壓力容器圓桶形殼板厚度計算要以外徑為主還是選擇內徑為主?
外徑還是內徑?
壓力容器的圓桶形殼板 (Cylindrical Shells) 關於設計壓力下其厚度計算的方式,有從殼體的內徑作為參數的公式,也有由外徑為參數的公式。設計人員會依需求選擇可以計算的公式進行壓力容器殼體的設計,但是對於其設計需求要如何產生,很多人會有很大的爭議。
圓桶形殼板應該是接觸壓力容器的設計工程師首先會遇到需要計算強度的承壓部件吧!從機械力學講述專有名詞如縱向應力、環向應力,焊道又分成縱向接頭(縱向焊道)和環向接頭(環向焊道) 等等名詞,一不注意就會弄混。而壓力容器的建造法規如 ASME 又把焊接效率的因素加在強度計算的參數,在面對授權檢查員詢問其壓力容器強度計算使用何種參數計算時,常會造成設計人員不小的壓力。
以內、外徑參數的選擇基準為何?
以制式的回覆如下:依壓力容器使用者設計需求 (UDR)的內容而定。當然以上是工作室的專業,看到這裡的朋友們還是要一個明確的回答。簡單的說,如果是以管材作為殼板的設計大概會以外徑參數為主,ASME 強制性公式在 MANDATORY APPENDIX 1 SUPPLEMENTARY DESIGN FORMULAS 1-1 。為什麼?因為管材的採購在壓力容器 ASME 設計建造的程序中有明的規範,如公稱外徑到公稱厚度等,不是由一般壓力容器製造廠製作的承壓材,而是經由建造法規的程序選擇而來,所以使用它可以比較直覺的選擇哪一個規格的管材適合這個壓力容器設計建造案。它只要考量 P 設計壓力、Ro 圓桶形殼體的外半徑,S 殼板材料的容許應力及 E 焊接效率。
選擇內徑參數為基準的方面,自然以殼板的厚度、直徑、設計壓力、材料以及其容許壓力和焊接效率都是由壓力容器製造廠設計選擇,所以說使用板材作為殼板材料的厚度計算,以內徑參數為主,見 ASME 法規 UG-27 。當然如果曾經使用二者公式比較其計算值,當然會發現某一個公式對於最小厚度要求會比較小,但是依 ASME 法規設計建造的壓力容器還有其他細部要求確認完成之後才可以正式的選定合於建造法規及使用者設計需求的材料。
重點是什麼?
如何選定一個合規的殼板是要一連串的判斷,所以在未來,工作室將試者在「壓寶計劃 Ya-Bao Project」以及「PV Insight Map — 壓力容器工程判斷導航」中簡化及明確其流程走向。
留言
張貼留言