Statické výpočty, rizika, degradace potrubí provozem
Časový harmonogram kurzu:
Středa
19. června 2024
08,30 Prezence účastníků, ranní káva
09,00 Zahájení kurzu, organizační pokyny
09,10 I. přednáškový blok
11,00 Coffee break
11,15 II. přednáškový blok
13,00 Oběd
14,00 III. přednáškový blok
17,00 Závěr prvního dne kurzu
18,00 Společná večeře
Čtvrtek
20. června 2024
09,00 IV. přednáškový blok
11,00 Coffee break
11,15 II. přednáškový blok
13,00 Závěr kurzu. diskuze, předání osvědčení
13,30 Oběd
Osnova kurzu:
Program kurzu je doplněn o nové aktuální kapitoly které jsou označeny podtržením.
Teoretický všeobecný základ
Skořepiny, membránový a momentový stav napjatosti, Laplaceova rovnice pro válcový, kuželový anuloidový a kulový útvar, Lamého vzorec, součinitel tlaku pro tvarovky, Bourdonův jev, tenkostěnné potrubí a základní vzorce, charakteristické číslo, SIF a součinitel poddajnosti, primární a sekundární napětí, shake-down efekt,
Tvorba potrubní třídy
Základní zatížení tlakem a teplotou, složení potrubní třídy, výpočet tloušťky stěny trubky a tvarovky, tlakoteplotní tabulka, přídavky tloušťky stěny trubky, znázornění přídavků, korozně – erozní přídavek, záporná výrobní tolerance, technologický přídavek, komponenty potrubní třídy, materiály potrubí, oceli, litiny, hliník a jeho slitiny, měď a její slitiny, titan a jeho slitiny, slitiny žáruvzdorné a žáropevné, sklo, keramika, beton, normy týkající se uvedených materiálů, příklad vytvoření potrubní třídy. Tvorba PT podle ASME
Kompenzace délkové roztažnosti potrubí
Příčiny nutnosti kompenzace, délková roztažnost potrubí, kompenzace přirozeným tvarem potrubí, U a omega kompenzátory, kompenzace předizolovaného sdruženého bezkanálového potrubí, kompenzátory vlnovcové, ucpávkové, textilní, kompenzátory laterální, axiální, angulární a univerzální, vývojový diagram pro určení trasy potrubí, určení vzdálenosti podpěr, postup výpočtu vzdálenosti podpěr, příklad výpočtu velikosti a ramena kompenzátoru a jeho uložení
Zatížení potrubí a mezní stavy potrubí
Rozdělení zatížení potrubí, vlastní hmotnost tekutiny, potrubí a izolace, klimatická zatížení (vítr, sníh), zatížení uložením potrubí v zemi, pohyby podpěr, hrdel a přípojných bodů, rozdělení zatížení podle provozních podmínek a podle kritérií dovoleného namáhání a stability, rozdělení dynamických zatížení.
Mezní stavy potrubí. Seznam a uspořádání mezních stavů, mezní stavy únosnosti a mezní stavy použitelnosti, mezní stav únosnosti pro potrubí uložené v zemi, pohyby podloží, zatížení nadložím, nepřekročení průhybu při spádování potrubí, nepřekročení posuvu způsobeném tepelnou dilatací, vzpěr potrubí, zvlnění potrubí.
Rizika ve fázi návrhu potrubí (risk based design)
Nebezpečí, ohrožení, riziko, řízení rizika, vypořádání rizika, ochrana do hloubky, bezpečné technické řešení, zbytkové riziko, analýza rizik návrhu potrubí, HAZOP, FMECA, Druhy ohrožení u potrubí: výbuch tlakový, výbuch chemický, únik tekutiny, Mezní stavy a nebezpečí ve fázi návrhu potrubí. Nebezpečí u potrubí: koroze, eroze, creep, únava
Vyhodnocování napětí a jiných mezních stavů únosnosti podle EN 13480-3
Houževnatý materiál, vyhodnocování napětí a pružnostní analýza, napětí od trvalých zatížení, od občasných ev. mimořádných zatížení, vyhodnocení rozkmitu napětí od teplotní dilatace, vyhodnocení napětí od pohybu podpěry, pevnost závislá na čase, tj. odolnost potrubí s krípem, potrubí s korozí a erozí, potrubí s únavovým lomem, potrubí s křehkým lomem, eliminace křehkého lomu podle ČSN EN 13480-2 , křehký materiál, podmínky pevnosti – hypotézy, výpočet dovoleného napětí, vyhodnocování osových a obvodových napětí, křehký lom a ochrana proti němu, koroze a eroze.
Vyhodnocování napětí a jiných mezních stavů únosnosti podle ASME
Seznam ANSI/ASME B31 Code for Pressure Piping. Porovnání vzorců pro výpočet tloušťka stěny. Porovnání výpočtu dovolených napětí B31.1, ASME B31.3 a EN 13480-3. Vyhodnocování napětí od trvalých zatížení, od příležitostných zatížení, od napětí od tepelné roztažnosti. Rozdíly v tlakové zkoušce. Určení SIF a součinitele flexibility podle B31J. Výpočet potrubí pro vodík podle ASME B31.12
Stabilita potrubí
Vzpěr potrubí, zvlnění potrubí, příklady. Stabilita potrubní stěny – boulení stěny, způsobené osovou silou, ohybovým momentem, pod tlakem, jejich kombinace, ztráta stability potrubní stěny nad podpěrou, uvedení uvedených témat v ČSN EN 13 480-3, v ČSN EN 13 445-3.
Únosnost hrdel aparátů a potrubních spojů
Vznik zatížení hrdel, výpočet únosnosti hrdla na klenuté anebo válcové nádobě, průnik dvou válcových těles, smaltovaná a nekovová hrdla aparátů, omezení zatížení hrdla technickými normami, výpočet potrubních spojů, pevnostní výpočet přírubového spoje, těsnostně – pevnostní výpočet přírubového spoje, výpočet svařovaného spoje, uvedení uvedených témat v WCR 107, WCR 297, ČSN EN 13445-3, BS5500, ČSN EN 1591.
Hlavní zásady pro uložení potrubí
Uložení potrubí při kompenzaci délkové roztažnosti, u by-passů a T-kusů, okolo pojišˇovacího ventilu, u rozdělovačů, okolo tlakových nádob s omezením zatížení hrdel, u čerpadel, u turbín a u deskových výměníků. Principy ukládání potrubí v seizmických oblastech.
Speciální nebezpečí u potrubí pod zemí
Navrhování podle ČSN EN 13480-6 a ČSN EN 13941-1, kdy a jak se použije která norma, všeobecné zásady. Nebezpečí způsobená tlakem nadloží a pohyby podloží. Nebezpečí způsobená speciálními druhy koroze, důlková koroze, bludné proudy.
Rizika při provozu potrubí (risk based inspection)
Rizika podle Zákoníku práce, Technická inspekce, technická inspekce na bázi analýzy rizik, Proč je RBI výhodnější. Základní pohromy u potrubí. Ohrožení závislá na chemických vlastnostech a množství tekutiny, ATEX a PED, Ohrožení závislá na ztátě odolnosti materiálu vůči překročení tlaku či teploty, koroze a eroze, únavy a creepu a únikem tekutiny u přírubového spoje.
Výpočet limitních rozměrů vad za provozu potrubí (fitness for service) 1
Napadení plošnou korozí či erozí. Poškození plošnou korozí či erozí na vnější straně oblouku. Napadení důlkovou korozí. Osamocený důlek a blízkost jiných důlků. Maximální pokles podpěry potrubí, pokles kluzné podpěry, pokles pevného bodu, pokles podloží u potrubí v zemi
Výpočet limitních rozměrů vad za provozu potrubí (fitness for service) 2
Získání a zpracování dat pro výpočty limitních velikostí vad. Výpočet limitních rozměrů růstu trhliny lomovou mechanikou. Diagram hodnocení poruch. Kritická velikost trhliny. Zbývající životnost. Únavová degradace materiálu. Únavová křivka. Počet cyklů do poruchy. Degradace materiálu creepem. Definovaní mezí přijatelnosti vad v provozu