5b. Obliczanie grubości okrągłych den płaskich
Średnice średnic, zarówno zewnętrznych Dz jak i wewnętrznych Dw, są znormalizowane i zgodnie z normą
BN-64/2201-01 wynoszÄ…:
Dz = 0.219, 0.273, 0.324, 0.356, 0.406, 0.457 lub 0.508 [m].
Dw= 0.6, 0.7, 0.8, (0.9), 1.0, (1.1), 1.2, (1.3), 1.4, (1.5), 1.6, (1.7), 1.8, (1.9), 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4,
3.6, 4.0 dla zbiorników oraz dodatkowo dla kolumn 4.5, 5.0, 6.3, 8.0 i 10.0 [m]. Wartości w nawiasach dotyczą
średnic płaszczy grzejnych.
Rozróżnia się następujące kształty den płaskich: I, II i IV - płaskie przyspawane bez wyoblenia, III - płaskie
przyspawane z szyjką, V  płaskie z wyobleniem, VI - płaskie przykręcane między kołnierzami, VII, VIII  płaskie
przykręcane (pokrywa) i IX  płaskie przyspawane wzmocnione żebrami (kotwami).
II III IV
I
V
IX
VIII
VII
VI
Rzeczywistą grubość ścianki opisuje uniwersalna dla wszystkich dennic płaskich zależność:
po
grz = A Å"(D - rw )Å" C + c1 + c2 + c3 [m]
kr Å" z
gdzie:
A [ - ]  współczynnik zależny od typu dna (Rys.I-IX),
C [ - ]  współczynnik, dla den (Rys.VII i Rys.VIII), dla których C`"1 i przy Do/Dw d"1.3 wynosi:
ëÅ‚
1 Do öÅ‚
ìÅ‚ - 0.1÷Å‚ [ - ]
÷Å‚
C =
ìÅ‚
2 Du Å‚Å‚
íÅ‚
po [MN/m2] - ciśnienie obliczeniowe,
Dw [m] - średnica wewnętrzna dna,
Do [m]  średnica rozmieszczenia śrub,
Du [m]  średnia średnica uszczelki,
rw [m]  promień zaokrąglenia,
kr [MN/m2] - naprężenia dopuszczalne na rozciąganie,
´ [m]  Å›rednica najwiÄ™kszego koÅ‚a przechodzÄ…cego przez co najmniej 3 punkty usztywnionego dna pÅ‚askiego,
dotyczy tylko dna wzmocnionego żebrami (Rys.IX.).
20
z [ - ]  współczynnik osłabienia równy: z = 1 dla den bez otworów lub z otworami, których największy spełnia
warunek d < 0.05 [m] i dodatkowo wszystkie są rozmieszczone na powierzchni pierścienia o średnicach: Dw i
Dw/2 w pozostałych przypadkach:
Do / w - (d1 + d2 + ...dn )
z = [ - ]
Do / w
dn [m]  średnica zewnętrzna n-tego króćca,
c1, c2 i c3 [m] są naddatkami na: korozję, tolerancję wyrobów walcowanych i inne nieprzewidziane w obliczeniach
oddziaływania np. wahania temperatury, zmęczenie materiału (Tablica [8]):
Naddatek na korozję zależny od stopnia c1 s [m/rok] wyznacza się z tablic stopni
c1 = s. Ä
odporności materiału odporności dla różnych materiałów
Ä -czas eksploatacji zbiornika [lata]
Naddatek na tolerancję grubości blach c2 c2 = 0.0005 [m] dla blach o grubości g <5 [mm],
walcowanych (ujemna odchyłka tolerancji) c2 = 0.0006 [m] dla blach 6 < g < 7 [mm],
c2 = 0.0008 [m] dla blach 8 c2 = 0.001 [m] dla blach g > 20 [mm].
Naddatek na inne naprężenia (np.termiczne) c3 ustala projektant, zwyczajowo 0.001 [m]
Przykład obliczeń grubości ścianek den płaskich zbiornika cylindrycznego
Przykład I Tematem projektu jest cylindryczny, pionowy i bezciśnieniowy zbiornik przeznaczony do
magazynowania 2 ton oleju opałowego. Zbiornik ma być umieszczony 2.5 [m] nad poziomem gruntu, na zewnątrz.
Z dotychczasowych obliczeń otrzymano: Vnom = 3.2 [m3], Dw =1.6 [m] i po= 0.1 [MPa], to = 50 [oC], kr=125.5
[MPa] (powłoki płaskie), kr=137.0 [MPa] (dna płaskie) i dz = 0.133 [m]. Założono pięcioletni okres eksploatacji
zbiornika Ä = 5 [lat].
Dane/Założenia: Wyniki:
Obliczenia:
5. Grubości wszystkich rodzajów den lub pokryw płaskich
5.1. Obliczenie naddatków
Ä = 5 [lat],
Dobrana w poprzednim punkcie, jako materiał konstrukcyjny zbiornika,
Zał.: g>0.01 [m],
stal St3S w oddziaływaniu z olejem opałowym ma I stopień odporności
8 korozyjnej, któremu odpowiada szybkość korozji s = 0.0001 [m/rok] stąd: c = 0.0025 [m]
czyli c2 = 0.0008
[m], c1 = Ä s = 0.0005 [m], a nastÄ™pnie:
c3 = 0.001 [m]. c = c1 + c2 + c3 = 0.0005+0.0008+0.001 = 0.0023 [m]
Zał.: d =0.14 [m] 5.2. Obliczenie z - współczynnika osłabienia dna
(otwór pod
króciec), Otwór w dnie d > 0.05 [m] stąd z `" 1 i wynosi:
Dw =1.6 [m],
Dw - (d1 + d2 + ...dn) 1.6 - 0.14
z = = = 0.912 dla den: Rys.I-V
Do = 1.820 [m]
Dw 1.6
(wg. PN 87/
Do - (d1 + d2 + ...dn) 1.82 - 0.14
H-74731 dla PN z = 0.912 lub
z = = = 0.923 dla den: Rys.VI-VIII
Do 1.82
= 1.6 [MPa]) z = 0.923 lub
z = 0.825.
´ -(d1 + d2 + ...dn ) - 0.14
0.8
z = = = 0.825 dla dna Rys.IX
´ 0.8
21
 5.3. Dna wg.Rys.I i Rys.IV bez otworów i z otworem
A=0.35,
rw= 0, C =1, z =1
po 0.1
grz = A Å"(D - rw)Å" C + c = 0.35 Å"1.6 Å" + 0.0023 = 0.0174 [m]
lub z = 0.912 grz= 0.0174 [m]
kr Å" z 137
D= Dw =1.6 [m],
0.1
po = 0.1 [MPa],
grz = 0.35 Å"1.6 Å" + 0.0023 = 0.0181 [m] z otworem
kr = 137 [MPa], grz= 0.0181 [m]
137 Å" 0.912
c = 0.0023 [m].
5.4. Dno wg.Rys.II bez otworów i z otworem
A=0.45, rw= 0, C
=1, z = 1 lub z
po 0.1
grz = A Å"(D - rw)Å" C + c = 0.45 Å"1.6 Å" + 0.0023 = 0.0217 [m]
=0.912, grz= 0.022 [m]
kr Å" z 137
D= Dw =1.6 [m],
po = 0.1 [MPa],
kr = 137 [MPa], 0.1 grz= 0.023 [m]
grz = 0.45 Å"1.6 Å" + 0.0023 = 0.0227 [m] z otworem
c = 0.0023 [m].
137 Å" 0.912
5.5. Dno wg.Rys.III bez otworów i z otworem
A = 0.40, rw =0,
C = 1, z = 1 lub
po 0.1
grz = A Å"(D - rw)Å" C + c = 0.40 Å"1.6 Å" + 0.0023 = 0.0196 [m]
z = 0.912 grz= 0.020 [m]
kr Å" z 137
D= Dw =1.6 [m],
po = 0.1 [MPa], grz= 0.0204 [m]
0.1
kr = 137 [MPa],
grz = 0.40 Å"1.6 Å" + 0.0023 = 0.0204 [m] z otworem
c = 0.0023 [m].
137 Å" 0.912
5.6. Dno wg.Rys.VI
Zgodnie z normą BN-84/2532-02 grubość tego typu dna g d" 0.010 [m] i
stosuje się je do ciśnień PN d" 0.07 [MPa]. W tej sytuacji, wobec braku
wartości rw prowadzenie obliczeń, nawet porównawczych, nie jest możliwe.
5.7. Dno wg.Rys.VI bez otworów i z otworem
Kołnierz DN =1.6 [m] i PN =1.6 [MPa] zgodnie z normą PN 87/H-74731 Dz = 1.930 [m],
A= 0.45, rw = 0, ma następujące wymiary: Dz=1.930 [m], Do=1.820 [m], Dw=1.626 [m], g = Do = 1.820 [m],
C = 1, z = 1 lub z 0.125 [m], nsr= 40 [szt] dsr= M52, masa G = 735 [kg]. Dw = 1.626 [m],
= 0.923, D=Du, Średnia średnica uszczelki oraz grubość ścianki, dla tego kołnierza wynosi: g = 0.125 [m],
po = 0.1[MPa], nsr= 40 [szt],
Dw + D1 1.626 +1.75
Du = = = 1.688 [m] , a następnie
kr = 137 [MPa], dsr = M52,
2 2
c = 0.0023 [m]. G = 735 [kg],
Du=1.688 [m]
po 0.1
grz = A Å"(D - rw)Å" C + c = 0.45 Å"1.688 Å" + 0.0023 = 0.0228 [m]
kr Å" z 137
grz= 0.023 [m]
0.1
grz = 0.45 Å"1.688Å" + 0.0023 = 0.0240 [m] z otworem
grz= 0.024 [m]
137 Å" 0.923
22
 5.8. Dna wg.Rys.VII i Rys.VIII bez otworów i z otworem
A = 1, C `" 1,
ëÅ‚
1 Do öÅ‚
1.82
ëÅ‚
ìÅ‚ - 0.1÷Å‚ = 0.5 Å"
÷Å‚
C =
ìÅ‚ - 0.1öÅ‚ = 0.489
÷Å‚
rw = 0, z = 1 lub
ìÅ‚
2 Du Å‚Å‚ íÅ‚1.688 Å‚Å‚
íÅ‚
z = 0.923
Do= 1.820 [m], po 0.1
grz = A Å"(D - rw)Å" C + c = 0.489 Å"1.688 Å" + 0.0023 = 0.0246 [m]
D=Du=1.688 [m] grz= 0.025 [m]
kr Å" z 137
po = 0.1[MPa],
0.1
kr = 137 [MPa], grz= 0.026 [m]
grz = 0.489 Å"1.688 Å" + 0.0023 = 0.0255 [m] z otworem
c = 0.0023 [m]. 137 Å" 0.923
5.9. Dna wg.Rys.IX bez otworów i z otworem
A = 0.45, rw = 0,
Dla dna o 4 żebrach ´ H" Dw/2 = 0.8 [m], 6 żebrach ´ H" Dw/3.9, 8 żebrach ´
C = 1, z = 1 lub z
H" Dw/4.4 i 12 żebrach ´ H" Dw/5.2
grz= 0.012 [m]
= 0.825 D = ´,
po 0.1
grz = A Å"(D - rw)Å" C + c = 0.45 Å" 0.8 Å" + 0.0023 = 0.0120 [m]
Dw = 1.6 [m],
kr Å" z 137
grz= 0.013 [m]
po = 0.1[MPa],
kr = 137 [MPa], 0.1
grz = 0.45 Å" 0.8 Å" + 0.0023 = 0.0130 [m] z otworem
c = 0.0023 [m].
137 Å" 0.825
Dla dna o 6 żebrach ´ H" Dw/3.9 = 0.412 [m]
grz= 0.0073 [m]
0.1
grz = 0.45Å" 0.412 Å" + 0.0023 = 0.0073 [m]
137
grz= 0.008 [m]
0.1
grz = 0.45 Å" 0.412 Å" + 0.0023 = 0.0078 [m] z otworem
137 Å" 0.825
5.10. Analiza wyników i wybór dna dla zbiornika zamkniętego
Jeżeli zbiornik nie ma pokrywy zdejmowanej, lecz jest zamknięty to
najbardziej optymalnym rozwiązaniem, w przypadku den płaskich, jest
zastosowanie den wzmocnionych żebrami (Rys.IX), które zużywają najmniej
materiału i najmniej ważą. Przy czym im więcej żeber tym dno będzie
grz = 0.012 [m] cieńsze, lżejsze i tańsze. gd = 0.012 [m]
(bez otworu), Dla dna z 4-ma żebrami bez otworów należy je wyciąć z blachy stalowej
grz = 0.013 [m] St3S (Artykuł nr B01) o grubości g = 0.012 [m], sprzedawanej w arkuszach
gd = 0.014 [m]
(z otworem) 2.0 x 4.0 [m] wg. Standardu AISI 304 (Mat.Pom.[2.4]), a dla dna z otworami
blachę o grubości g = 0.014 [m] i wykonać we własnym zakresie (o ile zakład
grz= 0.008 [m] dysponuje odpowiednim warsztatem i parkiem maszynowym).
Jeszcze lepszym rozwiązaniem jest zdecydować się na dno stalowe płaskie
grz= 0.008 [m]
z 12 żebrami skośnymi o grubości grz= 0.008 [m] odmiany BP 1600/8 zgodne
z PN-65/2222-04.
5.11 Grubość ścianek płaskiej pokrywy
grz = 0.025 [m]
(bez otworu), Pokrywy Rys.VII lub VIII można wykonać z blachy o grubości grz = 0.025 grz = 0.025 [m]
grz= 0.026 [m] [m] i w przypadku otworów grz= 0.026 [m] produkowanej ze St3S, zgodnie z
(z otworem). PN-86/H-92138 sprzedawanej m.in. w arkuszach 1.7 x 1.8 [m]. grz= 0.026 [m]
23
Przykład II Tematem projektu jest cylindryczny, poziomy zbiornik o pojemności V = 4.5 [m3], ciśnieniu p = 15
[at] i temperaturze t = 15 - 50 [oC] przeznaczony do magazynowania amoniaku. Zbiornik ma być umieszczony w
pomieszczeniu piwnicznym o wysokości 3 [m], skąd przetłaczany jest amoniak na wysokość 4 [m] do hali
sprężarek Z dotychczasowych obliczeń otrzymano: Vnom = 5.0 [m3], Dw =1.6 [m] i po= 1.6 [MPa], to = 50 [oC],
kr=125.5 [MPa] (powłoki płaskie), kr=138.0 [MPa] (dna płaskie) i kr=147.8 [MPa] (dna wyoblone) dla 1H18N9T
oraz dz = 0.1397 [m]. ZaÅ‚ożono piÄ™cioletni okres eksploatacji zbiornika ( Ä = 5 [lat]).
Dane/Założenia: Wyniki:
Obliczenia:
5. Grubości wszystkich rodzajów den lub pokryw płaskich
5.1. Obliczenie naddatków
Dobrana w poprzednim punkcie, jako materiał konstrukcyjny zbiornika,
Ä = 5 [lat],
stal 1H18N9T w oddziaływaniu z amoniakiem I stopień odporności
Zał.:g >0.02 [m],
korozyjnej, któremu odpowiada szybkość korozji s = 0.0001 [m/rok] stąd:
czyli c2 = 0.001
c1 = Ä s = 0.0005 [m], a nastÄ™pnie:
[m]
c = 0.0025 [m]
c = c1 + c2 + c3 = 0.0005+0.001+0.001 = 0.0025 [m]
c3 = 0.001 [m].
5.2. Obliczenie z - współczynnika osłabienia dna
Zał.: d= 0.14 [m] Otwór w dnie d > 0.05 [m] stąd z `" 1 i wynosi:
(otwór pod
króciec),
Dw - (d1 + d2 + ...dn) 1.6 - 0.14
z = = = 0.912 dla den: Rys.I  V,
Dw =1.6 [m],
Dw 1.6
Do = 1.820 [m] z = 0.912 lub
(wg. PN 87/ z = 0.923 lub
H-74731 dla PN z = 0.825.
= 1.6 [MPa])
Do - (d1 + d2 + ...dn) 1.82 - 0.14
z = = = 0.923 dla den: Rys.VI  VIII,
Do 1.82
´ -(d1 + d2 + ...dn ) - 0.14
0.8
z = = = 0.825 dla dna Rys.IX.
´ 0.8
5.3. Dna wg.Rys.I i Rys.IV bez otworów i z otworem
A = 0.35,
rw= 0, C =1, z =1
po 1.6
grz = A Å"(D - rw )Å" C + c = 0.35 Å"1.6 Å" + 0.0025 = 0.0628 [m]
lub z = 0.912
kr Å" z 138.0
D= Dw =1.6 [m], grz= 0.063 [m]
po = 1.6 [MPa],
kr =138.0 [MPa],
c = 0.0025 [m]. 1.6 grz= 0.066 [m]
grz = 0.35 Å"1.6 Å" + 0.0025 = 0.0656 [m] z otworem
138 Å" 0.912
24
 5.4. Dna wg.Rys.IX bez otworów i z otworem
Jak wynika z powyższych obliczeń przy tym ciśnieniu nie powinno się
stosować zwykłych den płaskich, gdyż ich grubość jest zbyt duża, co będzie
A = 0.45, rw = 0, miało wpływ na całkowity ciężar zbiornika i na jego koszty.
C = 1, z = 1 lub
Dalsze obliczenia, dotyczące den wzmocnionych żebrami, rozpoczęto
z = 0.825,
od 8 żeber, dla których ´ H" Dw/4.4 = 0.364 i 12 żebrach ´ H" Dw/5.2
D = ´,
Dw = 1.6 [m],
po 1.6
grz = A Å"(D - rw )Å" C + c = 0.45 Å" 0.364 Å" + 0.0025 = 0.0201 [m]
grz= 0.021 [m]
po = 1.6[MPa],
kr Å" z 138.0
kr= 138.0 [MPa],
1.6
c = 0.0025 [m].
grz = 0.45 Å" 0.364 Å" + 0.0025 = 0.0219 [m] z otworem
grz= 0.022 [m]
138.0 Å" 0.825
Dla dna o 12 żebrach ´ H" Dw/3.9 = 0.308 [m]
1.6
grz = 0.45 Å" 0.308Å" + 0.0025 = 0.0174[m]
138.0
grz= 0.018 [m]
1.6
grz = 0.45 Å" 0.308Å" + 0.0025 = 0.0189 [m] z otworem
grz= 0.019 [m]
138.0 Å" 0.825
5.5. Analiza wyników i wybór dna dla zbiornika zamkniętego
Dla poziomego zbiornika zamkniętego, bez zdejmowanej pokrywy, w
grz = 0.021 [m]
(bez otworu), przypadku konieczności zastosowania den płaskich, powinny to być dna
grz = 0.022 [m] wzmocnione 8 lub 12 żebrami (Rys.IX).
(z otworem) Dla dna z 8-ma żebrami bez otworów należy je wyciąć z blachy
grz= 0.018 [m] kwasoodpornej o grubości g = 0.021 [m], sprzedawanej w arkuszach 1.7x1.8
(bez otworu), [m] wg. PN-86/H-92138 (Mat.Pom. [2.2]), a dla dna z otworami blachÄ™ o gd = 0.021 [m]
grz = 0.019 [m] grubości g = 0.022 [m] i wykonać we własnym zakresie (o ile zakład
gd = 0.022 [m]
(z otworem). dysponuje odpowiednim warsztatem i parkiem maszynowym).
Jeszcze lepszym rozwiązaniem jest zdecydować się na dno stalowe
płaskie z 12 żebrami skośnymi odmiany BP 1600/18 zgodne z PN-65/2222- grz= 0.018 [m]
04 i wówczas grubość blachy wyniesie: grz= 0.018 [m] (bez otworów) lub grz
grz= 0.019 [m]
= 0.019 [m] (z otworem)
Literatura (zamieścić na końcu części pisemnej projektu)
[8] Urząd Dozoru Technicznego, Warunki techniczne dozoru technicznego, Urządzenia ciśnieniowe, Obliczenia
wytrzymałościowe, DT-UC-90/WO-O, Wydawnictwo Poligraficzne Bydgoszcz 1991.
25