Příspěvek - zatížení hrdel u tlakových nádob, aparátů, kotlů, čerpadel a turbin
Postup získání požadovaných max. dovolených zatížení hrdel
Předepsáním zatížení hrdel jako požadavek zákazníka, event. normy určené zákazníkem
Dovolená zatížení hrdel mohou být získána jednáním a kompromisem projektanta potrubí s výrobcem aparátu.
Dovolená zatížení hrdel jsou omezena speciální technologií úpravy hrdel výrobku vlastní, např. smaltem.
Výčet mezních stavů zatížení hrdel
Hrdlo jako celek musí odolat těmto mezním stavům:
- Lokální namáhání válcové či kulové skořepiny aparátu od zatíženého hrdla.
- Namáhání nátrubku mezi aparátem a přírubou
- Dovolené namáhání příruby
- Tlak na přírubové těsnění
- Maximální zatížení hrdla s výstelkou
Příklady max. dovolených zatížení hrdel
Ocelová hrdla tlakových nádob
Žádná evropská norma harmonizovaná k PED neřeší problematiku numeřického limitování zatížení hrdel tlakových nádob. Nejbližší norma BS 5500 řeší max. dovolená zatížení hrdel takto - normu PD 5500
Pro informaci max. dovolená zatížení hrdel mohou mít takovouto velikost viz tabulka:
Ocelová hrdla výměníků
Žádná evropská norma harmonizovaná k PED neřeší problematiku numeřického limitování zatížení hrdel ocelových výměníků. Norma TEMA v čl. RBC-10.6 odkazuje na správnou inženýrskou praxi.
Zvlášť jsou předepsána max. dovolená zatížení hrdel pro vzduchem chlazené výměníky, a to v API 661 „Air-cooled Heat Exchangers for General Refinery Service“.
Dále zde platí norma HEI a to je „Heat Exchange Institute Standard For Closed Feedwater Heaters“.
Smaltovaná hrdla aparátů
Žádná evropská norma harmonizovaná k PED neřeší problematiku numeřického limitování zatížení smaltovaných hrdel aparátů. Výrobci smaltovaných aparátů vydávají dokument o maximálním zatížení hrdel jejich výrobků.
Nekovová hrdla aparátů
Žádná evropská norma harmonizovaná k PED neřeší problematiku numeřického limitování zatížení nekovových hrdel aparátů. Výrobci nekovových aparátů vydávají dokument o maximálním zatížení hrdel jejich výrobků. Jako příklad omezení zatížení hrdel je uvedena firma Plasticon Europe.
Hrdla kotle
Max. dovolená zatížení hrdel pro topené kotle je předepsána v API 560 „Fired Heaters for General Refinery Service“
Hrdla ventilů
Max. dovolená zatížení hrdel armatur jsou například uvedeny v dokumentu : „Armatury pro zařízení a potrubí jaderných elektráren – Všeobecné technické požadavky VTP (OTT) 87. Příloha 4 „Hodnoty zatížení od potrubí“. Zde jsou definována nejen zatížení hrdel, ale i nejvyšší dovolené zrychlení v těžišti armatury od seizmického zatížení.
Hrdla strojů rotačních
Omezení zatížení hrdel u rotačních zařízení existuje z důvodů zabezpečení řádné funkce uvedených zařízení. Velké namáhání hrdel může způsobit lom, přílišnou deformaci základové konstrukce rotačních zařízení (v základové konstrukci jsou umístěna ložiska, která mohou prasknout nebo se jinak nefungovat). Toto vše se umočňuje u turbin, které jsou samy o sobě tepelně namáhané a dilatují.
Omezení zatížení hrdel u čerpadel
Čerpadla – omezení zatížení hrdel udává
ČSN EN ISO 5199, Příloha B „Vnější síly a momenty na přírubách hrdel čerpadla“
API 610 „Centrifugal pumps for petroleum, petrochemical and natural gas Industries“
API 685 „Sealess Centrifugal Pumps for Petroleum, Heavy duty, Chemical, and Gas industry Services“
V ČSN EN ISO 5199 byl podle celkového uspořádání čerpadla a nejčastěji používáných pracivních podmínek nalezen určitý počet skupin čerpadel. Maximální dovolené síly a momenty pro každou skupinu čerpadel jsou stanoveny ze základních hodnot, které jsou v této normě dány tabulkově a použitím příslušných součinitelů, u kterých se předpokládá, že nejvíce odpovídají každé skupině čerpadel.
Bylo tedy stanoveno šest skupin čerpadel s horizontální osou (každá je ještě členěna na A a B podle toho, zda je čerpadlo z litiny nebo ocelolitiny. Dále bylo stanoveno pět skupin čerpadel s vertikální osou, keré jsou podle použitého materiálu členěny na stejné podskupiny.
Jestliže všechna působící zatížení nedosahují současně maximálních dovolených hodnot, může jedna ze složek těchto szatížení překročit normální mezní hodnotu, a to za předpokladů uvedených v normě.
Všechny hodnoty jsou určeny pro hodnoty při teplotě 20°C pro větší teploty se tato zatížení musí korigovat podle normy. Na druhé straně je zatížení od potrubí, které hdlo čerpadla zatěžuje zatíženími trvalými a krátkodobými.
Omezení zatížení hrdel u turbin
Turbiny – omezení zatížení hrdel udává:
API 611 „General-Purpose Steam Turbines for Petroleum, Chemical, and Gas Industy Services“
NEMA SM23 Steam Turbines for Mechanical Drive Service
NEMA SM24 Land Based Steam Turbine Generator Sets 0 to 33,000 kW
Podobně se zatížení hrdel vypočítá i u odstředivých kompresorů podle:
API 617 „Centrifugal compressors“