1. Ciśnienie obliczeniowe – najwyższa wartość nadciśnienia czynnika roboczego jaka może wystąpić w urządzeniu, bez uwzględniania chwilowego wzrostu ciśnienia spowodowanego działaniem urządzeń zabezpieczających.

Przy ustalaniu ciśnienia obliczeniowego należy także uwzględnić :

• wartość nadciśnienia występującego w warunkach próby wytrzymałościowej, jako wartości większej z dwóch:

𝑃𝑇 = 1.25𝑃𝑆 $\frac{F_{T}}{F}$ lub 𝑃𝑇 = 1.43𝑃𝑆

gdzie: FT – naprężenia dopuszczalne dla materiału w temperaturze próby,

F – naprężenia dopuszczalne dla materiału w temperaturze obliczeniowej,

• ciśnienie hydrostatyczne cieczy:

𝑝_ℎ = 𝐻𝜌𝑔

jeżeli wartość ciśnienia hydrostatycznego przekracza 5% wartości ciśnienia obliczeniowego.

2. Ciśnienie próby ciśnieniowej (PT) – nadciśnienie płynu, przy którym przeprowadzana jest próba ciśnieniowa.

3. Temperatura obliczeniowa – najwyższa temperatura jaką ścianka elementu może mieć podczas pracy urządzenia ciśnieniowego, jednak nie mniej niż 20oC. W przypadku zbiorników nie ogrzewanych temperaturę obliczeniową przyjmuje się równą najwyższej temperaturze czynnika stykającego się z tym elementem.

4. Naprężenia dopuszczalne odpowiadają takim wartościom naprężeń, które nie powodują naruszenia warunku wytrzymałości i warunku sztywności w materiale.

Są zależne od:

- temperatury obliczeniowej,

- granicy plastyczności.

5. Współczynnik bezpieczeństwa X jest to liczba większa od jedności mówiąca ile razy wielkość dopuszczalna jest mniejsza od wielkości uznawanej za niebezpieczną, zależy od rodzaju materiału

konstrukcyjnego i rodzaju obliczanego elementu.

6. Naddatki – teoretyczne wielkości zwiększające grubość ścianki ze względu na występowanie pewnych dodatkowych zjawisk jak np. korozja.

c1 – technologiczny naddatek grubości ścianki równy jest sumie największej

minusowej odchyłki wyrobu hutniczego i największego ścienienia się wyrobu

podczas jego przetwarzania na element docelowy;

c2 – eksploatacyjny naddatek grubości ścianki na zmniejszenie grubości na

skutek działań czynników mechanicznych i chemicznych;

c3 – naddatek ustalany przez projektanta (uwzględniający dodatkowe naprężenia np. naprężenia termiczne)

7. Współczynnik wytrzymałościowy złącza spawanego z określa stopień osłabienia ścianki elementu.

Zależny jest od rodzaju powłoki ( np. czy jest ona osłabiona spoiną, lub czy jest ona spawana):

z = 1 dla powłok nieosłabionych spoiną,

z = z_b dla powłok spawanych.

8. Tablice korozyjne zawierają:

-grupy gatunków stali,

- materiały konstrukcyjne,

- graniczne szybkości korozji materiałów i ich odporność na korozję.

9. Najmniejsza wymagana grubość ścianki g to suma grubości obliczeniowej ścianki g_o oraz naddatków c₂ i c₃.

g=g_o+ c₂+ c₃

10. Sposób wyznaczania grubości nominalnej ścianki aparatu:

- Przyjmujemy wstępnie grubość nominalną w oparciu o grubość g ( z zapasem)

- W oparciu o normę PN-EN 10029 ustalamy wartość technologicznego naddatku grubości ścianki c₁.

- Sprawdzam warunek prawidłowego doboru grubości nominalnej:

g_n≥g+ c₁

11. Tok obliczania średnicy otworu nie wymagającego wzmocnień:

1. Obliczam średnicę otworu nie wymagającego wzmocnienia:

$$\mathbf{z}_{\mathbf{\text{rz}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{p}_{\mathbf{o}}\left( \mathbf{D}_{\mathbf{w}}^{\mathbf{D}}\mathbf{+ \ }\mathbf{g}_{\mathbf{\text{rz}}}^{\mathbf{D}}\mathbf{-}\mathbf{c}_{\mathbf{2}} \right)}{\frac{\mathbf{2}\mathbf{,}\mathbf{3}}{\mathbf{\alpha}}\mathbf{k}^{\mathbf{D}}\left( \mathbf{g}_{\mathbf{\text{rz}}}^{\mathbf{D}}\mathbf{-}\mathbf{c}_{\mathbf{2}} \right)}$$

$$\mathbf{d}_{\mathbf{1}}\mathbf{=}\mathbf{8}\mathbf{,}\mathbf{1}\sqrt[\mathbf{3}]{\mathbf{D}_{\mathbf{w}}^{\mathbf{D}}\left( \mathbf{g}_{\mathbf{\text{rz}}}^{\mathbf{D}}\mathbf{-}\mathbf{c}_{\mathbf{2}} \right)\left( \mathbf{1}\mathbf{-}\mathbf{z}_{\mathbf{\text{rz}}} \right)}$$

d₂=0,35D_z^D

1. Średnica otworu bez wzmocnienia nie może przekraczać najmniejszej z obliczonych wartości, czyli d₁.

12. Tok obliczania grubości ścianki aparatu:

1. Obliczam grubość obliczeniową ścianki powłoki walcowej wg WUDT:

$$\mathbf{g}_{\mathbf{0}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{p}_{\mathbf{o}}\mathbf{D}_{\mathbf{w}}}{\frac{\mathbf{2}\mathbf{,}\mathbf{3}}{\mathbf{\alpha}}\mathbf{\text{kz}}\mathbf{-}\mathbf{p}_{\mathbf{o}}}$$

$$\mathbf{g}_{\mathbf{0}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{p}_{\mathbf{o}}\mathbf{D}_{\mathbf{w}}}{\frac{\mathbf{2}\mathbf{,}\mathbf{3}}{\mathbf{\alpha}}\mathbf{\text{kz}}\mathbf{+}\mathbf{p}_{\mathbf{o}}}$$

Gdzie: Dz, Dw – odpowiednio zewnętrzna i wewnętrzna średnica powłoki,

k – naprężenie dopuszczalne, alfa - współczynnik konstrukcyjny,

z – współczynnik wytrzymałościowy uwzględniający osłabienie powłoki

1. Obliczam naddatki grubości ścianki:

2. Eksploatacyjny naddatek grubości ścianki obliczam uwzględniając szybkość korozji materiału konstrukcyjnego:

c₂=s_corτ

1. Przyjmuję wartość naddatku ze względu na obecność dodatkowych naprężeń:

c₃=0

1. obliczenie najmniejszej wymaganej grubości ścianki g:

g=g_o+ c₂+ c₃

1. dobór grubości nominalnej ścianki g_n spełniającej równanie:

g_n≥g+ c₁

1. obliczenie grubości rzeczywistej ścianki powłoki g_rz:

g_rz^D=g_n^D−c₁

13. Tok obliczania dna elipsoidalnego:

1) W oparciu o tablice korozyjne dobieramy rodzaj materiału konstrukcyjnego i jego umowną granicę plastyczności Re/t w temperaturze obliczeniowej oraz dobór współczynnika wytrzymałościowego x dla tego materiału.

2) Wstępnie dobieram dno elipsoidalne stalowe wg odpowiedniej normy o następujących wymiarach: D_w^D,  h_w,  g_n^D, h_c.

3) Obliczam naprężenie dopuszczalne w ściankach dna elipsoidalnego:

$$k^{D} = \frac{R_{p0.2}}{x_{D}}$$

4) Obliczam średnicę zewnętrzną dna elipsoidalnego:

D_z^D = D_w^D + 2g_n^D

5) W oparciu o odpowiednią normę ustalam wartość technologicznego naddatku grubości ścianki c₁.

6) Obliczam grubość rzeczywistą ścianki dna elipsoidalnego:

g_rz^D = g_n^D − c₁

1. Obliczam średnicę otworu nie wymagającego wzmocnienia:

$$z_{\text{rz}} = \frac{p_{o}\left( D_{w}^{D} + \ g_{\text{rz}}^{D} - c_{2} \right)}{\frac{2,3}{\alpha}k^{D}\left( g_{\text{rz}}^{D} - c_{2} \right)}\ $$

14. Tok obliczania grubości ścianki króćców:

1. Obliczam grubość obliczeniową ścianki króćców wg WUDT:

$$\mathbf{g}_{\mathbf{o}}^{\mathbf{k}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{p}_{\mathbf{o}}\mathbf{d}_{\mathbf{z}}^{\mathbf{k}}}{\frac{\mathbf{2}\mathbf{,}\mathbf{3}}{\mathbf{\alpha}}\mathbf{k}^{\mathbf{k}}\mathbf{z}^{\mathbf{k}}\mathbf{+}\mathbf{p}_{\mathbf{o}}}$$

1. Naddatki grubości ścianki przyjmuję jak dla powłoki walcowej i dna.

c₂=1 mm

c₃=0 mm

1. Obliczam najmniejszą wymaganą grubość ścianki króćców:

g^k =g_o^k+c₂ + c₃

1. W oparciu o normę PN ISO 1127 dobieram grubość nominalną ścianki króćców:

g_n^k=

15. Tok obliczania masy aparatu:

1. Obliczam długość części walcowej zbiornika:

$$\mathbf{L}_{\mathbf{w}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{4}\mathbf{(}\mathbf{V}_{\mathbf{s}}\mathbf{-}\mathbf{V}_{\mathbf{D}}\mathbf{)}}{\mathbf{\pi}\mathbf{D}_{\mathbf{w}}^{\mathbf{2}}}$$

1. Obliczam masę części walcowej zbiornika:

$$\mathbf{m}_{\mathbf{w}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi}}{\mathbf{4}}\mathbf{(}\mathbf{D}_{\mathbf{z}}^{\mathbf{2}}\mathbf{-}\mathbf{D}_{\mathbf{w}}^{\mathbf{2}}\mathbf{)}\mathbf{L}_{\mathbf{w}}\mathbf{\rho}_{\mathbf{\text{st}}}$$

1. Obliczam masę dna elipsoidalnego:

$$\mathbf{m}_{\mathbf{D}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi}}{\mathbf{24}}\left( \mathbf{D}_{\mathbf{z}}^{\mathbf{3}}\mathbf{-}\mathbf{D}_{\mathbf{w}}^{\mathbf{3}} \right)\mathbf{\rho}_{\mathbf{\text{st}}}\mathbf{+}\frac{\mathbf{\pi}}{\mathbf{4}}\mathbf{(}\mathbf{D}_{\mathbf{z}}^{\mathbf{2}}\mathbf{-}\mathbf{D}_{\mathbf{w}}^{\mathbf{2}}\mathbf{)}\mathbf{h}_{\mathbf{c}}\mathbf{\rho}_{\mathbf{\text{st}}}$$

1. Przyjmuję długość króćca:

L^k=2d_z^k

1. Obliczam masę króćca:

$$\mathbf{m}_{\mathbf{k}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi}}{\mathbf{4}}\mathbf{(}\left( \mathbf{d}_{\mathbf{z}}^{\mathbf{k}} \right)^{\mathbf{2}}\mathbf{-}{{\mathbf{(}\mathbf{d}}_{\mathbf{w}}^{\mathbf{k}}\mathbf{)}}^{\mathbf{2}}\mathbf{)}\mathbf{L}^{\mathbf{k}}\mathbf{\rho}_{\mathbf{\text{st}}}$$

1. Obliczam masę kołnierza do połączenia powłoki walcowej z dnem:

$$\mathbf{m}_{\mathbf{p}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi}}{\mathbf{4}}\mathbf{C}_{\mathbf{1}}^{\mathbf{p}}\mathbf{\rho}_{\mathbf{\text{st}}}\mathbf{\lbrack}\left( \mathbf{D}^{\mathbf{p}^{\mathbf{2}}}\mathbf{-}{\mathbf{B}_{\mathbf{1}}^{\mathbf{p}}}^{\mathbf{2}} \right)\mathbf{-}\mathbf{n}^{\mathbf{p}}\mathbf{L}^{\mathbf{p}^{\mathbf{2}}}\mathbf{\rbrack}$$

1. Obliczam masę kołnierzy króćców:

$$\mathbf{m}_{\mathbf{\text{kk}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi}}{\mathbf{4}}\mathbf{C}_{\mathbf{1}}^{\mathbf{k}}\mathbf{\rho}_{\mathbf{\text{st}}}\left\lbrack {\mathbf{(}\mathbf{D}}^{\mathbf{k}^{\mathbf{2}}}\mathbf{-}\mathbf{B}_{\mathbf{1}}^{\mathbf{k}^{\mathbf{2}}} \right)\mathbf{-}\mathbf{n}^{\mathbf{k}}\mathbf{L}^{\mathbf{k}^{\mathbf{2}}}\mathbf{\rbrack}$$

1. Obliczam masę pustego zbiornika:

m_zb=m_w+2m_D+2m_k+2m_p+2m_kk

1. Obliczam masę całkowitą zbiornika:

m_calk=m_s+m_zb