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.
WięcejNajnowsze
WięcejNajpopularniejsze
WięcejPolecane
WięcejInne rozmowy
WięcejWarto przeczytać
Unilever: strategia ograniczania zużycia tworzyw sztucznych przynosi efekty
Opakowania wciąż na dużym plusie
Kremy do rąk przestają być produktem premium
Laboratoria nawozowe podnoszą bezpieczeństwo produktu
Lotos Oil wykorzystał okres pandemii na poprawę wyników finansowych
Wacker Chemie wyprodukuje więcej polimerów modyfikowanych silanem
Ceny surowców wpływają na wyniki PCC Exol
Tworzywa sztuczne w centrum Europejskiego Zielonego Ładu
Według PKN Orlen to najtrudniejszy w historii okres dla przemysłu rafineryjnego
TECHCO Forum – nowe wydarzenie w branży chemicznej
Etykiety dla przemysłu chemicznego – najważniejsze wyzwania związane z etykietowaniem
Jak powinien wyglądać system depozytowy?
Przemysł nawozowy przygotowuje się do Europejskiego Zielonego Ładu
Akwizycja w polskiej branży opakowań z tworzyw sztucznych
Lotos znajduje odbiorców dla swojego wodoru
Prezes PIPC: z kryzysem radzimy sobie najlepiej w Europie, ale wciąż czekamy na pełną odbudowę
Lanxess dba o gospodarkę wodną
PZPTS kontra władze Wałbrzycha: idzie o zakaz stosowania wyrobów z tworzyw
Dwutlenek węgla w produkcji akrylanu sodu
PKN Orlen i NCBR razem na rzecz innowacji
Polwax ze stratą po trzech kwartałach roku
Branża budowlana została zraniona pandemią
Wielki zbiornik dopłynął do Polic
Grupa PCC: innowacyjność zawarta w pięciu głównych segmentach produktowych
BASF największą chemiczną firmą świata. A kto na dalszych miejscach?
Przemysł chemiczny umożliwił wypracowanie dobrych wyników spółce transportowej
Tworzywa sztuczne napędzają samochody
WięcejNajnowsze
WięcejPopularne
WięcejPolecane
WięcejKomentarze
PKN Orlen wypłaca dywidendę
Daniel Obajtek, prezes PKN Orlen
Trzeba walczyć z fake newsami
Blanka Chmurzyńska – Brown, dyrektor generalna Polskiego Związku Przemysłu Kosmetycznego
Europejski Zielony Ład dopiero się zaczyna
Agnieszka Skorupińska, Partner, Adwokat, Lider Praktyki Prawa Ochrony Środowiska, Kancelaria CMS
Rozwój PCC Exol wspierają inwestycje
Dariusz Ciesielski, prezes PCC Exol
Pomyślne zamknięcie finansowania dłużnego projektu "Polimery Police"
Tomasz Hinc, prezes Grupy Azoty
Newsletter
WięcejW obiektywie
Kongres "Polska Chemia" w formule online
W 2020 r. Kongres "Polska Chemia" odbył się formule online. Polska Izba Przemysłu Chemicznego, kierując się...
Targi Packaging Innovations przyniosły szansę branży opakowaniowej, by się spotkać
W 2020 r. branża opakowaniowa miała niewiele okazji do targowych spotkań.
Targi Plastpol 2020 w cieniu pandemii
W Kielcach pomimo pandemii koronawirusa odbyły się zaplanowane pierwotnie na maj targi Plastpol.
Budma barometrem polskiego budownictwa
Międzynarodowe Targi Budownictwa i Architektury Budma od wielu lat stanowią miejsce, w którym można...
Grzegorz Lichocik
Pilnujemy zrównoważonego rozwoju
Wiesław Klimkowski, Rafał Zdon
Rok inny niż wszystkie, ale daliśmy radę
Martin Brudermüller
Wspieramy Europejski Zielony Ład
Tomasz Zieliński
Polska chemia ma przed sobą mnóstwo wyzwań, ale im sprosta, bo jest fundamentem krajowej gospodarki
Jörg Schlatterer
Certyfikat Eco Passport dla czystszych produktów
Szymon Dziak - Czekan
Recykling to przyszłość gospodarki
Piotr Zarosiński
Nawozy specjalistyczne to przyszłość rolnictwa