وبلاگ در باره مقایسه سر های هیمیسفرال الپسوئیدال توریسفرال و سطح فشرده

ظرف های تحت فشار در صنایع شیمیایی، نفتی و دارویی دارای عملکردهای اساسی هستند.سر ها باید در حالی که با پوسته های استوانه ای ادغام می شوند، باید به فشار داخلی مقاومت کنند تا مرز فشار کامل را تشکیل دهند.انتخاب سر به شدت بر ایمنی کشتی، پیچیدگی تولید و اقتصاد عملیاتی تاثیر می گذارد.

بررسي ما بر روي يه ظرف استوانه اي متمرکز شده که از سيلندري با ضخامت 0.5 اينچ ساخته شده است000 پسی در درجه حرارت 100 درجه فارنهایت، جوش های کاملاً رادیوگرافی شده و بدون اجازه خوردگی ، محاسبات ASME VIII-1 فشار طراحی 420 psi را تعیین می کند. ما چهار جایگزین را ارزیابی می کنیم:

* شامل 1.5 اینچ فلنج راست

هندسه شعاعی ساده طراحی نیمکره ای به توزیع استرس بهینه دست می یابد، که تنها نیاز به ضخامت 0.2474 اینچ ٪ نصف ضخامت دیوار سیلندر دارد.در حالی که مواد کارآمد برای کاربردهای فشار بالا، این سرها به طور معمول نیاز به ساخت چند قطعه ای دارند که پیچیدگی تولید را افزایش می دهد.

• مزایا:استفاده از مواد برتر (45٪ سبک تر از سیلندر) ؛ توزیع فشار یکنواخت؛ ایده آل برای مخازن ذخیره سازی کروی.
• محدودیت ها:هزینه های تولید قابل توجه؛ الزامات ارتفاع قابل توجهی.
• کاربردها:سیستم های فشار بالا؛ ظروف قطر بزرگ؛ پروژه های حساس به مواد.

طراحی نیمه بیضوی معمول 2: 1 (عمق = قطر 1/4) یک سازش عملی بین عملکرد و قابلیت تولید را ارائه می دهد.این سرها را می توان از یک صفحه شکل داد، که آنها را از نظر اقتصادی برای کاربردهای فشار پایین سودمند می کند.

• مزایا:ساخت ساده؛ مشخصات ارتفاع متوسط؛ مقرون به صرفه برای فشار استاندارد.
• محدودیت ها:غلظت استرس بالاتر از نیمکره ها؛ ضخامت به الزامات بالینی نزدیک می شود.
• کاربردها:ظرف های فشار متوسط/کم؛ تاسیسات با محدودیت ارتفاع؛ پروژه های حساس بودجه.

با شعاع تاج 48 اینچی و شعاع مفصل 2.973 اینچی ، سر های توریسفرال به حداقل ارتفاع (10.29 اینچ) می رسند اما به ضخامت 0.8901 اینچی نیاز دارند که 78٪ ضخیم تر از سیلندر است.غلظت استرس اغلب نیاز به درمان گرمایی پس از شکل گیری دارد.

• مزایا:مشخصات حداقل ارتفاع؛ مناسب برای فشار متوسط
• محدودیت ها:غلظت استرس شدید؛ ساخت پیچیده؛ محدودیت های قرار دادن نوزل.
• کاربردها:تجهیزات با فضای محدود؛ سیستم های فشار متوسط.

به طور کامل به مقاومت خم شدن متکی هستند، سر های صاف نیاز به ضخامت شدید (3,912 اینچ) دارند در حالی که سطوح داخلی مسطح را فراهم می کنند.مهندسان اغلب از راه حل های جایگزین مانند صفحات نازک تقویت شده یا پوشش بتنی برای کاهش وزن استفاده می کنند.

• مزایا:ساخت ساده؛ سطوح داخلی صاف.
• محدودیت ها:وزن بیش از حد (3.8 × جرم سیلندر) ؛ غلظت استرس بالا.
• کاربردها:فرایندهای ویژه ای که نیاز به سطوح صاف دارند؛ سیستم های فشار پایین.

فرمول های ASME VIII-1 برای اجزای استوانه ای و نیمه کره ای باعث ایجاد استرس های Tresca در نزدیکی حد طراحی 20،000 psi می شود.060 پسی) که در محدوده VIII-2 باقی می مانندقابل توجه است که محاسبات فون میزز باعث کاهش 12 درصد استرس در سیلندر ها می شود اما مقادیر معادل در نیمکره ها است.

هر دو طرح نیمه بیضوی و توریسفیری نشان دهنده فشارهای انتقالی بالاتر هستند، با سر های توریسفیری که اغلب از محدودیت های VIII-2 در نزدیکی نوزل ها فراتر می روند.بررسي هاي سطح سر نشان ميده که تنش هاي مرکزي در نصف 30،000 psi محدودیت خم شدن، نشان دهنده قوانین طراحی محافظه کارانه.

انتخاب مناسب سر، الزامات فشار، محدودیت های فضایی، قابلیت های تولید و عوامل اقتصادی را متعادل می کند.سر های نیمکره ای در سناریوهای فشار بالا علیرغم چالش های ساخت عالی هستند، در حالی که طرح های نیمه بیضوی راه حل های عملی را برای کاربردهای معمول ارائه می دهند.با پیشرفت تجزیه و تحلیل عناصر محدود، طراحان فرصت هایی را برای بهینه سازی پروفایل های ضخامت با حفظ حاشیه های ایمنی به دست می آورند.