압력용기의 자체강화 노즐이란 무엇입니까?

자체 강화 노즐을 언급할 때 일반적으로 노즐에 영향을 미치는 하중을 견디는 보강재가 노즐의 구성 요소가 될 것이라고 가정합니다. 즉, 자체 강화 노즐은 설계 조건과 외부 하중을 견디기 위해 보조 요소(예: 빌드업 노즐)가 필요하지 않습니다. 실제적인 수준에서 자체 강화 노즐은 추가 종류의 보강재(패드)가 부착되지 않은 노즐이며 자체 구성 요소 간과 노즐과 용기 간의 모든 용접은 완전 관통 유형입니다. 그 때문에 이러한 노즐은 일체형 보강이라고도 할 수 있습니다. 자체 강화 노즐에는 여러 가지 구성이 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 다음과 같습니다. 긴 용접 목(라운) 또는 직선 허브, 가변 허브 두께 및 표준화된 두께 파이프를 사용하여 제조된 노즐.

직관적으로, 일반적으로 자체 강화 노즐은 비자체 강화 유형 노즐에 비해 비용이 증가한다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 설계자가 모든 가능성 중에서 특정 유형을 선택하게 된 이유는 합리적이고 철저히 조사해야 합니다.

이러한 이유는 압력, 온도, 가변 하중(피로)의 존재, 파이프에 연결된 결과인 높은 외부 하중 등과 같은 다양한 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 일반적으로 자체 강화 노즐 사용에 대한 요구 사항은 해당 노즐이 서비스 중인 산업 플랜트 소유자의 작업 사양에 포함되거나, 경우에 따라 이러한 요구 사항은 해당되는 경우 라이센스 제공자 사양에 표시될 수 있습니다.

위에서 언급한 사항으로 인해 모든 경우에 이러한 유형의 노즐을 언제 사용해야 하는지에 대한 구체적인 기준을 확립하는 것은 불가능하지만, 자체 강화 노즐을 설계 솔루션으로 고려해야 하는 시나리오를 고려하는 첫 번째 접근 방식으로 사용해야 하는 몇 가지 일반적인 지침만 있습니다. 설계 조건에 다음과 같은 효과가 포함된 시나리오는 자체 강화 노즐을 선택해야 하는 데 도움이 됩니다. 연구된 구성 요소는 가변 하중(피로), 노즐이 부착된 용기에 대한 접선 또는 경사 노즐, 치명적인 서비스, 고압, 고온 또는 두께가 높은 압력 용기를 견뎌야 합니다.

이미 언급했듯이, 자체 강화 노즐은 종종 심각하거나 중요한 서비스 조건과 함께 제공됩니다. 그 때문에 이러한 특수한 종류의 노즐의 경우 응력 집중기를 최대한 제거해야 한다는 점을 언급하는 것이 편리합니다.

일부 설계 코드의 경우 자체 강화 노즐과 조립 노즐의 설계 및 계산 기준이 항상 동일하지는 않습니다. 후자의 경우 요구 사항이 더 보수적입니다. 예를 들어, 피로 분석이 필요한지 여부를 결정하기 위한 미국 산업 학회(ASME) 부분 8세 분할 2 절차에 대한 스크리닝 연구를 고려해 보세요. 주어진 장비 또는 그 구성 요소가 일체형 구성인 경우 특정 계산을 통해 피로 하중에 대한 강도를 검증할 필요 없이 비일체형 구성 장비보다 더 많은 가변 하중을 견딜 수 있습니다.

경제 문제로 돌아가서, 자체 강화 노즐이 주어진 사례에 이상적인 솔루션이라는 것이 완전히 명확하더라도 일부 자체 강화 노즐 구성은 단조 소재로 제작된다는 점을 고려해야 합니다. 이는 높은 경제적 비용을 의미하며, 비용이 지나치게 증가하지 않도록 설계를 최적화하는 것이 매우 중요합니다.

내부 압력의 작용 하에서 두꺼운 벽 실린더의 불균일 분포 응력은 내벽에서 크고 외벽에서 작습니다. 실린더에서 이 응력 분포의 불균일성을 개선하기 위해 두꺼운 벽 실린더를 사용하기 전에 미리 과압 처리를 수행할 수 있으며, 엄격하게 제어된 과부하 압력 하에서 실린더 본체의 층 부분은 소성 변형을 일으켜 소성 구역을 형성할 수 있지만 외부 재료는 여전히 탄성 상태에 있습니다.

압력이 일정 시간 유지된 후, 소성 변형이 있는 쉘층의 일부는 잔류 변형으로 인해 초기 위치로 복원될 수 없고, 여전히 탄성 단계에 있는 외부 재료는 원래 상태로 돌아가려는 경향이 있지만, 원래 상태로 복원될 수 없고 완전히 복원될 수 없는 내부 재료에 의해 차단됩니다. 따라서 실린더 벽에는 내부 층 압축과 외부 층 인장의 사전 응력 상태가 형성됩니다. 실린더가 작동에 들어가 작동 압력을 받으면 작동 압력으로 인한 내부 벽 응력이 내부 압력과 외부 인장에 의해 형성된 사전 응력 응력과 중첩되어 원래 높은 수준의 내부 벽 응력이 감소하는 반면 원래 낮은 수준의 외부 벽 응력이 적절히 증가하고 벽 두께를 따라 응력 분포가 균일해지는 경향이 있어 실린더의 항복 지지력이 향상됩니다.

제어된 과압 처리를 통해 내부 층만 항복하고 외부 층은 탄성을 유지하며, 자체 탄성 수축을 사용하여 예압을 생성하여 원통의 지지력을 향상시킵니다. 이를 두꺼운 벽 원통의 자체 강화라고 합니다.