TÍNH TOÁN BỀN CHO ĐÁY, NẮP CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI THEO ASME VÀ HỒ LÊ VIÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

BÁO CÁO NHÓM 9:

TÍNH TOÁN BỀN CHO ĐÁY, NẮP
CHỊU ÁP SUẤT NGOÀI
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU HIẾU


TỔNG QUAN
I.TÍNH TOÁN BỀN CHO ĐÁY, NẮP
THEO HỒ LÊ VIÊN
II.TÍNH TOÁN BỀN CHO ĐÁY, NẮP
THEO ASME
III. GIA CÔNG ĐÁY, NẮP
IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO


I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

B1. Chọn trước bề
dày thực, s

B2. Tính các thông
số cơ bản
B3. Kiểm tra áp
suất tính toán cho

phép, [p]

ELLIPSE

NÓN

CẦU

 Tính bề dày thân trụ chịu áp suất ngoài.
 Chọn bề dày đáy, nắp bằng bề dày thân
trụ.

S = 1,18D(.)0,4
 D: Đường kính, mm;
 Et: môđun đàn hồi của vật liệu,
N/mm2;
 L: chiều dài, mm;
 Pn: áp suất ngoài tính toán, N/mm2.


Sự biến đổi của môđun đàn hồi E, hệ số dẫn nhiệt l, hệ số nở dài a
phụ thuộc vào nhiệt độ của các loại thép cơ bản

Nhiệt độ
OC

Thép cacbon
(15,20,25,...)

Thép hợp kim

(15XM, 12XMf,...)

Thép austenit
(1X18H9T,...)

E,
N/mm2

l,
W/m.độ

a.10-6

E,
N/mm2

l,
W/m.độ

a.10-6

E,
N/mm2

l,
W/m.độ

a.10-6

20

2,05.105

54,52

11,8

2,1.105

47,54

11,9

2,05.105

14,5

16,4

100

1,96.105

49,88

12,4

2,0.105

44,1

12,6

-

16,12

16,6

200

1,88.105

46,4

13

1,99.105

-

13,2

-

-

17

300

1,75.105

41,76

13,6

1,98.105

37,5

13,7

-

19

17,2

400

1,61.105

37,12

14,2

1,90.105

-

14

1,82.105

-

17,5

500

1,40.105

33,65

14,4

1,76.105

32,48

14,3

1,62.105

22,05

17,9

600

-

29

-

1,56.105

29

-

1,34.105

23,66

18,2

Nhiệt độ
làm việc
giới hạn
(bắt đầu
oxy hóa
mạnh)

5200C

5600C

8000C


I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

ELLIPSE

NÓN

CẦU

B1. Chọn trước
bề dày thực, s
 Bán kính cong bên trong ở đỉnh đáy, nắp, mm.
B2. Tính các
thông số cơ bản
B3. Kiểm tra áp
suất tính toán
cho phép, [p]

Rt=


I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

B1. Chọn trước

bề dày thực, s

B2. Tính các
thông số cơ bản
B3. Kiểm tra áp
suất tính toán
cho phép, [p]

ELLIPSE

NÓN

CẦU

 Tỉ số giới hạn đàn hồi của vật liệu làm đáy (nắp).

X=
 Thép cacbon và thép hợp kim: X = 0,9
 Thép không gỉ: X = 0,7.


I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

ELLIPSE

NÓN

[0,15; 0,5]

CẦU

[0,2; 0,3]

B1. Chọn trước bề
dày thực, s

B2. Tính các thông
số cơ bản
B3. Kiểm tra áp
suất tính toán cho
phép, [p]

 Nếu [p] pn thì bề dày đã chọn hợp lí.
 Ngược lại, tăng bề dày lên.


Với K tra theo bảng sau:

80

100

150

0,25

0,85

0,86

0,90

0,923 0,935 0,940 0,946 0,955

0,20

0,88

0,90

0,92

0,940 0,950 0,955 0,960 0,965

0,25

0,91

0,92

0,94

0,956 0,960 0,970 0,975 0,980

0,30

0,93

0,94

0,957 0,966 0,970 0,978 0,980 0,984

0,35

0,95

0,96

0,975 0,980 0,985

0,40

0,97

0,975

0,99

200

250

0,995 0,996

300

0,99
1,0

350

400

0,994 0,998
-

-


I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

ELLIPSE

NÓN

CẦU

B1. Chọn trước bề
dày thực, s
B2. Tính lực nén tính
toán, P
B3. Tính lực nén chiều
trục cho phép, [P]
B4. Tính áp suất ngoài
cho phép, [pn]
B5. Kiểm tra điều kiện

ổn định của đáy nón

 Chọn bề dày bằng bề dày thân trụ
chịu áp suất ngoài.


I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

ELLIPSE

NÓN

B1. Chọn trước bề dày
thực, s
B2. Tính lực nén tính
toán, P
B3. Tính lực nén chiều
trục cho phép, [P]
B4. Tính áp suất ngoài
cho phép, [pn]
B5. Kiểm tra điều kiện
ổn định của đáy nón

 Dn: đường kính ngoài, mm.
 Pn: áp suất ngoài, N/mm2.

CẦU

I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

ELLIPSE

NÓN

CẦU

B1. Chọn trước bề dày
thực, s
B2. Tính lực nén tính
toán, P

Kc là hệ số phụ thuộc vào tỉ số

B3. Tính lực nén chiều
trục cho phép, [P]
B4. Tính áp suất ngoài
cho phép, [pn]
B5. Kiểm tra điều kiện
ổn định của đáy nón

[25;
[25; 250
250]]

Kc

Kc

>
> 250
250

qc
qc


qc là thông số phụ thuộc vào

50
qc

100

150 200

250

500

1000 2000 2500

0,050 0,098 0,14 0,15 0,14 0,118 0,08 0,06 0,055


ELLIPSE

I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

NÓN

CẦU
[pn]

B1. Chọn trước bề dày
thực, s
B2. Tính lực nén tính
toán, P
B3. Tính lực nén chiều
trục cho phép, [P]
B4. Tính áp suất
ngoài cho phép, [pn]
B5. Điều kiện ổn định
của đáy nón

 L’: chiều cao phần nón của đáy, mm.
 D’: đường kính tính toán của đáy, mm.
D’=
hoặc
D’ =



và là đường kính trong lớn và bé của đáy nón, mm;
và là đường kính ngoài lớn và bé của đáy nón, mm;

I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

ELLIPSE

NÓN

CẦU

B1. Chọn trước bề dày
thực, s
B2. Tính lực nén tính
toán, P
B3. Tính lực nén chiều
trục cho phép, [P]
B4. Tính áp suất ngoài
cho phép, [pn]
B5. Điều kiện ổn
định của đáy nón

Nếu điều kiện không thỏa mãn thì lấy tăng
bề dày S của đáy.


I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

ELLIPSE

NÓN

CẦU

B1. Tính bề dày tối
thiểu, s’
S’ = 3,34Rt.
B2. Tính bề dày
thực, s
B3. Kiểm tra áp
suất tính toán cho
phép, [p]

 Rt: Bán kính trong của đáy cầu (mm).
 p: Áp suất tính toán trong thiết bị (N/mm2).
 Et: modun đàn hồi của vật liệu ở nhiệt độ làm việc
(N/mm2).


I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

B1. Tính bề dày tối
thiểu, s’

B2. Tính bề dày

thực, s
B3. Kiểm tra áp
suất tính toán cho
phép, [p]

ELLIPSE

NÓN

S= S’+C
C: Hệ số bổ sung

CẦU


I. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO HỒ LÊ VIÊN

ELLIPSE

NÓN

CẦU

[p] p: thoả điều kiện bền
B1. Tính bề dày tối
thiểu, s’

B2. Tính bề dày

thực, s
B3. Kiểm tra áp
suất tính toán cho
phép, [p]

 Trường hợp có uốn mép:
< 400 thì [p] = 0,09Et ()2
Với : giới hạn chảy của vật liệu ở nhiệt độ tính
toán (N/mm2).
 Trường hợp không có uốn mép:
Áp suất cho phép của đáy cầu không uốn mép
phụ thuộc vào bề dày đáy.


Tra bảng 6.2 (trang 124 Tính toán, thiết kế các chi tiết thiết bị hoá chất và
dầu khí _ Hồ Lê Viên).
Đường kính
đáy, mm
400
500
600
800
900
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200

2400
2600
2800
3000

Áp suất cho phép, N/mm2 ứng với bề dày đáy tính bằng mm
4

5

8

10

12

0,35
0,25
0,18
0,13
-

0,40
0,26
0,22
0,19
0,14
0,12
0,10
0,08

0,07
-

0,45
0,36
0,31
0,24
0,19
0,16
0,13
0,11
0,10
0,08
0,08
0,07
0,06

0,48
0,35
0,27
0,23
0,19
0,16
0,14
0,12
0,11
0,10
0,09

0,46

0,36
0,30
0,25
0,22
0,19
0,17
0,15
0,13
0,12


II. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO ASME

ELLIPSE

NÓN

CẦU

 Nhiệt độ tính toán T ()
B1. Xác định các
thông số tính toán

B2. Tính bề dày sơ
bộ

B3. Kiểm tra áp suất

 Áp suất tính toán p (psi): p =
pa
 Modun đàn hồi E (psi)
Tra tại ASME 2015 II D table TM-1 ... TM-5,
pg 783-787



Mô Đun Đàn Hồi
31

29

27

E (106 psi)

25

23

304316

21

19

17

15

-500

-300

-100

100

300

500

T (°F)

700

900

1100

1300

1500


II. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO ASME

ELLIPSE

NÓN

CẦU

Tính theo ASME 2015 VIII devision 1, trang 89-90 .

t=
B1. Xác định các
thông số tính toán

B2. Tính bề dày sơ
bộ

B3. Kiểm tra áp
suất

 t: bề dày sơ bộ đáy, nắp (mm)
 P = 1,67Ptt (Psi)
 E = 1,00 (Psi) cho tất cả các trường hợp
 S: ứng suất cho phép (Psi)
S tra bằng bảng 1A trang 70 ASME II-D-M 2015.



II. ĐÁY, NẮP CHỊU
ÁP SUẤT NGOÀI
THEO ASME

B2. Xác định các

thông số tính toán

ELLIPSE

B4. Kiểm tra áp
suất

CẦU

 Tính hệ số A:
 Từ A tra B theo các giản đồ trong ASME
2015 II-D-M, trang 796- 919.
 Tính Pa:

B3. Tính bề dày sơ
bộ

NÓN

t

 Nếu A nằm về phía bên trái giản đồ không
thể tra thì:
=