Wpałki – jak sobie poradzić

Systemy niskoparametrowe mają tzw "wpałki". Ostatnio nawet widziałem je na 15 barowej parze wodnej. Do projektanta nalezy ocena czy  jechać z weldoletem czy też można pozwolić spawaczom iśc na skróty i przystać na wpałkę. Osobiście ich nie lubię, no może z wyjątkiem wody chłodniczej i prostych instalacji grzewczych. Poniżej przepis z B31.3: Wpalka B31.3          ...
Read More

Izolacja aparatów i rurociągów czyli liczby podobieństwa

Wbrew pozorom izolacja to nie jest to bułka z masłem, gdy wewnątrz aparat jest 320 C. Nie ma nic bardziej praktycznego niż porządna teoria wiec warto czasem wrócić do liczb podobieństwa Reynoldsa, Nusselta i Grashofa. Z uwagi na znaczą zależność współczynnika przewodzenia ciepła l od temperatury pracy zastosować trzeba metodę elementów skończonych. Nie da się tego policzyć na kartce. Przyjęto warunek brzegowy temperatury zewnętrznej powierzchni izolacji równy +700C. Jako wytyczną przyjęto zapis w normie Norsok R – 004, w której w punkcie 3.3 przyjmuje się, że graniczna temperatura zewnętrznej powierzchni izolacji wynosi od -100C do +700C. Obecnie nie istnieją obowiązujące w Polsce w tej dziedzinie przepisy. Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła z powierzchni poziomego i pionowego rurociągu przy konwekcji swobodnej w przestrzeni nieograniczonej przedstawiono poniżej. Wymiana ciepła przez promieniowanie też wzięto pod uwagę. Wynikiem jest analiza przedstawiona poniżej.  ...
Read More

Compact Flange

Rozwiązanie, które zawsze się narzucało - ukosować kołnierz w miejscu, gdzie jest skręcany przez śruby. Kołnierz CF jest mniejszy, lżejszy i ciaśniejszy w porównaniu z kołnierzami ASME lub API. Kluczową właściwością funkcjonalną kołnierza CF jest to, że jest to połączenie statyczne, co oznacza, że podczas pracy nie ma względnego ruchu między dwiema połówkami kołnierza. Ze tego względu wyciek nie ma możliwości na wystąpienie i rozwój podczas użytkowania. Oznacza to, że kołnierz jest w 100% bezobsługowy. Powierzchnia kołnierza zawiera lekko wypukły skos z najwyższym punktem, zwanym piętą, przylegający do otworu i mały klin zewnętrzny wokół zewnętrznej średnicy kołnierza. W trakcie dokręcania i napinania się śrub kołnierzowych łączą się dwie połówki złącza. Zasadnicza konstrukcja powierzchni czołowej kołnierza obejmuje dwa niezależne uszczelnienia. Pierwsze uszczelnienie jest tworzone przez przyłożenie naprężenia osadzenia uszczelki na pięcie kołnierza. Kołnierz pozostaje również w kontakcie wzdłuż swojego zewnętrznego obwodu na powierzchniach czołowych kołnierza dla wszystkich dopuszczalnych poziomów obciążenia. Głównym uszczelnieniem jest pierścień uszczelniający. Siła pierścienia uszczelniającego jest zapewniana przez sprężystą energię zmagazynowaną w...
Read More

Odkształcenia po spawaniu

Zrobiłem próbny model spawania  rynny z blachy o grubości 30 mm. Szerokość 1500 mm, głębokość 3000 mm, wysokość 1000 mm. Na początek jeden ścieg tylko. Przyjąłem, że plamka energii symbolizująca łuk ma 100 W/mm2 powierzchni. Kluczem jest prawidłowe przeliczenie moc łuku na tą wartość w W/mm2. Z szybkością mocno przesadziłem bo dałem 30 cm/s. Symulacją trwa długo więc już potem nie  mogłem tego zmienić. Czas to 40 sekund więc widać też okres chłodzenia się modelu. Jak wyglądają odkształcenia całkowite. Widać, że model nie wraca do stanu początkowego. O, i to jest bardzo interesujące. Na filmie są pokazane odkształcenia w czasie rzeczywistym. ...
Read More

Very detail engineering czyli pipe stress i rura w rurze

Bardzo wymagający system dla pipe stresowca. System świetnie nadaje się do niezbyt gorących ale bardzo niebezpiecznych mediów. System z podwójną obudową to system z podwójną ścianą, w którym jedna rura znajduje się wewnątrz drugiej rury. Rura wewnętrzna nazywana jest rurą „pierwotną” lub „nośną”, podczas gdy rura zewnętrzna nazywana jest rurą „wtórną” lub „osłaniającą”. Aby zapewnić wsparcie dla rury nośnej i aby utrzymać go w środku rury zabezpieczającej, stosuje się centralizatory (przekładki). Podwójny system zabezpieczający służy do zapobiegania wyciekom niebezpiecznych płynów – tzw dodatkowe przewody rurowe zawierałyby wyciekający płyn, gdyby wystąpiła awaria przewodu pierwotnego. Liczenie takich systemów zwłaszcza na pustynnych terenach sejsmicznych jest już wyższą szkołą jazdy w dziedzinie pipe stresu.  Poniżej estakada 134 m długości z systemem 8/4 cale. Widać poniżej wymodelowany system rura-w rurze:  ...
Read More

Dwa sposoby ukosowania

Dwie blachy po 150 mm grubości każda. W pierwszym ktoś pobił chyba ilość ściegów bo jest ich około 750 sztuk, ~7 razy więcej materiału dodatkowego i nieskończenie więcej naprężeń spawalniczych. Trudno odkształcić blachę tej grubości więc wszystko poszło w trójosiowe natężenie. Spawanie trwało nieprzerwanie - bo nie można go przerwać w takiej sytuacji - około 25 godzin. Drugi przykład tej samej grubości blachy, gdzie główny spawalnik był przytomny. Oba złącza zrobione tą samą metodą czyli półautomatem magiem.    ...
Read More

Jak oszacować sztywność króćców

W przypadku typowych aparatów stosuje się znane i uznane metody obliczeniowe. Ale co zrobić z wymiennikiem ze stali nierdzewnej, którego płaszcza ma 2 mm grubości, a dennica 3mm ? Zostaje tylko symulacje MES. Na przykład: wymuszenie siłą osiową w kierunku X w lokalnym układzie współrzędnych daje sztywność 63 kN/mm wymuszenie obrotem o 1 stopień w kierunku X w lokalnym układzie współrzędnych daje sztywność 23 kN/m deg    ...
Read More

Metoda Richardsona – czyli jak zrobić dobrą siatkę MES

Badanie przestrzennej zbieżności siatki jest metodą walidacyjną służącą do wyznaczenia takiego sposobu podziału obiektu symulacji, który byłby optymalny z punktu widzenia dokładności wyników przy najkrótszym czasie trwania symulacji. Podstawowym celem dokonania oceny zbieżności siatki jest wykazanie, że wynik obliczeń dla teoretycznego rozmiaru elementu skończonego równego zero nie zależy od wielkości siatki.  Podstawą tej metody jest wykonanie symulacji tego samego elementu z użyciem przynajmniej dwóch różnych typów siatek oraz wykorzystanie ekstrapolacji Richardsona. Polega ona na takim stopniowym zmniejszaniu rozmiaru elementu skończonego, że błędy dyskretyzacji (z pominięciem błędu zaokrąglenia komputera) asymptotycznie dążą do zera. Dla symulacji naprężeń w elementach metalowych dostępne są tylko dwie możliwości: siatka z inflacją oraz siatka tetragonalną. Inflacja siatki jest parametrem określającym stopień jej zagęszczenia w kierunku od powierzchni badanej. Ustawieniu podlega wtedy liczba warstw oraz odstęp między nimi, czyli właśnie inflacja siatki. Wynikiem ekstrapolacji jest wyznaczenie stopnia zagęszczenia siatki oraz teoretycznej wartości naprężenia lokalnego dla elementu skończonego równego zero. Przy zmianie rozmiaru elementu skończonego zaleca się by minimalny...
Read More