K NS
N T
S R
T U
R O
U WAN
A I
N E
E I PR
P O
R JEK
JE T
K O
T WAN
A I
N E
E
AP
A A
P R
A A
R T
A U
T R
U Y
R
Y CH
C E
H M
E ICZ
C N
Z E
N J
E
Konstruowan
a ie aparatury
r polega na wskazaniu odpowiedniego materiału do budowy i nadaniu cech geometrycznych zapewniających możliwie dobrą realizację celu, dla którego konstruowany jest aparat oraz możliwie łatwe wykonanie aparatu.
Projekt
k owanie aparatury polega na zestawianiu całych instalacji technologicznych lub procesowych poprzez dobór odpowiedniego typu aparatów i określenie ich podstawowych parame m trów pracy
(tj. temperatura, ciśnienie, powierzchnia wymiany ciepła) Najczęściej proj
o ek
e tan
a t
n em
e aparatury chemicznej jest inżyni
n er
e rchemik,
Natomiast konstrukt
k ore
r m jest inżynier rmechanik, co pozwala na
najbardziej efektywne wykorzystanie ich wiedzy.
1
P O
R CE
C S
E
S KO
K NS
N T
S R
T U
R O
U WAN
A I
N A
A I PR
P O
R JEK
JE T
K O
T WAN
A I
N A
Pr
P oces konstruowani
n a i projektowania składa się z
następujących etapów:
1.
1 Okreś
e lenie problemu
m , czyli sfor
o mu
m ł
u ow
o an
a i
n e
e pr
p ob
o l
b em
e u
m
u wymagającego
rozwiązania w sposób ogólny, z pomi
m nięciem
m szczegółów.
2.
2 Analiza problemu
m , czyli et
e ap
a ,
p w któr
ó ym
m zde
d f
e ini
n ow
o an
a y
n ogólnie problem roz
o wija
a
się z uwzględnieniem
m szczegółów jego technicznej r ealizacji, specjalnych życzeń użytkownika itd.
3.
3 Poszuki
k wanie rozwiąza
z ń,
ń czyli etap w którym
m groma
m dzi się różne warianty
rozwiązań sformu
m łowanego problemu
m w oparciu o istniejące rozwiązania,
wyniki badań doświadczalnych, własne pomy
m sły itd.
4.
4 Decyz
y ja, czyli etap w którym
m porównuje się opracowane warianty pod
względem
m użytecznośc
ś i, kosztów, łatwości wykonania itd. i wraz z zama
m wiającym
m projekt podejmu
m je się decyzję o
realizacji
5.
5 Dokume
m ntacj
c a, czyli et
e ap
a
p op
o r
p ac
a ow
o an
a i
n a
a pe
p ł
e ne
n j
e do
d k
o um
u e
m n
e tacji technicznej
zawierającej obliczenia procesowe, obliczenia wytrzyma m łośc
ś iowe,
e schema
m ty
instalacji, rysunki złożeniowe i wykonawcze itd.
2
Z G
A AD
A N
D I
N EN
E I
N A
A ZW
Z IĄZ
Ą A
Z N
A E
N
E Z
Z PR
P O
R CE
C S
E E
S M
E
KO
K NS
N T
S R
T U
R O
U WAN
A I
N A
A I PR
P O
R JEK
JE T
K O
T WAN
A I
N A
Rozwiązanie problemu
m projektowego jest wynikiem
m kompromi
m su pomi
m ędzy
często sprzecznym
y i
m przesłankami
m i mo
m tywacjami
m .
Ty
T powy przykład sprze
z cz
c n
z ośc
ś i po
p j
o aw
a ia
a się
ę pr
p zy do
d b
o o
b r
o ze
e ma
m t
a er
e iał
a u
u
konstrukc
k y
c jnego
g .
• ma
m teriał o wysokiej trwałości (stal odporna na korozję, stal stopowa, mi m edź)
podwyższo
z na
a trwałość
wysokie koszty
wyrobu
inwestycyjne drogiego
ma
m teriału
• ma
m teriał ma
m łej trwałości (stal niestopowa)
wysokie koszty
niskie koszty ma
m teriałowe
serwisowania, ograniczona
trwałość wyrobu
3
Z G
A AD
A N
D I
N EN
E I
N A
A ZW
Z IĄZ
Ą A
Z N
A E
N
E Z
Z PR
P O
R CE
C S
E E
S M
E
KO
K NS
N T
S R
T U
R O
U WAN
A I
N A
A I PR
P O
R JEK
JE T
K O
T WAN
A I
N A
A – cd.1
Rozwiązanie problemu projektowego wymaga analizy obejmującej wzajemne powiązanie trzech przesłanek projektowych.
Są to kształt konstrukc
k ji, tworzywo
o konstrukc
k yj
y ne i techn
h o
n l
o og
o i
g a
a wykon
o a
n n
a i
n a.
Kształt aparatu określany jest poprzez obliczenia procesowe, względy wytrzymałościowe oraz praktyczność i łatwość wykonania.
Dobór tworzyw
y a konstrukc
k y
c jnego
g zależy od obszaru założonych warunków pracy urządzenia i związanych z tym obszarem własności fizykochemicznych (tj. wytrzymałość mechaniczna, odporność korozyjna, zmiany własności wraz ze zmianami parametrów pracy urządzenia) oraz od cech technologicznych materiału (łatwość formowania, obróbki, łączenia itp.) Technol
o ogia wykonania musi być przeanalizowana pod kątem możliwości technologicznych uzyskania określonego aparatu z określonego tworzywa konstrukcyjnego. Należy również określić sposób bieżącej obsługi aparatu i okresowych remontów.
4
Z G
A AD
A N
D I
N EN
E I
N A
A ZW
Z IĄZ
Ą A
Z N
A E
N
E Z
Z PR
P O
R CE
C S
E E
S M
E
KO
K NS
N T
S R
T U
R O
U WAN
A I
N A
A I PR
P O
R JEK
JE T
K O
T WAN
A I
N A
A – cd.2
W procesie projektowania występują ogran
a i
n cze
z n
e i
n a
a natury
y formalno – prawnej,
wynikające z przyjętych norm i przepisów oraz zaleceń o charakterze obligatoryjnym.
Ogranicz
c en
e ia forma
m lno – prawne
n są sformalizowanym zbiorem reguł
i doświadczeń techniki, które poprzez narzucenie pewnych ograniczeń upraszczają proces projektowania i czynią produkt bezpieczniejszym dla użytkownika.
a
Ograniczenia konstrukcyjne wynikające z przepisów prawnych (norm) mogą być bardzo różne i mogą dotyczyć zarówno całych konstrukcji (np. wymiennik ciepła), jak i podzespołów (np. króciec, połączenie kołnierzowo – śrubowe) czy poszczególnych elementów (np. dno, kołnierz).
Normy
m mogą obejmować sposób wykonania aparatów czy elementów, zalecanego materiału konstrukcyjnego, wytycznych wykonania obliczeń konstrukcyjnych, sposobu i zakresu badań technicznych itd.
5
N RM
R AL
A I
L ZA
Z C
A JA
C
W Polsce funkcjonują trzy rodzaje norm:
• Polskie Normy (PN)
• Branżowe Normy (BN)
• Zakładowe Normy (ZN)
Polski
k e Normy
m wydawane są przez Polski Komitet Normalizacyjny (PKN) zgodnie z Ustawą o normalizacji z dnia 12 września 2002 roku.
Do końca 1993 roku PN
P były obowiązkowe i stanowiły formę
m przepisów.
Obecnie, zgodnie z ustawą, ich stosowanie jest dobrowolne, a obowiązek ich stosowania może wynikać tylko z ustawy o zamówieniach publicznych.
Treść PN jest chroniona prawem autorskim i może być udostępniona odpłatnie za zgodą PKN.
W zakresie dotyczącym budowy maszyn Polskie Normy zawierają dane techniczne, dane wymiarowe, wytyczne obliczeniowe i projektowe itp.
Stosowanie norm umożliwia ujednolicenie rynku budowy maszyn na skalę krajową i międzynarodową.
6
N RM
R AL
A I
L ZA
Z C
A JA
C
JA cd
Z chwilą przystąpienia Polski do UE Polski Komitet Normalizacyjny rozpoczął
wprowadzanie na rynku polskim norm europejskich oznaczonych symbolem PN
P -EN
E .
PKN uczestniczy również w tworzeniu zharmonizowanych norm europejskich we współpracy z innymi organizacjami normalizacyjnymi (DIN, BSI, AFNOR, itd.) Równolegle do PN funkcjonują Branż
n o
ż w
o e
w
e Normy
m określające najbardziej
charakterystyczne dla danej branży i dostępne w produkcji rozwiązania techniczne, wymi
m ary eleme
m ntów, ma
m teriały, itp.
Od 1.06.2007 roku PKN zaprzestał wydawania norm BN, które są stopniowo zastępowane Polskimi Normami.
Zakładowe
e Normy
m są bardzo zawężone w stosunku do dwóch poprzednich grup i określają dane techniczne produktów i sposobów wytwarzania danego zakładu produkcyjnego. Jednocześnie muszą być zgodne z aktualnymi Polskimi Normami i Branżowymi Normami.
7
U Z
R Ą
Z D
Ą
D DO
D ZO
Z RU
R
U TE
T C
E H
C N
H I
N CZ
C N
Z E
N G
E O
Poza Normami przepisy prawne mają wpływ na proces konstruowania i projektowania poprzez Ustawę i Rozporządzenia PRM o dozorze technicznym.
W aktach tych określone są m.in. zakres i formy dozoru technicznego, rodzaje urządzeń podlegających dozorowi technicznemu oraz zakres działania i organy Urzędu
u Dozoru
r Techni
n czn
z ego
o (UDT)
T
Przepisy i wytyczne UDT wkraczają w zakres projektowania i wytwarzania aparatury
y procesowej w zakresie:
• opracowania konstrukcji i technologi jej wykonania,
• określenia parametrów obliczeniowych i sposobu prowadzenia obliczeń wytrzymałościowych,
• doboru materiału przeznaczonego do budowy lub naprawy aparatury
• wykonania aparatury i jej elementów,
• zakresu badań technicznych oceniających użyteczność aparatury,
• rodzaju dokumentacji poświadczającej prawidłowość wykonania aparatu lub jego elementów
• warunków odbioru technicznego wykonanej aparatury i dozoru nad prawidłowością eksploatacji
8
P DS
D U
S M
U OWAN
A I
N E
E ZA
Z G
A AD
A N
D I
N EŃ
E
Ń ZW
Z IĄZ
Ą A
Z N
A Y
N C
Y H
C
H
Z
Z KO
K NS
N T
S R
T U
R O
U WAN
A I
N EM
E I PR
P O
R JEK
JE T
K O
T WAN
A I
N EM
E
Projektant (konstruktor) prowadząc proces projektowania (konstruowania) musi korzystać równocześnie z kilku różnych obszarów wiedzy:
• inżyni
n erir proces
e ow
o ej, do określenia typu aparatu, jego kształtu i wymiarów
• inżyni
n erir materiałowej, do wyboru rodzaju tworzywa konstrukcyj
y nego i ma
m teriałów pomo
m cniczych
c
• technologi , do określenia sposobu wykonania (obróbki) i łączenia elementów
• mechaniki
k (teori wytrzym
y a
m łośc
ś i
c ), do wyznaczenia stanu naprężeń
w elementach
• przepi
p sów norma
m tywno
n – prawny
n ch
c , do prawnego usankcjonowania
opracowanego projektu (konstrukcji)
9