CO JSOU SAMOZTUŽENÉ TRYSKY TLAKOVÝCH NÁDOB?

Když se odkazuje na samovyztužené trysky, obecně se předpokládá, že výztuha, která vydrží zatížení, která působí na trysku, bude základní součástí trysky. To znamená, že samovyztužené trysky nepotřebují pomocné prvky (jako jsou zabudované trysky), aby vydržely konstrukční podmínky a vnější zatížení. V praktické rovině jsou samovyztužené trysky ty, které nemají připojený žádný další druh výztuhy (podložky) a všechny svary mezi vlastními součástmi a mezi tryskou a nádobou jsou typu s plnou penetrací. Z tohoto důvodu by tyto trysky mohly být pojmenovány také integrálně zesílené. Existují různé konfigurace samovyztužených trysek. Nejčastěji se používají tyto: Long Welding Neck (LWN) nebo rovný náboj, proměnná tloušťka náboje a trysky vyrobené pomocí trubky standardizované tloušťky.

Intuitivně lze poznamenat, že obvykle samovyztužené trysky znamenají zvýšení nákladů s ohledem na trysku bez samovyztuženého typu. Důvody, které vedou projektanta k tomu, aby si mezi všemi možnostmi zvolil jeden konkrétní typ, je proto třeba odůvodnit a důkladně prozkoumat.

Tyto důvody mohou záviset na různých faktorech, jako je tlak, teplota, přítomnost proměnlivého zatížení (únava), vysoké vnější zatížení v důsledku připojení k potrubí atd. Obvykle jsou požadavky na použití samovyztužených trysek zahrnuty v specifikace práce patřící vlastníkům průmyslových závodů, kde jsou tyto trysky v provozu, nebo mohou být tyto požadavky v případě potřeby uvedeny ve specifikaci poskytovatele licence.

Vzhledem k výše uvedenému není možné stanovit konkrétní kritéria ohledně toho, kdy použít tento typ trysek pro všechny případy, ale pouze některé obecné pokyny, které by měly být použity jako první přístup ke zvážení, v jakých scénářích by měly být samovyztužené trysky považováno za konstrukční řešení. Scénáře, jako jsou ty, ve kterých konstrukční podmínky zahrnují následující efekty, vedou k tomu, že je nutné zvolit samovyztužené trysky: studovaná součást musí odolat proměnlivému zatížení (únavě), tangenciálním nebo nakloněným tryskám vzhledem k nádobě, kde jsou trysky připevněny, smrtící služba, vysoký tlak, vysoké teploty nebo tlakové nádoby s velkou tloušťkou.

Jak již bylo naznačeno, samovyztužené trysky jdou často ruku v ruce s náročnými nebo kritickými provozními podmínkami. Z tohoto důvodu je vhodné zmínit, že u tohoto speciálního druhu trysek musí být co nejvíce eliminovány koncentrátory napětí.

U některých návrhových předpisů nejsou kritéria návrhu a výpočtu pro samovyztužené trysky a zabudované trysky vždy stejná. Pro druhý případ jsou požadavky konzervativnější. Jako příklad uveďme screeningovou studii ASME Section VIII Division 2, postup k určení, zda je požadována analýza únavy. Pokud je dané zařízení nebo některá jeho součást integrální konfigurace, může odolat většímu počtu proměnných zatížení než zařízení neintegrované konfigurace, aniž by bylo nutné ověřovat jeho pevnost proti únavovému zatížení pomocí specifického výpočtu.

Vrátíme-li se k ekonomické otázce, i když je zcela jasné, že samovyztužené trysky jsou pro daný případ ideálním řešením, je třeba vzít v úvahu, že některé konfigurace samovyztužených trysek jsou vyrobeny z kovaného materiálu. To znamená vysoké ekonomické náklady, proto je velmi důležité optimalizovat konstrukci tak, aby se náklady nadměrně nezvyšovaly.

Při působení vnitřního tlaku je nerovnoměrné rozložení napětí v tlustostěnném válci větší na vnitřní stěně a menší na vnější stěně. Aby se zlepšila nerovnoměrnost rozložení tohoto napětí ve válci, je možné provést přetlakové ošetření předem před uvedením silnostěnného válce do provozu a pod přísně kontrolovaným přetěžovacím tlakem se vrstvová část těla válce může vyvolat plastickou deformaci za vzniku plastické zóny, zatímco vnější materiál je stále v elastickém stavu.

Poté, co je tlak po určitou dobu udržován, část skořepinové vrstvy, která má plastickou deformaci, nemůže být obnovena do původní polohy kvůli zbytkové deformaci a vnější materiál, který je stále v elastickém stádiu, má tendenci se vrátit do původní polohy. stavu, ale je blokován vnitřním materiálem, který nelze uvést do původního stavu a nelze jej zcela obnovit. Proto se ve stěně válce vytváří předpjatý stav stlačení vnitřní vrstvy a napětí vnější vrstvy. Když je válec uveden do provozu a vystaven provoznímu tlaku, napětí vnitřní stěny způsobené provozním tlakem se superponuje s předpětím vytvořeným vnitřním tlakem a vnějším tahem, takže napětí vnitřní stěny s původní vysokou úrovní je sníženo, zatímco napětí vnější stěny s původní nízkou úrovní je vhodně zvýšeno a rozložení napětí podél tloušťky stěny má tendenci být rovnoměrné, čímž se zlepšuje únosnost válce.

Prostřednictvím řízeného přetlakového zpracování se podvolí pouze vnitřní vrstva, zatímco vnější vrstva zůstane elastická a využívá své vlastní elastické smrštění k vytvoření předpětí, aby se zlepšila únosnost válce, se nazývá samozesilování silnostěnného válce.