Jdi na obsah Jdi na menu
 


4. Obsah: Jak na potrubí? III.

12. 12. 2016

Jak na potrubí? III. 

E- kniha o programech pro pevnostní výpočty potrubí a zásadách při jejich používání.

Obsah:

1. Úvod. 7

2. Používané názvosloví 8

3. Veličiny a jednotky všeobecné. 12

4. Metoda konečných prvků a její využívání pro potrubní systémy. 15

4.1. Metoda konečných prvků. 15

4.1.1. Úvodní poznámky. 15

4.1.2. Podstata řešení 16

4.1.3. Iterační kroky a kritéria konvergence. 17

4.2.  Klasická laminátová teorie (CLT) 17

4.3. Zjednodušení metody konečných prvků pro potrubní systémy. 18

4.3.1. Aplikace metody konečných prvků pro potrubní systémy. 18

4.3.2. Kritérium konvergence. 18

4.3.3. Okrajové podmínky. 19

4.4. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 19

5. Obvyklá struktura výpočetního programu pro pevnostní výpočet potrubí 20

5.1. Préprocesor. 20

5.2. Solver   20

5.3. Postprocesor. 20

5.4. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 21

6. Hodnocení výpočetních programů pro pevnostní výpočty potrubí a jejich výčet 22

6.1. Druhy výpočetních programů potrubí 22

6.1.1. Výčet nejznámějších programů počítající potrubní systém jako celek. 22

6.1.2. Výčet programů počítající jednotlivé části potrubí 23

6.1.3. Výčet programů počítající potrubní přírubový spoj 23

6.2. Kritéria pro hodnocení programů. 23

6.3. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 25

7. Zadávání všeobecných dat do programu. 26

7.1. Určení kódu či normy výpočtu. 26

7.2. Výpočtové databáze. 27

7.3. Zadávání rozměrů potrubí a hodnot koroze a eroze. 27

7.4. Zadávání tloušťky vrstvy a hustoty použité izolace. 27

7.5. Zadávání hustoty média. 28

7.6. Zadávání součinitele poddajnosti a koncentrace napětí 29

7.7. Zásady číslování uzlů (nodes) 29

7.8. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 30

8. Zadávání nových materiálových dat do programu. 31

8.1. Zadávání všeobecných materiálových dat 31

8.2. Zadávání dat potřebných pro výpočet únavové únosnosti 33

8.3. Zadávání dat potřebných pro výpočet krípové únosnosti 33

8.2. Oceli  34

8.3. Litiny    35

8.4. Neželezné kovy. 35

8.5. Plasty    37

8.6. Lamináty 39

8.7. Ostatní materiály pro potrubí 40

8.8. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 41

9. Zadávání reakčních složek vycházející z uložení, podpěr a závěsů potrubí do výpočtu. 42

9.1. Uložení potrubí a reakce o tohoto uložení 42

9.2. Rozdělení podpěr podle zachycování reakcí 42

9.3. Používané symboly podpěr výpočtovým programem CaesarII 43

9.4. Některá jiná omezení platící pro podpěry. 44

9.5. Uložení pro plastová potrubí - uložení do korýtek. 44

9.6. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 46

10. Zadávání reakčních složek vycházející z hrdel aparátů a napojovacích bodů. 47

10.1. Pohyb hrdel aparátů a zařízení způsobených tepelnou roztažností a reakce do potrubí 47

10.2. Tuhost hrdel aparátů a zařízení odvozená od namáhání skořepiny aparátu od potrubí 47

10.3. Realizace ve výpočtovém modelu. 48

10.4. Pohyb napojovacích bodů způsobených tepelnou roztažností .... . 48

10.5. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 48

11. Zadávání zatížení potrubí 50

11.1. Rozdělení zatížení 50

11.2. Zatížení tlakem a teplotou. 50

11.3. Klimatická zatížení 51

11.4. Zatížení prouděním a jinou dynamikou tekutiny. 51

11.5. Zatížení uložením potrubí v zemi a pohyby podpěr potrubí 52

11.5.1. Zatížení nadložím u potrubí v zemi 52

11.5.2. Zatížení potrubí pohyby podloží 54

11.6. Seizmická zatížení (kvazistatická) 54

11.7. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 55

12. Kombinování zatížení a vyhodnocování výsledků všeobecně. 56

12.1. Kombinování zatížení 56

12.2. Vyhodnocování  napětí 56

12.2.1. Primární a sekundární napětí 56

12.2.2. Kombinace primárních napětí 57

12.2.3. Kombinace sekundárních napětí 57

12.2.4. Trvalé deformace a přerozdělování sekundárního napětí ve stěnách trubky. 57

12.3. Vyhodnocování deformací a posuvů. 57

12.4. Vyhodnocování zatížení podpěr. 58

12.5. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 58

13. Vyhodnocování napětí 59

13.1. Vyhodnocování napětí pro potrubí z houževnatých materiálů. 59

13.1.1. Které materiály, vhodné pro výrobu potrubí, jsou houževnaté?. 59

13.1.2. Vyhodnocení napětí vzhledem k dovolenému napětí nezávislém na čase. 59

13.1.3. Vyhodnocení pevnosti závislé na čase. 60

13. 3. Vyhodnocování napětí pro potrubí z křehkých materiálů. 60

13.3.1. Vyhodnocení osových napětí 61

13.3.2. Vyhodnocení obvodových napětí 61

13.3.3. Křehký lom a ochrana proti němu. 61

13.4. Vyhodnocování napětí pro potrubí z viskoelastických materiálů. 61

13.4.1. Co je to viskoelasticita?. 61

13.4.2. Překročení dovolené krátkodobé pevnosti 62

13.4.3. Překročení dovolené pevnosti plastu závislého na čase. 62

13.5. Vyhodnocování napětí pro potrubí z kompozitních materiálů. 64

13.5.1. Které materiály, vhodné pro výrobu potrubí, jsou z kompozitů?. 64

13.5.2. Metoda maximálního napětí 64

13.5.3. Určování koeficientu bezpečnosti 65

13.5.4. Metoda maximálních deformací 65

13.6. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 66

14. Vyhodnocování únosnosti hrdel aparátů a ostatních zařízení 67

14.1. Omezení únosnosti hrdla pro hrdlo tvořené nátrubkem a přírubou. 67

14.2. Ocelová hrdla aparátů. 67

14.3. Ocelová hrdla výměníků. 68

14.4. Smaltovaná hrdla aparátů. 68

14.5. Nekovová hrdla aparátů. 68

14.6. Hrdla kotle. 68

14.7. Hrdla ventilů. 68

14.8. Omezení zatížení hrdel u čerpadel 69

14.9. Omezení zatížení hrdel u turbín. 69

14.10. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 69

15. Vyhodnocení pevnosti potrubních spojů. 71

15.1. Kontrola tlaku na těsnění 71

15. 2. Pevnostní výpočet přírubového spoje. 72

15.2.1. Všeobecné informace. 72

15.2.2. Trojúhelníkový diagram předpjatého spoje. 72

15.2.3. Pevnostní kontrola šroubů: 73

15.2.4. Výstupy z výpočtu přírubového spoje. 74

15.3. Těsnostně - pevnostní výpočet přírubového spoje. 74

15.3.1. Těsnostně- pevnostní výpočet přírubového spoje – všeobecné údaje. 74

15.3.2.  Principy návrhu těsnostně-pevnostního výpočtu přírubového spoje. 74

15.3.3. Vlastnosti těstnostně-pevnostního výpočtu přírubového spoje. 75

15.3.4. Výstupy z výpočtu přírubového spoje. 76

15.4. Výpočet svařovaného spoje. 76

15.5. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 76

16. Vyhodnocení mezních stavů použitelnosti potrubí 78

16.1. Nepřekročení průhybu pro spádování potrubí 78

16.2. Nepřekročení posuvu způsobeného tepelnou dilatací 78

16.3. Vzpěr potrubí – zvlnění potrubí tepelnou roztažností 79

16.4. Periodické kmitání potrubí 79

16.5. Stav omezeného poškození při seizmicitě. 80

16.6. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 80

17. Specifikace pružných a konstantních závěsů a podpěr a dynamických podpěr. 81

17.1. Výpočet pružiny pružného závěsu a podpěry. 81

17.1.1. Základní vztahy. 81

17.1.2. Určení typu pružného závěsu z instalované databáze. 82

17.1.3. Kontrola vhodnosti typu pružného závěsu či podpěry. 83

17.1.4. Kontrola vhodnosti typu konstantního závěsu či podpěry. 83

17.2. Dynamické podpěry - odstraňování rezonance vlastní a budící frekvence. 83

17.2.1. Přeladění potrubí mimo budící frekvenci 83

17.2.2. Specifikace zařízení sloužící k zatlumení kmitů. 83

17.3. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 83

18. Specifikace vlnovcových kompenzátorů. 85

18.1. Silové působení kompenzátorů na okolní potrubí 85

18.1.1. Vliv tuhostí kompenzátorů. 85

18.1.2. Vliv axiální síly způsobené vnitřním tlakem/podtlakem.. 86

18.2. Postup určení vlnovcového kompenzátoru. 86

18.3. Použitá literatura a literatura pro další studium.. 86

19. Související technické normy. 87

19.1. Evropské normy (harmonizované k PED) 87

19.1.1. Tlaková zařízení 87

19.1.2. Kovová potrubí 87

19.1.3. Plastová potrubí 88

19.1.4. Laminátová potrubí 88

19.2. Německé normy (harmonizované k PED) 89

19.3. Eurokódy. 90

19.4. Normy USA.. 91

19.5. Ruské normy   92

20. Rejstřík. 93