Chemia i Biznes

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Mogą Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce prywatności Cookies"

Rozumiem i zgadzam się

Konfiguracja makiety

Grubość ścianki w zbiorniku ciśnieniowym. W czym tkwi sekret? - Wiktor Czerep

2021-03-16

Naszym rozmówcą jest Wiktor Czerep, ekspert kalkulacji w firmie Gpi Poland. W rozmowie przybliżamy zagadnienie, nad którym często zastanawiają się odbiorcy zbiorników ze stali nierdzewnej. Mianowicie, od czego zależy grubość ścianki zbiornika ciśnieniowego i w jaki sposób obliczana jest jej wartość?

Projektowanie zbiorników przeznaczonych dla sektora chemicznego to wyjątkowo trudne zadanie. Jak w takm razie obliczyć grubość ścianki zbiornika ciśnieniowego?

Ze względu na bardzo wysokie naprężenia w zbiorniku, wynikające z dużego ciśnienia, a niekiedy nawet próżni, produkty te muszą spełniać niezwykle rygorystyczne normy. Od jakości i precyzji wykonania zbiornika zależy nie tylko ich efektywność, ale głównie bezpieczeństwo pracowników danego przedsiębiorstwa.

Inżynier projektujący zbiorniki bierze pod uwagę różne czynniki, mające wpływ na grubość ścianki i w konsekwencji na niezawodność. Oprócz samego ciśnienia może to być kontakt z substancjami chemicznymi o ściernych lub żrących właściwościach, a także dynamicznie zmieniające się temperatury.

Dlaczego jest to aż tak istotne?

Jeśli zbiornik zostanie źle zaprojektowany, występuje zwiększone ryzyko wybuchu i aby temu zapobiec należy precyzyjnie obliczyć minimalną grubości ścianki w zbiorniku ciśnieniowym.

Jak zatem przedstawiają się elementarne schematy do takich obliczeń?

Jeśli chodzi o obliczanie grubości ścianki zbiornika ciśnieniowego, to przy wyznaczaniu grubości ścianek elementów zbiornika, jak przy każdym innym zagadnieniu projektowym, bierzemy pod uwagę produkt, stąd ważna jest szczegółowa charakterystyka substancji, o którą pytamy klienta. Zbiorniki ciśnieniowe, które z uwagi na ich zastosowanie mogą stanowić potencjalne źródło niebezpieczeństwa, objęte są szeregiem regulacji prawnych.
W przypadku krajów UE powszechnie stosuje się dyrektywę PED, a w Stanach Zjednoczonych jest to ASME BPVC. Sposób obliczeń związany jest z określoną normą, dlatego ważna jest wiedza i doświadczenie inżyniera-konstruktora.

Co uwzględnia się w takim razie przy kalkulacji?

Przy kalkulacji uwzględniamy takie zmienne, jak materiał, ciśnienie i temperatura projektowa. Ważna jest gęstość oraz właściwości fizyczne i chemiczne produktu.

Uwzględniamy naddatki materiału na korozję, na ubytek materiału powstały w wyniku tarcia produktu o zbiornik, aby zapewnić odpowiednią wytrzymałość konstrukcji w przypadku eksplozji materiałów sypkich. Należy także pamiętać, że zbiornik stanowi integralną część bardzo dużych instalacji przemysłowych. Dodatkowo skupiamy uwagę na obciążenie króćców, mieszadła, platformy obsługowe i umiejscowienie zbiornika.

Zbiorniki znajdujące się na zewnątrz poddawane są silnym porywom wiatru, a nawet wstrząsom sejsmicznych, które mają duży wpływ na wymagane grubości, szczególnie w miejscach wsparcia konstrukcji. Charakter procesu zachodzący w zbiorniku wymaga dodatkowej analizy zmęczeniowej, która warunkuje przekroje ścianek. Nie bez znaczenia pozostają kwestie takie, jak forma wytwarzania prefabrykatów, stopień kontroli powykonawczej i sposób spawania elementów.

A jak to wygląda, gdy rzecz dotyczy grubości ścianki zbiornika o kulistym kształcie?

Kształty sferyczne, jak i semisferyczne ujęte są praktycznie w każdej normie projektowej. Z uwagi na charakter rozkładu naprężeń w powłoce, możemy powiedzieć, że mają najdogodniejszy kształt, co powoduje możliwość zaprojektowania mniejszych grubości przy zachowaniu adekwatnej wytrzymałości. Kształt kulisty zbiornika znajduje zastosowanie głównie w magazynowaniu gazu pod wysokim ciśnieniem.

Do tak skomplikowanych obliczeń potrzebne są zapewne również odpowiednie narzędzia?

W mojej pracy szczegółowe informacje od klienta dotyczące przeznaczenia zbiornika są bazą do rzetelnych obliczeń. W Gpi polegamy między innymi na naszym autorskim programie TankDesign2 oraz Visual Vessel Design.

W pracy konstruktora niezbędne są bowiem narzędzia kalkulacyjne. Nikt przecież nie oblicza grubości ścianki na kalkulatorze. Zbiornik cienkościenny i grubościenny optymalizowany jest z uwzględnieniem wielu dodatkowych, niestandardowych elementów, mających bezpośredni wpływ na końcową wytrzymałość.

Do takich elementów zaliczyć można, chociażby zawory oraz rozmaite łączniki charakterystyczne dla specyficznej odmiany zbiorników ciśnieniowych w postaci rurociągów i rur. Wszelkie te aspekty muszą zostać zawarte w obliczeniach, więc poziom skomplikowania obliczeń jest bardzo wysoki. 

Wspomnieliśmy wcześniej o niezbędnym doświadczeniu konstruktora, które jest bazą do wszelkich kalkulacji. Inżynierowie w Gpi pracują zgodnie z wieloma (nie tylko europejskimi) normami jak EN 13445, PED 2014/68/EU, ASME VIII-1, AD 2000-Merblatt.

Podsumowując, należy wziąć zatem pod uwagę wszystkie zmienne, produkt i jego właściwości, tu niezbędny jest szczery i szczegółowy kontakt z klientem, wiedza, doświadczenie w kalkulacji i nowoczesne narzędzia, które ułatwiają pracę i minimalizują możliwość popełnienia błędu.


Gpi Polandzbiorniki ciśnieniowe

Podoba Ci się ten artykuł? Udostępnij!

Oddaj swój głos  

Średnia ocen 5/5 na podstawie 1 głosów.

Dodaj komentarz

Redakcja Portalu Chemia i Biznes zastrzega sobie prawo usuwania komentarzy obraźliwych dla innych osób, zawierających słowa wulgarne lub nie odnoszących się merytorycznie do tematu. Twój komentarz wyświetli się zaraz po tym, jak zostanie zatwierdzony przez moderatora. Dziękujemy i zapraszamy do dyskusji!


WięcejSklep

“Chemia i Biznes” nr 4/2021

Nowość!Dostęp online

35.00 zł

"CiB. Rynek Kosmetyczny i Chemii Gospodarczej" nr 3/2021

Nowość!Dostęp online

25.00 zł

"CiB. Rynek Kosmetyczny i Chemii Gospodarczej" nr 2/2021

Dostęp online

25.00 zł

Książka: Surfaktanty i ich zastosowanie w produktach kosmetycznych

Nowość!

95.00 zł

Wpis zaawansowany w Katalogu Firm

Nowość!Dostęp online

861.00 zł

Artykuł sponsorowany

Nowość!Dostęp online

2,460.00 zł

Książka: Atlas Mikrobiologii Kosmetyków

Nowość!

94.00 zł

WięcejNajnowsze

Więcej aktualności





WięcejNajpopularniejsze

Więcej aktualności (192)



WięcejPolecane

Więcej aktualności (97)





WięcejSonda

Czy Twoja firma zmaga się z podwyżkami cen surowców?

Zobacz wyniki

WięcejW obiektywie