást igényel magasabb energiaigény gyakori csapágykárosodás szivárgási veszteség veszélyes közegekre nem alkalmas 8. Definiálja az alábbi fogalmakat! a) Nyomástartó berendezés: belső vagy külső nyomással terhelt edény, csővezeték, biztonsági berendezés vagy egyéb, nyomással igénybevett tartozék b) Tervezési nyomás: P S, alapterhelés a szilárdsági méretezéshez c) Legkisebb megengedett üzemi hőmérséklet: a gyártó által megengedett legkisebb hőmérséklet, amelyre a berendezést tervezték