CORSO DI LAUREA CORSO DI COSTRUZIONE DIMACCHINE .2015-10-23 · Corso di “Costruzione di macchine”

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Contenuti1. ApprocciDBFeDBA2. Principalinormative3. Tensioniammissibili4. Condizionidicarico5. Efficienzadellesaldature6. Tensioniidealiecriteridiverifica7. Guscicilindriciconpressioneinterna8. Guscicilindriciconpressioneesterna9. Guscicilindricitensionelongitudinale10. Fondi11. Penetrazioni(openings)12. Designby Analysis13. Fatica14. Creep

    CORSODI LAUREAMAGISTRALEININGEGNERIAMECCANICACORSODI COSTRUZIONEDI MACCHINE

    INTRODUZIONEALDIMENSIONAMENTOEDALLAVERIFICADIRECIPIENTIINPRESSIONE(BOILERANDPRESSUREVESSEL)

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Principaliapproccialprogetto

    Designby Formulas (DBF):ildimensionamentoelaverificadelrecipientesonobasatisurelazionipreconfezionate(formulas)ideatepercoprire,conadeguaticoefficientidisicurezza,tutteleprincipalisituazionichesisolitiincontrarenelprogettodiunrecipienteinpressione;leformulesonosolitamentebasatesumodellisempliciosemiempiricinonmoltoaccurati,percuiicoefficientidisicurezzatendonoadesserepielevati. Designby Analysis (DBA):ildimensionamentoelaverificadelrecipientesonobasatisuanalisiaccuratedelleffettivostatoditensione,solitamenteottenibilesoloconmedelli basatisulFiniteElement Method (FEM).LapproccioDBAsirendenecessariopericasinoncopertidallerelazionirelativealmetodoDBF,mavieneimpiegatoancheinalternativaaquestultimo,salvoicasiincuiimodellianaliticisemplici.Fidandosullamaggioreaccuratezzadellanalisi,icoefficientidisicurezzaimpiegatitendonoadesserepibassi.

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Principalinormative

    ASMEVIII Div.1 ApproccioDBF Div.2 ApproccioDBF+DBA

    EN13445 ApproccioDBF+DBA

    NelseguitosifarriferimentoprincipalmenteallanormativaASMEVIIIDiv.1perlametodologiaDBFedallaDiv.2perlametodologiaDBA,inserendo,ovepossibile,riferimentiallerpincipali differenzeconlanormaeuropeaEN13445.

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Tensioniammissibili/1

    Letensioniammissibilisonoingeneredefiniteapartiredallaproprietdibaseatrazionedelmateriale:

    Yield Strengthy

    U,UTS UltimateTensile Strength

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Tensioniammissibili/2

    ASMEVIII Div.1(DBF)

    5.1,

    5.3min yUTSS

    ASMEVIII Div.2(DBF+DBA)

    5.1,

    4.2min ym

    UTSS

    EN13445 (DBF)

    5.1,

    4.2min yd

    UTSf

    EN13445 (DBA)

    5.1,

    875.1min yd

    UTSf

    Leproprietmeccanichedeimaterialicontemplatidallenormativesonodatiinfunzionedellatemperatura

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Condizionidicarico/1

    Lecondizionidicaricopicomunidaconsiderareincludono: pressioneinternaedesterna pesoproprio azionitrasmessedalpesodieventualiequipaggiamenti azionitrasmesseda:

    componentiinterne(internals) supporti

    azioniciclicheedinamicheprodottedavariazionidipressioneetemperatura vento,neve,sisma azioniimpulsive,comequelledovutealcolpodariete gradientiditemperaturaedespansionetermicadifferenziale provadipressurizzazione

    comunqueresponsabilitdelproduttoreindividuaretutteleazionichepossibileritenereagirannodurantelavitaoperativa,chepossanorisultarerilevantiaifinidellasicurezza,inclusequellederivantidaeventualiusierroneiragionevolmenteprevedibilidellattrezzaturastessa.

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Efficienzadellesaldature/1

    Moltospessoilcomponenteinpressioneincludedellegiunzionisaldate,lacuipresenzatendearidurreivaloriditensioneammissibiledelcomponentestessotramiteuncoefficientedettoefficienzadellasaldatura.

    Lefficienza dellasaldaturadipende,ingenerale,daiseguentifattori: tipologiadisaldatura(ditestaap.p.,dangolo,etc.) controlliNDEoNDT(NonDestructive ExaminationoNonDestructive Testing,es.US,Xray,etc.)doposaldatura

    spessoredeipezzisaldati temperaturediesercizio tipologiadimaterialebase

    Lediversenormativedifferisconotraloroperilmodoincuivieneesplicitataquestadipendenza.

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    ASMEVIII Div.1(DBF)LefficienzaEdipendedallaposizionedelgiuntonelvessel(category),dallatipologiadisaldaturaedaicontrolliNDE(type),specificatiinappositetabelle.

    Efficienzadellesaldature/2

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    ASMEVIII Div.1(DBF)Efficienzadellesaldature/3

    Tecnologiadisaldatura

    ControlliNDECategory

    Efficienza

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Efficienzadellesaldature/4ASMEVIII Div.2(DBA)Igiuntisonodivisiin6examination groups,infunzionedelmateriale,dellospessoreedellatecnologiadisaldatura.

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Efficienzadellesaldature/5ASMEVIII Div.2(DBA)Perogniexamination group,indipendenzaanchedellestensionedeicontrolliNDEedellajointcategory,vieneassegnatalefficienzaE.

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Efficienzadellesaldature/6EN13445 (DBF)Irecipientiedirelativigiuntisonodivisiin7testing groups,infunzionedelmateriale,deicontrolliNDT,dellospessoreedellatecnologiadisaldatura.

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Efficienzadellesaldature/7EN13445 (DBF)PerogniTesting groupvienedefinitounjointcoefficientz,corrispondenteallefficienzadellasaldatura

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    EsercizioBPV1

    richiestodiprogettareunrecipienteinpressioneoperanteallatemperaturadi385C,inacciaioSA182Grade F12(1Cr1/2Mo).Ilrecipiente,mostratonellafigura,presentadellasaldaturecirconferenziali elongitudinaliapienapenetrazione.SideterminilatensioneammissibileperilCodiceASMEVIIIDiv.1e2,assumendodieffettuaresullesaldatureuncontrolloradiograficocompleto(100%)oppureaspot(10%).

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    sc

    s p

    T[C] Yield UTS[C] [MPa] [MPa]

    20 221 41465 207 410100 198 405125 192 402150 187 398200 180 398250 174 398300 170 398325 167 398350 165 398375 163 398400 161 398425 158 398450 155 398475 151 391500 147 375525 142 355

    Prop.Meccanicheinfunzionedellatemp.(daASMEII)

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Tensioniidealiecriteridiverifica/1

    ASMEVIII Div.1(DBF):CriteriodiLam(max.tensionenormale)

    ASMEVIII Div.2(DBF):CriteriodiTresca(max.tensionetangenziale)

    ASMEVIII Div.2(DBA):CriteriodiVonMises (energiadidistorsione)

    EN13445(DBF+DBA):CriteriodiTresca(max.tensionetangenziale)

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Guscicilindrici Pressioneinterna/1

    ASMEVIII Div.1(DBF)Vienefornitaunarelazioneperilcalcolodellospessorerichiestoperiguscisottili,basatasulcriteriodiTresca(odiLam)esulnonsuperamentodellimitedisnervamento:

    PESRPt

    6.0

    pressione raggiointerno

    tensioneammissibileefficienza

    LaformulastataottenutamodificandolarelazionediBoyle&Mariotte,chefornirebbe:

    ESRPtES

    tRP

    TrescaoLamid

    )(

    Lamodificahapermessodiestendereilcampodiapplicazionedellaformulaoltreillimiteteorico(t

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    Lezioni su Boiler and Pressure Vessel

    Guscicilindrici Pressioneinterna/2ASMEVIII Div.1(D