Általános csőszerelési előkészítő és kiegészítő feladatok-II.
18)
Mutassa be a tartályokat az alábbi vázlat fel használásával Készítsen elvi szabadkézi vázlatokat! Törekedjen a témával kapcsolatos lényeges jellemzők kiemelésére! Az információtartalom vázlata: • • • • • • •
A Tartályok jellemzői (feladatuk, részeik, csoportosításuk); A tartályokban uralkodó nyomások; A tartályokra ható erők; Tartályok gyártástechnológiája; Nyomás alatti tartályok csatlakozó vezetékei; A tartályokhoz való csőcsatlakoztatás módjai; Tartályok hegesztésének biztonságtechnikája.
Tartálynak nevezzük mindazokat a speciálisan kialakított hengeres vagy más térbeli alakú zárt szerkezeteket, amelyek belső tere általában fémlemez falakkal teljesen el van zárva a környezettől.
Tartályok jellemzői: Tartályok széleskörű alkalmazása által nagyon sokféle kialakításról beszélhetünk. Ezért fontos néhány általános dolog ismerete.
Tartályok feladatai: A tartályok zárt terét meghatározott fizikai és kémiai állapotú folyékony vagy gáz halmazállapotú tölti ki.
Tartályok részei: • • • •
Tartályfal, vagy köpeny (palást); Fenekek és fedelek (zárófelületek); Alátámasztó szerkezetek (támasztóelemek); búvónyílás;
• • • •
Csonkok; Karimák, csavarok, tömítések; biztonsági szelepek; egyéb elemek, szerelvények(hasadó tárcsák, olvadó tárcsák, nyomásmérők, hőmérők, folyadékállás mutatók);
Tartályok csoportosítása: •
18. tétel
Anyaguk szerint lehetnek: ◦ Általános rendeltetésű szerkezeti acél; ◦ Gyengén ötvözött acél; 1
Általános csőszerelési előkészítő és kiegészítő feladatok-II.
◦ ◦ ◦
erősen ötvözött acél; színesfém; könnyűfém
•
Belső terükben levő nyomás szerint: ◦ túlnyomásos (a belső nyomás nagyobb a légkörinél); ◦ vákuum tartályok (a belső nyomás kisebb a légkörinél).
•
Telepítés szerint: ◦ Zárt helyiségben elhelyezett; ◦ Szabadban elhelyezett: ▪ föld alatti; ▪ föld alatti előteres; ▪ föld feletti.
•
Hossz és átmérő arány szerint: ◦ zömök (l/d<1); ◦ arányos (1
2);
•
Veszélyességi fokozatuk szerint: ◦ kis veszélyességű fokozatba tartozó; ◦ közepes veszélyességű fokozatba tartozó, ◦ nagy veszélyességű fokozatba tartozó.
A tartályban uralkodó nyomások: A tartály nyomása alapvetően attól a rendszertől függ, amelynek része. Így lehetnek légköri nyomáson üzemelők. Ezek vagy nyitottak, vagy csővezeték, csonk közvetítésével kapcsolódnak a légkörhöz. Természetesen ezekben légköri nyomás uralkodik. Nyomástartó edények esetén a tartály nyomása lehet a légkörinél kisebb, vagy nagyobb. A rendszernyomáson kívül fontos lehet különösen a folyadékot tároló tartályoknál a töltet tömegéből származó nyomás (hidrosztatikus nyomás). A nyomásértékek lehetnek abszolútak és relatívak, azaz a légköri nyomáshoz viszonyítottak.
A tartályokra ható erők: A nyomástartó edény köpenyére ható terhelések a belső túlnyomásból adódnak. Ezt tekinthetjük főerőnek. Azonban a töltet tömegéből, a tartály részeinek önsúlyából, az esetlegesen fellépő folyadékáramlásból származó erők a mellékerők. Nagyságrendileg mindenképpen a főerőkkel kell foglalkoznunk.
18. tétel
2
Általános csőszerelési előkészítő és kiegészítő feladatok-II.
A hengert szétszakítani akaró tangenciális (érintő irányú) erő:
Ft
F t= D⋅l⋅p
, ahol a D a tartály
belső átmérője [m], l a tartály hossza [m], p a tartályban levő töltet nyomása [Pa]. Ezzel egyensúlyt tart az anyag „belső ereje”: F =2⋅l⋅s⋅ , ahol s a falvastagság [m],
F
Fax FN
a tartály anyagára megengedett húzófe-
szültség. Mivel a két erő egyensúlyt tart egymással:
D⋅l p=2⋅l⋅s⋅ A
sík
felületre 2
F ax = anyag „belső erője”:
F N = D⋅⋅s⋅ ax
, így
D ⋅ ⋅p 4
s=
ható
D⋅p 2⋅
axiális
erő:
, ezzel egyensúlyt tart az
, a két kifejezést egymással egyenlővé
2
D ⋅ ⋅p=D⋅⋅s⋅ ax , ebből átrendezést és egyszerűsítést követően: 4 D⋅p s= . Tehát kisebb (fele) a palástnál számított falvastagságnak. Biztonság 4⋅ t
téve:
kedvéért ezért a tartály falvastagságát a veszélyesebb helyre kalkulálva számoljuk, amelyet kazánformulának nevezünk. A képlet egyéb tényezőket is tartalmaz. Így például az n gyengítési tényezőt, amely a hegesztés hatását veszi figyelembe és a korróziós pótlékot. A kazánformula teljes alakja ezek alapján:
s=
D⋅p c 2⋅ t⋅n− p
Tartályok gyártástechnológiája: A tartályok gyártásában különbséget kell tennünk a köpeny, fenekek és fedelek, alátámasztó-szerkezetek, búvónyílások és a csonkok között. Tartályköpeny-elemek gyártásához DN 300-ig varratnélküli acélcsövet, nagyobb méretekhez spirálvarratos acélcsövet használnak. Még nagyobb átmérőjű tartálynál síklemez hengerítésével készítjük a palástelemet, amelyekből hegesztéssel állítjuk öszsze a palástot. A tartályok fenekei lehetőleg szabványos kialakítású legyen. Fontos szempont a he geszthetőség és a biztonság. Növekvő terhelések felé sík tárcsa, sekélydomborítású és mélydomborítású legyen a fenék. A tartályoknak a csővezetéki csatlakozásokon kívül biztosítani kell a stabil rögzítést, az elmozdulásmentes felállítást is. Ezek a szerkezetek lehetnek tartógyűrűk, készülékpaták, tartályláb, tartályszoknyák és a fekvő tartályoknál alkalmazott nyergek. 18. tétel
3
Általános csőszerelési előkészítő és kiegészítő feladatok-II.
Búvónyílások is kialakításra kerülhetnek az adott tartályon, mégpedig a lezáró ele men (fenék, fedél). Kialakításában a mozgathatóság és a biztos tömítés jelenti az alapfunkciót.
Nyomás alatti tartályok csatlakozó vezetékei: Az elkészített nyomástartó edény csatlakoztatható a csővezetéki vagy egyéb épületgépészeti rendszerekhez. Ezt a csatlakozást teszi lehetővé a csonkokra szerelt karimák, tömítések és szorító-kötő csavarok. A gyakorlatban használt karimák hegeszthető toldatos, menetes, laza és sima kialakításúak lehetnek. Mindegyik típusnak az ellendarabhoz kapcsolódó felülete (tömítőfelülete) lehet sima, munkaléces, kiugrásos, szádhornyos és gyűrűshornyos. A tömítések feladatukat akkor látják el jól, ha annyira összenyomhatók, hogy a karimák tömítőfelületének egyenletességeit kitöltik. Leggyakrabban azbeszt gumilemezt, gumilemezt és klingerit anyagot használnak. A karimákat a biztonságos tömítés elérése érdekében karimacsavarokkal húzzák össze. 25 bar nyomásig és 300 °C hőmérsékletig fényes kivitelű fejes csavarokat használunk.
Tartályokhoz való csőcsatlakoztatás módjai: Az elkészült nyomástartó edény egy zárt egység. A hozzá való csatlakozást csonkokon keresztül valósítjuk meg. Vannak csőcsonkok, leeresztő csonk, mérőcsonk, stb. A csonkok kialakítását elsősorban a terhelési viszonyok, ellátandó feladat és a közeg állapota határozza meg. Legismertebb változatai a köpenylemezhez hegesztett egyszerű karimás, beeresztett, kihúzásos technikával készített csonk. Funkciójuk alapján egyedinek számít az ürítő-, légtelenítőcsonk, vagy az agresszív töltetű tartályoknál alkalmazott cseppentőéllel ellátott csonk, továbbá mérőműszerek csatlakozócsonkja.
Tartályok hegesztésének biztonságtechnikája: • •
• • •
18. tétel
A munkát a vonatkozó szabvány szerint kell megszervezni és elvégezni. Biztosítani kell, hogy: ◦ a keletkező gázok, gőzök koncentrációja ne haladja meg a vonatkozó jogszabályban megengedett értéket, ◦ gyúlékony, robbanásveszélyes, mérgező keverék ne képződhessen, ◦ ne alakulhasson ki oxigéndús atmoszféra. Oxigént és technikai keverékeit szellőztetésre, tilos felhasználni! A munka megkezdése előtt a friss levegőt biztosító rendszer működését ellenőrizni kell. A figyelmeztető jelzésről gondoskodni kell, amelyet a térben lévő dolgozó mű ködtet, és amely jelzés alapján a figyelő személy intézkedik. 4
Általános csőszerelési előkészítő és kiegészítő feladatok-II.
• • • • • • • •
18. tétel
Gázforrást, hegesztő áramforrást a munkatérbe bevinni és azt ott üzemeltetni tilos! A pisztolyt csak a zárt téren kívül szabad meggyújtani. A zárt térbe bevitt munkaeszközök ellenőrzését a munka megkezdése előtt kell elvégezni. Munkaszünet esetén a hegesztési munkaeszközöket a térből el kell távolítani, illetőleg azokat az energiaforrásról le kell választani. A hegesztőnek a munkavégzés teljes időtartama alatt biztonsági hevederzetet/munkaövet kell viselnie. A munkatéren kívül figyelő személyeket kell biztosítani, akik az esetleges men tésre kiképzettek, és őket más munkával megbízni nem szabad. A mentéshez szükséges eszközöket a munkahely közelében kell elhelyezni úgy, hogy szükség esetén az azonnali használatuk lehetséges legyen. Mentési célra is biztosítani kell a célnak megfelelő üzemképes légzésvédő eszközt.
5
