Bài giảng Cơ sở thiết kế, chế tạo thiết bị hóa chất - Lý Ngọc Minh

132 trang phuongnguyen 40

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ sở thiết kế, chế tạo thiết bị hóa chất - Lý Ngọc Minh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_co_so_thiet_ke_che_tao_thiet_bi_hoa_chat_ly_ngoc_m.pdf

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở thiết kế, chế tạo thiết bị hóa chất - Lý Ngọc Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ HÓA CHẤT GV: LÝ NGỌC MINH VAØI NEÙT VEÀGIAÛNG VIEÂN ° Hoïvaøteân: LyùNgoïcMinh, Mr.; Sinhnamê : 1961 taïiThaùiBình ° Quùatrìnhhoïctaäpchuyeânmoân: ° Ñaïihoïcchuyenâ ngaønhMaùylaïnhvaøThieátbòNhieät-ÑHBK Haønoäi(1979-1984). ° Cao hoïccoângngheämoâitröôøng-VieänMT vaøTN -ÑHQG Tp. HCM (2002-2005). ° NCS chuyeânngaønhsöûduïngvaøbaûoveäTNMT -VieänMT vaøTN -ÑHQG Tp. HCM (2005- 2010) ° Tunghieäpveàquaûnlyùnanê glöôïngdo UNDP toåchöùctaïiSingapore, quaûnlyùgiaùoduïcdo SEAMEO-VOCTECH toåchöùctaïiBrunei, thöïctaäpsinhveàchuyeångiaocoângngheämaùyvaø thieátbòhoaùchaát-daàukhído AFD toåchöùctaïiAnh, Phaùp ° Quùatrìnhconâ gtaùc: l Kyõ söquaûnlyùTB nhieätvaøTB coângngheä–NM ñöôøngLa Ngaø–BoäCNTP (1985-1988); l Kyõ söquaûnlyùTB nhieätvaøTB conâ gngheä–Conâ gtrìnhmôûroängNM giaáy; PhoùquaûnñoácPX ñoänglöïc-Conâ gtygiaáyTanâ mai–BoäCNn(1988-1991); l TröôûngPhanâ ban ThanhtraKTAT phíaNam -TT ñaêngkieåmNoàihôivaøTBAL BoäCNn (1991-1994); l PGÑKyõthuaätvaøchaátlöôïng-TT kieåmñònhKTAT Coângnghieäp2 -Cuïcan toaønvaømoâi tröôøngCoângnghieäp-BoäCN (1994 –2005); l Gæangvieânchính; chuûnhieämboämonâ maùyvaøthieátbòconâ gnghieäp; phoùtröôûngkhoacoâng ngheäHoùahoïc; phoùVieäntröôûngVieänKHCN vaøQuaûnlyùmoâitröôøng-TröôøngÑHCN TP.HCM. ° Sinhhoaïthoïcthuaät: ° UVBCH TW -HoäiKHKT NhieätVieätNam khoùaVI (2008-2013) ° UVBCH TW -HoäiKHKT an toaøn–veäsinhlaoñoängVieätNam khoùaII (2010-2015) ° Gæangvieânkiemâ chöùcveàBHLÑcuûaCoângñoaønCoângthöôngViệtNam, chuyenâ giatövaàn veàAT-VSLÑdo ILO taøitrôïvaøVCCI-HCM thöïchieäntrongcaùcdoanhnghieäpvöøavaønhoû. ° Baùocaùokhoahoïctaïinhieàuhoäithaûo, hoäinghòkhoahoïctrongnöôùcvaøquoácteáveàQT vaøTB coângngheähoaù–thöïcphaåm, an toaøn, moâitrường, nanê glöôïng, vaøquaûnlyùgiaùoduïc. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
PHÂN BỐ CHƯƠNG TRÌNH TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) Tàiliệuhọctập: p Thờigianhọc: 2 TC. p [1]. Hồ LêViên (1978). Tínhtoánchi tiếtcơbảncủathiếtbị p Lý thuyết: 15 tiết. hóachất. NXB KhoahọcvàKỹthuật. HàNội. p Hướngdẫnlàmtiểuluậnvàgiải đápthắcmắc: 15 tiết. p [2]. LýNgọcMinh (2009). Cơ sở thiếtkếchế tạothiêtbịcông p Kiểmtra: nghệ sảnxuấtvàmôitrường. NXB KhoahọcvàKỹthuật. HàNội. n KT giữakỳ: trắcnghiệm Tàiliệuthamkhảo: n TLMH: Nộpfile word. Power point p [3]. NguyễnMinh Tuyển (1985).Tínhtoánmáyvàthiếtbịhóa n KT cuốikỳ: trắcnghiệm chất(T1 & T2). NXB KhoaHọcvàKỹThuậtHàNội p [4]. SỔ TAY QUÁTRÌNH VÀTHIẾT BỊ CÔNG NGHỆ HÓA CHẤT-(1999). NXB KHOA HỌC & KỸ THUẬT HÀNỘI. p [5]. LêCôngDưỡng. Vậtliệuhọc. NXB ĐHQG HàNội. 1986. p [6]. Cácsáchvềănmònvàbảovệkimloại, sứcbềnvậtliệu, đo lườngvà điềukhiểntựđộng, quátrìnhvàthiếtbịcôngnghệ sản xuất PHƯƠNG PHÁP HỌC p Diễngiảng. p Đàmthoại. p Làmbàitậpnhóm. p Thuyếttrình. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ MÔI TRƯỜNG Lý NgọcMinh, M.Eng 1 CHƯƠNG I NỘI DUNG 1.1. Nhiệt độ làmviệcvànhiệt độ tínhtoán 1.2. Ápsuấtlàmviệc, ápsuấttínhtoán, ápsuất gọivàápsuấtthử. 1.3. Ứngsuấtchophép 1.4. Hệ số hiệuchỉnh 1.5. Hệ số bềnmốihàn 1.6. Hệ số bổ sung bề dàytínhtóan LýNgọcMinh, M.Eng 3 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Lý NgọcMinh, M.Eng 4 LýNgọcMinh, M.Eng 5 LýNgọcMinh, M.Eng 6 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Lý NgọcMinh, M.Eng 7 LýNgọcMinh, M.Eng 8 LýNgọcMinh, M.Eng 9 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Case study: Côngnghệ sảnxuấtNH3 Đặc điểm: Amoniac là khí không màu, có mùi mạnh gây ngạt thở, nhẹ hơn không khí, d = 0,597; điểm chảy: -77,70C; điểm sôi: -33,350C. Nhiệt độ tự bốc cháy: 6510C. Amoniac dễ hoà tan trong nước; ở nhiệt độ và áp suất thường, 1 lít nước hoà tan được 750 lít khí Amoniac. Ứng dụng: n Dùng làm nguyên liệu sản xuất phân đạm, acid nitric, xoda và nhiều hợp chất khác. n Dùng làm môi chất lạnh. Lý NgọcMinh, M.Eng 10 2. Chu trình tổng hợp Amoniac: q Nguyên liệutổnghợp: 1. Nitơ từ khôngkhí 2. Hydro từ gas tự nhiên q Điềukiệnphản ứng: Xúctác: Fe , nhiệt độ: 4500C Ápsuất: 200 atmosphere q Làphản ứngthuậnnghịch, nênnitơ phản ứng vớihydro để tạoamoniac, vàamoniaccũngphân hủytạothànhnitơ vàhydro. N2 + 3 H2 ♦ 2 NH3 Mâm đựng xúctácFe 2. Máynén 3. Mâmchuyểnhóa 200 atmosphe 450°C 1.Cáckhí N2 vàH2 đượctrộn đều khôngphản vàlàmsạch ứng đượctái N H NH sử dụng 2 2 3 4. Buồnglàm lạnh N H 2 2 NHLýNg3 đọcónMingh, tMhùng.Eng 12 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.3. Yêu cầu đối với các thiết bị hóa chất n Thiết bị phải có các yêu cầu sau: – năng suất cao, – bền, – tiện dụng, – an toàn và mang lại hiệu quả kinh tế lớn. n Thiết bị phải được kết cấu hợp lý, đồng thời phải chú trọng đến cơ tính của chúng như là độ bền, độ cứng, độ ổn định, độ kín và tuổi thọ cao. Lý NgọcMinh, M.Eng 13 1.3. Yêu cầu đối với các thiết bị hóa chất n Vấn đề tự động hóa: – khống chế chế độ làm việc, – thao tác đơn giản và giảm sức lao động và – tăng năng suất, chất lượng sản phẩm. n Khi thiết kế cần gắn thêm các thiết bị đo lường kiểm tra vào thiết bị chính. n Tiêu chuẩn đặc trưng cho mức độ hợp lý của thiết bị: – tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật; – năng suất thiết bị; – hệ số tiêu tốn đối với một đơn vị sản phẩm, – năng suất thiết bị, – chi phí vận hành vàLýgiNgọácMthinhà, Mnh.Engsản phẩm. 14 1.1. Nhiệt độ làm việc và nhiệt độ tính toán a. Nhiệt độ làm việc là nhiệt độ của mội trường trong thiết bị (bảo quản, chuyên chở môi chất hoặc thực hiện quá trình công nghệ ) b. Nhiệt độ tính toán: • Khi nhiệt độ của môi trường bé hơn 250oC thì lấy bằng nhiệt độ lớn nhất của môi trường đang thực hiện quá trình. • Khi nhiệt độ bằng và lớn hơn 250oC hoặc đun nóng bằng điện thì lấy nhiệt độ của các chi tiết này bằng nhiệt độ của môi trường tiếp xúc với các chi tiết đó cộng thêm 50oC. • Nếu thiết bị có bọc lớp cách nhiệt thì lấy nhiệt độ tính toán bằng nhiệt độ ở bề mặt lớp cách nhiệt cộng thêm 20oC. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.2. Áp suất làm việc, áp suất tính toán, áp suất gọi và áp suất thử Ápsuấtlàmviệclàápsuấtcủamôichấttrongthiếtbị (do điềukiệntồntrữ, bảoquản, chuyênchở hoặcsinhrakhi thựchiệncácquátrìnhcôngnghệ, khôngkểápsuấttăngtức thời(khoảng10% ápsuấtlàmviệc) ở trongthiếtbị. Ápsuấttínhtoánlàápsuấtcủamôichấttrongthiết bị, đượcdùnglàmsốliệu để tínhthiếtbịtheo độ bềnvà độ ổn định(ápsuấtbêntrongkýhiệulàptvàápsuấtbênngoài kýhiệulàpn). Lý NgọcMinh, M.Eng 16 Nếuápsuấtthủytĩnhcủathiếtbị(cóchứachấtlỏng): •bằng5% ápsuấttínhtoánthìbỏqua, •nếulớnhơn5% ápsuấttínhtoánthìápsuấttínhtoán ở đáycủathiếtbịđượcxác địnhtheocôngthứcsau: p=pm+gH´´ρll Trong đó: 2 pm làápsuấtlàmviệccủamôichấttrongTB, N/m g làgiatốctrọngtrường, m/s2 3 ρl làkhốilượngriêngcủachấtlỏng, kg/m Hl làchiềucaocộtchấtlỏng, m. LýNgọcMinh, M.Eng 17 Lý NgọcMinh, M.Eng 18 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Bảng 1-1. Áp suất tính toán trong thiết bị dùng để chứa và chế biến môi chất có đặc tính cháy, nổ Ápsuấtlàmviệccủamôitrườngpm Ápsuấttính Ápsuất(dư) ở vàpm n toánp vàpn van an toànpxp N/mm2 Khôngcóápsuấtdư: 0,01 - -Vớidung tíchthiếtbịbéhơn30m3 -Vớidung tíchthiếtbịlớnhơnhoặc 0,005 - bằng30m3 Béhơn0,05 0,06 pm + 0,3 Từ 0,05 đến0,07 0,1 pm + 0,04 1,2 pm nhưng Lớnhơn0,07 ÷0,3 khôngbéhơn pm + 0,05 0,3 Lớnhơn0,3 ÷6,0 1,15 pm 1,2 pm Lớnhơn6,0 Lý NgọcMinh, M.Eng 1,1 pm19 Bảng 1-2. Áp suất tính toán tối thiểu trong thiết bị dùng để chế biến và chứa một số chất khí Ápsuấttínhtoánp Cácchấtkhí 2 hoặc pn, N/mm Hydro NhómC3(propan, propylenv.v ) 1,8 cacbon NhómC4(butan, butylen, đivinyl, izobutan, izobutylenv.v ) 0,6 NhómC5(izopren, pentan) 0,3 Amoniac 1,6 Freon 12 1,0 Anhyđricsunfurơ 0,8 Metylclo 0,9 LýNgọcMinh, M.Eng 20 Khícacbonic 7,6 Ápsuấtgọi: ápsuấtcựcđạicủamôitrườngchứa trongthiếtbịchophépsửdụng(khôngkểápsuấtthủy tĩnhcủacộtchấtlỏng) ở nhiệt độ củathànhthiếtbịlà 20oC. Bảng 1-3. Giá trị áp suất gọi đối với các thiết bị tiêu chuẩn Áp suất gọi, N/mm2 - - - - - - - - - 0.07 - 0.1 - 0.16(*) 0.2(*) 0.25(*) 0.3 0.4(*) 0.5(*) 0.6 - 0.8 1.0 1.25 1.6 1.2 2.5 3.2 4.0 5.0 6.4 - 8.0 10 12.5 16 20 25 32.5 40 50 63 70 80 100 125 160 - 200 - - - - - - * DùngchocáccLhýNgi tiọcếMtinhlà,mb M.Engằngkimloạimàu 21 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ápsuấtthử: ápsuấtdùng để thửđộ bềnvà độ kíncủathiết bị. Bảng1-4 nêugiátrị ápsuấtthử tiêuchuẩndùng để thử các thiếtbịlàmviệcvớiápsuấtdư. Dạng Áp suất tính 2 chế tạo toánp vàptl; Ápsuấtthử thủylựcptl ; N/mm thiếtbị N/mm2 p éùs20 Hàn 0,07 nhưng< 1,5p ëûéùs nhưngkhôngnhỏ hơn0,3 0,5 s t 20 ≥ 0,5 1,25p ëûéùs nhưngkhôngnhỏ hơnp +0,3 Hàn, rèn t s Khôngphụ 1,5péùs 20 nhưngkhôngnhỏ hơn0,3 Đúc ëû thuộcvàoápsuất s t Chúthích: các đạilượngápsuấtthử thủylựcnêu ởđâykhôngtính đếnáp Lý NgọcMinh, M.Eng 22 suấtthủytĩnhcủacáccộtchấtlỏngtrongthiếtbị 1.3. Ứng suất cho phép Ứng suấtchophéptiêuchuẩntínhbằngN/mm2 (N/m2) phụ thuộcvào độ bềncủavậtliệu ở nhiệt độ tínhtoánvà đượcxác địnhtheomộttrongcáccông thứcdưới đây: σt σ t []σ*= B []σ * = bl nB n bl t * σC * t []σ = [σ ] = σ d nCLýNgọcMinh, M.Eng 23 Bảng 1-5. Việc lựa chọn công thức để xác định ứng suất cho phép tiêu chuẩn của các kim loại cơ bản Nhiệt độ tính Vậtliệu Côngthứcxác định[σ ]* Co Thép ≤ 380 (1 -2) và(1-3) Cacbon ≥ 380 (1-3 ), (1-4) và(1-5)(1) ≤ 420 (1 -2) và(1-3) Hợpkimthấp ≥ 420 (1-3 ), (1-4) và(1-5)(1) ≤ 525 (1 -2) và(1-3) Hợpkimlớpotstenit ≥ 525 (1-3 ), (1-4) và(1-5)(1) Nhôm, đồngvàhợpkimcủachúng (1 -2) và(1-4) Khôngquy định Titan vàhợpkimcủachúng (1-2 ), (1-3) và(1-4) (1) Dùngcôngthức(1-5) khikhôngcósốliệuvềgiớihạnbềnlâu. (2) Theo lasinxkiA,A vàTonchLiýnNgxkọicAM,i nhP , M.Eng 24 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Bảng 1- 6. Giá trị các hệ số an toàn đối với các kim loại cơ bản Thépcacbon, hợpkimthấp, hợpkim, Nhôm, Hợpkimcao, than vàhợpkimcủanó đồngvà Cánvàrèn Đúc hợpkim của Vớiáp Vớiáp Khikiểm Ởđiều Hệ số an chúng toàn suấtdư suấtdư trachất kiệnkhác trongthiết trong lượng bị < 0,5 thiếtbị≥ riêngbiệt N/mm2 0,5 N/mm2 nB 2,6 3,25 3,6 3,5 nc 1,65 1,5 1,85 2,1 - nbl 1,5 1,5 Lý NgọcMinh, M.Eng 25 nd 1,0 - - - Hình1-1.Ứng suấtchophép Hình1-2 Ứngsuấtchophéptiêu tiêuchuẩncủacácloạithép chuẩn đốivớiloạithépchịunhiềuvà chịuaxít. Kýhiệunhư sau: 1-12XM thường đượcdung chế tạo và12MX, 2-15XM, 3-X5M, 4- thiếtbị 1-thép CT3, 2-thép X18H10T ; X18H12T; X7H13M3T và 10, 3-thép20 và20 K, 4- X7H13M2T, 5-OX18H10T và thép09T2C và16CT LýNgọcMOinhX,18 M.HEng12T 26 Các ứngsuấtchophéptiêuchuẩncủacácchi tiếtlàm bằngvậtliệugiòncócác đặctínhbềnkhácnhauvàphụ thuộcvàodạngtảitrọng(kéo, nén, uốn ) đượcxác định theocáccôngthứcdưới đây: t * σ [σ ] = Bn. * * * n n B [τ] =[τ]ea »[σ] t * σB.u []σ u= nB Hệ số an toàncủacácchi tiếtlàmbằngvậtliệugiònchịu tácdụngcủatảitrọngtĩnh đượclấynB=4 ÷5, vớivậtliệu dẻonB≥4. LýNgọcMinh, M.Eng 27 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.4. Hệ số hiệu chỉnh Khitínhkiểmtra độ bềncủacácchi tiếtcủathiếtbị sửdụng ứngsuấtchophépchứ khôngdùng ứngsuất chophéptiêuchuẩn. Côngthứcxác địnhnhư sau: [σ ] = η.[σ ]* Trong đó: η: hệ số hiệuchỉnh, phụ thuộc điềukiệnlàmviêc củathiếtbị, phươngphápchế tạo [σ]* là ứngsuấtchophéptiêuchuẩn, N/mm2 Lý NgọcMinh, M.Eng 28 1.5. Hệ số bền mối hàn Đặctrưngcho độ bềncủamốighéphànso với độ bền củavậtliệucơbản. Giátrị hệ số bềnmốihàncủacác vậtliệuphi kimloạicho ở bảng1-7. Hệ số bềnmốihàn, ϕ h Giápmép Giápmép1 bên Chồng 2 bên Viniplat 0,35 0,5 0,5 Thủytinhthạchanh 0,7 0,9 - Thủytinhhữucơ 0,4 - 0,4 Polyizobutylen 0,75 - 0,75 Polystyrol 0,4 - 0,4 Polyetylen 0,9 - - Lý NgọcMinh, M.Eng 29 Hình 1-3Lý NgCọácMcinhd, Mạ.ngEng mối hàn 30 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.6. Hệ số bổ sung bề dày tính toán Hệ số bổ sung bề dàytínhtoáncủacácchi tiếtC: C = Ca + Cb + Cc + Co •Calàhệsốbổsung do ănmònhóahọccủamôi trườngtrongTB, mm •Cblàhệsốbổsung do bàomòncơhọccủamôi trườngtrongTB, mm •Cclàhệsốbổsung do sailệchkhichế tạo, lắp ráp, mm •Colàhệsốbổsung để quytrònkíchthước, mm. Lý NgọcMinh, M.Eng 31 Hệ số bổ sung bề dày tính toán •Hệsốbổsung Ca phụ thuộcvào đặctính ănmòn củamôitrườngtrongTB vàthờigiansửdụngTB. Thờigiansửdụngthiếtbịhóachấtthườngkhoảng 10 ÷15 năm. Nếulấythờihạnsửdụngthiếtbịlà 10 nămthìcóthể chọnhệsốCanhư sau: •Ca= 0 đốivớivậtliệubềntrongmôitrườngcó độ ănmònkhônglớn0,05 mm/năm. •Ca= 1 mm đốivớivậtliệutiếpxúcvớimôitrường có độănmònlớnhơn, từ 0,05 đến0,1 mm/năm. Nếu độănmònlớnhơn0,1 mm/nămthìcăncứvào thờihạnsửdụngthiếtbịmàxác địnhCachomỗi trườnghợpcụthể. •Ca= 0 nếutadùngvậtliệulótcótínhbềnănmòn hoặcthiếtbịtrángmen. • Lưuý: ănmònbênngoàithiếtbị: Nếuhaiphía củathiếtbịtiếpxúcvớimôitrường ănmònthìhệsố Caphảilấylớnhơn. LýNgọcMinh, M.Eng 32 Hệ số bổ sung bề dày tính toán • ĐốivớiTBHC cóthể bỏ qua hệ số mài mònCb. Chỉ tính đếnhệsốCbkhimôi trườngtrongTB chuyển độngvớivậntốc ≥20m/s (đốivớichấtlỏng) và ≥ 100m/s (đốivớichấtkhí) hoặcmôitrườngchứa nhiềuhạtrắn. •HệsốCcphụ thuộcvàodạngchi tiết, vào côngnghệ chế tạochi tiếtvàthiếtbị. LýNgọcMinh, M.Eng 33 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG II VẬT LIỆU CƠ BẢN CHẾ TẠO THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ MÔI TRƯỜNG Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 1 Phần1: Mởđầu. 1.1. Kháiniệmvậtliệu. 1.2. Vaitròvậtliệu. 1.3. Yêucầuđốivớivậtliệuchế tạothiếtbịhóachất. 1.4. Cáctiêuchuẩnvậtliệu. 1.5. Chọnvậtliệuchế tạothiếtbịhóachất. Phần2: Nhữngvậtliệucơbảnchế tạothiếtbịhóachất. 2.1. Vậtliệukimloại. 2.1.1. Kim loại đen. 2.1.2. Kim loạimàu. 2.2. Vậtliệuphi kimloại. 2.2.1. Ceramic. 2.2.2. Vậtliệuhữucơ. 2.3. Vậtliệucomposit. Phần3: Ứngdụngcácloạivậtliệu. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 2 1.1. Kháiniệmvậtliệu • Vậtliệu là nhữngvậtrắnmàcon ngườisửdụng để chế tạodụngcụ, máymóc, thiếtbị, xâydựngcôngtrìnhvàkể cảthaythế cácbộphậncủacơthể cũngnhư thể hiệncác ý đồ nghệ thuật. • Dựavàocấutrúc–tínhchất đặctrưng, phânrabốnnhóm vậtliệusau: – Vậtliệukimloại – Vậtliệuvôcơvà ceramic – Vậtliệuhữucơvà polime – Vậtliệucomposit. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 3 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.2. Vaitròcủavậtliệu. • VậtliệuKL cóvaitròquyết địnhtrongsự tiếnhóacủa con người. KL vàHK chiếmvịtríchủ đạotrongchế tạo máymóc: phươngtiệnGTVT, máycôngcụ, vũ khí . • Chấtdẻo–polimetừgiữathế kỷ XX đãtrở thành nhómvậtliệumới, đóngvaitròquantrọngvàtỷlệ ngàycàngcaotrong đờisốngvàSX • Vậtliệucompositpháttriểnmạnhtrongnhữngnăm gầnđây, đáp ứngnhucầucaocủachế tạomáyvà thiết bị màbaloạivậtliệukiakhôngcó; đồngthờinhẹ và bền. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 4 1.4. Cáctiêuchuẩnvậtliệu. Mỗinước đều đề ratiêuchuẩnsảnxuấtvàsửdụng vậtliệu, đặcbiệtlàkimloại. Môṭ số tiêuchuẩn: • TiêuchuẩnViệtNam: TCVN, • TiêuchuẩnLiênXô: ΓOCT, • TiêuchuẩnNhậtBản: JIS, • TiêuchuẩnChâuÂu: EN, • TiêuchuẩnAnh: BS, • Tiêuchuẩn Đức: DIN, Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 5 1.5. Chọnvậtliệuchế tạoMTB hóachất • Chọnvậtliệuthíchhợpđể chế tạoMTB hóachấtlànhiệmvụ quantrọngcủangườithiếtkế. • KhichọnVL chúý đếncáctínhchấtcơbản: bềncơlý, bền nhiệt, bềnhóahọc, thànhphầnvàcấutrúcvậtliệu, giáthành vàmứcđộ sẵncó. CáctínhchấttrêncủaVL cóliênhệchặt chẽ vớinhauvàphụ thuộcnhiềuvào điềukiệnlàmviệccủa quátrìnhsảnxuất. Thay đổimộtlượngnhỏ nhữngyếutốtác độngcũngcóthể làmgiảm độ bềncơhọcvàhóahọccủaVL. • Cùngmộthợpkimmà điềukiệngiacôngkhácnhauthìcấu trúccủachúngcũngkhácnhau, vìvậytínhchấtcủachúng cũngkhácnhau. • Khichọnvậtliệuthìtaphảibiết điềukiệnlàmviệc, nhiệt độ, ápsuất, nồng độ và đặc tínhcủamôichấtvàcác điềukiện khác để cóthể chọnvậtliệuhợplý. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 6 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
PHẦN 2: MÔṬ SỐ VẬT LIỆU CƠ BẢN ĐỂ CHẾ TẠO THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ • 2.1. Vậtliệukimloại – 2.1.1. Kim loại đen – 2.1.2. Kim loạimàu • 2.2. Vậtliệuphi kimloại – 2.2.1. Vâṭ liêụ vôcơvà ceramic – 2.2.2. Vậtliệuhữucơ • 2.3. Vậtliệucomposit. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 7 2.1. Vậtliệukimloại. • Sắtnguyênchấthầunhư khôngdùng để chế tạoTB vìdẻovà đắt. Sắtnguyênchấtchỉ đượcdùnglàm vòng đệm ở cácTBCA. • Hợpkimcủasắtvớicacbonlàgang vàthép được dùng để chế tạoTB, có đến85 –90% trọnglượngTB trongcácNMHC làmbằnggang vàthép. • Gang làhợpkimcủasắtvớicacbonvới%C≥2,14%. Gang làvậtliệu đúc đượcdùngkháphổ biến. Trong CN thườngdùngbaloạigang: gang xám, gang cầu, gang dẻo; gang trắngcứng, giòn, khônggiacôngcắt đượcnênhạnchế sử dụng. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 8 2.1. Vậtliệukimloại Gang xám: làhợpkimcủasắtvớicacbonvà cácnguyên tố khácnhư silic, photpho, lưuhuỳnh, mangan. Hàm lượngcáccấutửtronggang xámlà: 3 –3.6 %C, 1.6 – 2.4% Si, 0.5 –1%Mn, 0.8 %P, 0.12%S. Gang xámcó nhữngtínhchấtsau: • Khốilượngriêng ρ = 7000 –7400 kg/m3, • Gang xámcónóngchảy1250 –1280oC, • Nhiệtdung riêngc = 543,4 J/kg.độ, • Hệ số dẫnnhiệt λ = 25,5 –32,5 W/m.độ, • Hệ số nở dài α = 11.10-6 1/độ, • Điệntrở suất0,6 Ω.mm2/m, • Mô đun đànhồiE = (1,15 –1,6) 105 N/mm2. • Gang làvậtliệu đẳnghướng, chịunénlớngấpbốnlần chịukéo. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 9 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2.1. Vậtliệukimloại • Cácnước đánhsốmácgang theogiớihạnbền kéotốithiểu(kG/mm2 hoặcMPa, Mỹ kíhiệu theoPSI). • TCVN 1659-75 qui địnhkíhiệucácloạigang xámlàGX xx-xx, trong đóhainhómsốlầnlượt chỉ giớihạnbềnkéovàgiớihạnbềnuốntối thiểutínhtheokG/mm2 giốngnhư ΓOCT 1412- 70 làCӋxx-xx. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 10 2.1. Vậtliệukimloại • Gang cầu: Làgang xámbiếntính, trong đóngườitachothêmvào nguyêntốmagiehoặchợpkimmagie, do gafit ở dạnghạtcầu nênngườitagọilàgang cầu, đólàdạngthugọnnhấtnênkhông có đầunhọn để tậptrung ứngsuất. Vìvậygang cầuduytrì70 – 90% độ bềncủanềnkimloại. • Giớihạnbềnkéovàgiớihạnchảykhácao, tương đươngvới thépchế tạo. • Độ dẻovà độ daiva đậpcaohơngang xámrấtnhiều. • Cácmácgang cầuvàcôngdụng. • Cácnước đều đánhsốcácmácgang cầutheogiớihạnbềnkéotối thiểutheokG/mm2 (xx) hay MPa(xxx), riêngHoakỳtheoksi(xxx), cũngcókhicònthêmchỉ tiêucơtínhthứ hailàgiớihạnchảytối thiểuvànếucóchỉ tiêuthứ balà độ dãndàitương đối(%). • TiêuchuẩnViệtNam TCVN 1659-75 cóqui địnhkýhiệugang cầu bằngGC xx-xx trong đócácnhómsốlầnlượtlàgiớihạnbềntối thiểu(kG/mm2) và độ dãndàitốithiểu(%) giốngnhư ΓOCT 7393- 70 làBӋxx-xx Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 11 2.1. Vậtliệukimloại • Gang rèn (gang dẻo): Làdạng đặcbiệtcủagrafitcầucó hàmlượngcacbonbé(2,95%), chịu đượcbiếndạnglớn màkhôngbịphávỡ, độ dẫndài3 ÷10%. • Cácnướcthường đánhsốcácmácgang theogiớihạn bềnkéotốithiểuvà độ dãndàitương đối. • TCVN 1659-75 qui địnhkýhiệugang dẻolàGZ xx-xx giốngnhư ΓOCT làKӋxx-xx trong đócặpsốđầuchỉ giới hạnbềnkéotốithiểutínhtheokG/mm2, cặpsốsauchỉ độ dãndàitốithiểu(%). • Nhữngchi tiếtlàmbằnggang dẻophảithỏamãn đồng thờibayêucầu: Hìnhdạngphứctạp, thànhmỏng, chịu va đập. Chỉ cầnkhôngthỏamãnmộttrongbayêucầu trênhoặckhôngthể đượchoặckhôngkinhtế, lúc đóta cóthể chọnloạivậtliệukhácrẻtiềnhơn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 12 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2.1. Vậtliệukimloại • Gang hợpkim: Làgang cóchứacácnguyêntốniken, crom, molipden, silic đượcdùng để chế tạocácthiếtbịhóachất bởivìnóchịu được ănmònhóahọc, chịunhiệtvàchịumài mòn. Trongthựctếthườnggặpcácloạigang hợpkimsau. • Gang nikencóhàmlượngniken đến20% và5 ÷6% đồngchịu đượckiềm ở nhiệt độ cao, chịuH2SO4 vàHCl ở nhiệt độ thường. • Gang cromcóchứa30% cromchịuaxitnitric vàcácmuốicủa nó, axitphotphoric, axetic, cáchợpchấtchứaclo, bềnmàimòn vàchophéplàmviệctớinhiệt độ 12000C. • Gang nhiềusilic(14% trở lên) đượcdùng để chế tạocácthiết bị và đường ốnglàmviệctrongmôitrườngaxitnitric. Tuy nhiênnókhôngchịu đượctácdụngcủacáckhíBr2, Cl2, I2, F2, HCl, SO2. • Nhược điểmlớnnhấtcủagang giàusiliclàgiòn, dễ nứt. Nó thường đượcdùng để chế tạobơm, cácthápvàthiếtbịphản ứng, thiếtbịtrao đổinhiLy Nệgot.c Minh, Senior Lecturer 13 2.1.1.2. Thép • Đâylàvậtliệuquantrọngthứ haisaugang. • Thép đượcsửdụngnhiềuvìcónhiềutínhnăngquínhư: Bền, dai, chịu đượctảitrọng động, cókhả năng đúc, rèn, cán, dập, hàn, dễ cắtgọt. • Tínhchấtcủanóbiến đổiphụ thuộcvàothànhphần, phương phápgiacông, nhiệtluyện. • Hàmlượngcacbontrongthépxấpxỉ1,5%, đốivớithépkếtcấu hàmlượngcacbonkhôngquá0,7%. Nếutănghàmlượngcacbon thìtăng độ cứngnhưnglàmgiảm độ dẻo. Thépkhônggỉthìhàm lượngcacbonbéhơn0,2%, théphànthìnhỏ hơn0,3%. • Tínhchấtthépcacbonvàthéphợpkimthấpnhư sau: – Khốilượngriêng ρ = 7850 kg/m3, – Nhiệtdung riêngc = 0,499 KJ/kg.độ, – Nhiệt độ nóngchảytc= 1400 ÷1500oC, – Hệ số nở dài α = 10-5, – Hệ số dẫnnhiệt λ = 46,5 –58,1 W/m.độ, – Điệntrở suất0,11 –0,13 Ω.mm2/m. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 14 Tiêuchuẩnthép Thépcacbon: • TCVN 1765–75 qui địnhcácmácthépcacbonchất lượngthường để làmcáckếtcấuxâydựng, đượcsử dụng ở trạngtháicungcấp, khôngqua nhiệtluyện, kí hiệu: CT chỉ thépcacbonchấtlượngthườngvớicác chữởsaucùng: – s chỉ thépsôi, – n chỉ thépnửalặng, – nếukhôngcóchữ gìlàthéplặng. • Trongnhómnàylạiqui địnhcóbaphânnhómA, B vàC. – PhânnhómA phânloạicácmácthéptheogiớihạnbềnkéo tốithiểutínhtheo đơnvịkG/mm2-CTxx. – CácphânnhómB vàC về cơ bảnvẫngiữ nguyênkýhiệunhư ở phânnhómA song ở đầukýhiệucóthêmchữ B vàC tương ứng. PhânnhómB khôngqui địnhcơtínhnhưngqui định thànhphầnhóahọc, phânnhómC qui địnhcảcơtínhvà thànhphầnhóahọc.Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 15 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Tiêu chuẩnthép • TCVN 1766-75 qui địnhcácmácthépcacbonchất lượngtốtđểchế tạomáyqua nhiệtluyệnphảiqui địnhcảthànhphầnhóahọclẫncơtính. Cácmácthép đượckíhiệubằngchữ C vàsốphầnvạncacbontrung bình: Cxx. Do chấtlượngtốtnênlượngP vàS nhỏ hơn 0.04% chomỗinguyêntố. • TCVN 1822-76 qui địnhcácmácthépcacbondụngcụ bằngCD vớisốtiếptheochỉ lượngcacbontrungbình tínhtheophầnvạn: CDxx. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 16 2.1.2. Kim loạimàuvàhợpkim Cáckimloạimàunhư đồng, nhôm, niken, titan, chì, tantan đượcsửdụngnhiềutrongCNHC. Độ bềncủa cáckimloạinàyphụ thuộcvào độ tinhkhiết. Cáctạp chấtkimloạilàmgiảm độ bềnhóahọcnhưnglàmtăng độ bềncơhọc. Nhiệt độ chophéptốiđaởthànhthiếtbịlàmbằngkim loạimàunhư sau: • Tantan 1200oC • Niken 500oC • Đồngvàhợpkim đồng 250oC • Nhôm 200oC • Chì 140oC • Thiếtbịhànmềm 120oC Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 17 2.1.2. Kim loạimàuvàhợpkim Nhôm. • Nhômlàkimloạicónhữngtínhnổibật: • Khốilượngriêngnhỏ (2700 kg/m3), nhờ vậymànhôm được ưu tiênsửdụngkhicầngiảmnhẹ tảitrọng, • Tínhchống ănmòncaotrongkhíquyểnnhờ cólớpmàngoxit bámchặtvàobềmặt. Nhờ vậymàkhisửdụngnhômtakhông cầndùngcácbiệnphápbảovệ, • Độdẫnđiện, dẫnnhiệtcao, • Rấtdẻo, dễ kéosợi, dâymỏng, tấm, lá, băng, màng, épthanh , • Nhiệt độ chảythấp(6600C) dễ đúc, nhưnglàmchonhômkhông sử dụng ở nhiệt độ cao, • Độ bền, độ cứngthấp. Hợpkimnhôm. • Để nângcao độ bềncủanhômngườitahợpkimhóanhômbằng cáchchothêmcácnguyêntốkimloạivàtiếnhànhnhiệtluyện, vì vậyhợpkimnhômcóvịtríquantrọngtrongchế tạovàxâydựng. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 18 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồng • Kim loại đồnglàmộtkimloạiquí đượcsửdụng phổ biếntrongcôngnghiệp. Đồngcócáctính chấtsau. • Khốilượngriêng ρ = 8900 kg/m3, • Nhiệtdung riêngc = 388 J/kg.độ, o • Nhiệt độ nóngchảytnc = 1083 C, • Hệ số dẫnnhiệt λ = 38,75 W/m.độ, • Hệ số nở dài α = 1,65.10-5, • Mô đun đànhồiE = 1,08.107 N/cm2, • Điệntrở riêng0,017 Ω.mm2/m. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 19 Đồng • Tínhhàncủađồngkhátốt, nhưngkhihàmlượngtạp chấttănglênthìtínhchấtnàygiảm. • Ở trạngtháinónghay nguộikimloại đồng đềudễgia côngáplực: cán, uốn, dập, kéo. • Đặctínhquínhấtcủakimloại đồnglàtínhdẫnđiện, dẫnnhiệttốtvàbềnởnhiệt độ thấp, vìvậyđồng thường đượcsửdụngtrongnghànhlạnhthâm độ. • Ở nhiệt độ thấp độ dẫn điệncủađồngtăng. Tuynhiên cáctạpchấthòatan vào đồng, đặcbiệtlàFe, P dùvới hàmlượngrấtnhỏ cũnglàmgiảmmạnhtínhdẫnđiện: 0,1%P giảm46%; 0,1%Fe giảm23%. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 20 Chì. • Chì đượcsửdụngnhiềutronglĩnhvựchóachất. Nócó độ bền caovớiaxitsunfuricvàcácmuốisunfatdo tạothànhmàngbảo vệbằngchìsunfat. Vìvậynó đượcdùngnhiềutrongsảnxuất axitsunfuric. Tuynhiênchìcónhược điểmlànặng, mềm, dễ nóngchảy, độ bềnthấp, độccao. • Tínhchấtcủachì: • Khốilượngriêng ρ = 11350 kg/m3, • Nhiệt độ nóngchảytnc= 3270C, • Nhiệtdung riêngc = 129,5 J/kg.độ, • Hệ số dẫnnhiệt λ = 34,8 W/m.độ, • Hệ số nở dài α = 2,9.10-7, • Điệntrở riêng0,22 Ω.mm2/m, • Giớihạnbềnkéo σB= 13 ÷18 N/mm2, • Độ dãndàitương đối δ = 40 ÷50 %, • Độ co ngang Ѱ = 100 %, Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 21 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Niken. • Nikencó độ bềnnhiệt, bền ănmònvàtínhcôngnghệ khátốtnên được dùngnhiềutrongcôngnghệ chế tạothiếtbịhóachất. yêucầuphải dùngnikencó độ tinhkhiếtcao(99,99%). Nikenkhôngbịănmòntrong dung dịchkiềmnóngchảy, trongcácaxithữucơvàtrongnhiềuhợp chấthữucơkhác. • Để chế tạothiếtbị, cáctấmnikencầnđược ủ saochogiớihạnbền khôngbéhơn400 N/mm2, với độ giãndàitương đốikhôngbéhơn 25%. • Hợpkim: 65 ÷70% Ni, 28% Cu, 2.5% Fe, 1.5% Mnchịu đượcxút ở bất cứ nồng độ nào, axitphotphoric, axitFlohydric, nướcbiểnvàchịunhiệt tốt. • TínhchấtcủaNiken: • Khốilượngriêng ρ = 8900 kg/m3, • Nhiệt độ nóngchảytnc= 14520C, • Nhiệtdung riêngc = 418 J/kg.độ, • Hệ số dẫnnhiệt λ = 67,28 W/m.độ, • Hệ số nở dài α = 1,34.10-5, • Điệntrở riêng0,092 Ω.mm2/m. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 22 2.2.1. Ceramic • Ceramic hay vậtliệuvôcơđượctạothànhtừcáchợp chấthóahọcgiữa: • Kim loạivớiákim, • Cácákimvớinhaunhư cacbit, nitrit, oxytcủaBo va Silic. • Vớisựkếthợpdadạngnhư vậylàmchoceramic đa dạngvềthànhphầnhóahọcvàtínhchất. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 23 Gốm • Gốmlàvậtliệunhântạo. Khởi đầukháiniệmgốmdùng để chỉ cácvậtliệuchế tạotừđấtsét, caolanh. Về sau, cùngvớisựphát triểncủakhoahọckỹthuật, kháiniệmnàybaogồmthêmsứ, các vậtliệutrêncơsởoxytvàkhôngphảioxyt. • Gốmngàycàng đượcsửdụngrộngrãitrong đờisốngvàcông nghiệp, tronglĩnhvựchóachấtvàdầukhí Gốmchịuaxit. • Loạigốmnàychịu được ănmònhóahọcnhưnggiòn, dễ vỡ vàcó độ dẫnnhiệtkém. • Nócónhữngtínhchấtsau: – Khốilượngriêng2500 –2700 kg/m3, – Nhiệtdung riêng795 J/kg.độ, – Hệ số nở dài α = 4,5.10-6, – Giớihạnbềnkéo σk= 9,5 –10 N/mm2, – Giớihạnbềnnén σn= 30 –50 N/mm2, • Đượcdùng để chế tạotháphấpthụ, bể chứa, ốngdẫn, lótbên trongthiếtbị. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 24 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Gạchchịulửa. • Vậtliệuchịulửalàloạivậtliệu để xâylắpcáclòluyệnkim, thủy tinh, hơi, nungkimloại, nhiệtluyện vàcácthiếtbịlàmviệc ở nhiệt độ cao, nócóthể chịu đượcnhiệt độ lớnhơn1520oC. Sau đâylàcácloạigạchchịulửathôngthường. • ĐinatvớithànhphầnSiO2 lớnhơn93% đượcsảnxuấtbằng phươngphápthêukếtbột. Gạch Đinatcótínhaxitchịu được nhiệt độ lớnhơn1550oC dùng để xâylòcoke, vòmlòthủytinh, cácvùngnungtronglòtuynen, mộtsốlòluyệnkim. • SamotlàgốmthôAl2O3 –SiO2 vớinguyênliệuchínhlà đấtsét, caolanh. Nócó độ chịulửakhoảng1400oC đượcdùngtronglò nungclinke, khíhóa, hơivàmộtsốlòluyệnkim. • Cao Alumincũngcóthànhphầntươngtựnhư Samotnhưngcó hàmlượngnhômoxytcaohơnnên độ chịulửacũngtốthơn (>16000C), đượcsửdụngvớinhiệt độ caomàSamotkhông đáp ứng được. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 25 Thủytinh • Thủytinhlàvậtliệurẻtiền, thànhphầnchínhlàSiO2. Nócócấutrúcvô định hình, mộtpha, đượcsảnxuấttheocôngnghệ nấuchảyvàtạohìnhbằngkéo, cán, ép, dập, thổi. • TrongCNHC thườngdùngthủytinhborosilicatlàloạithủytinhdựatrêncơsở hệSiO2 –B2O3 –Na2O, SiO2 –Al2O3 –Na2O (alumosilicat), SiO2 –PbO2 – Na2O (chìsilicat). • ThủytinhBo cócáctínhchấtsau: • Khốilượngriêng ρ = 2700 ÷3100 kg/m3, • Nhiệtdung riêngc = 418 ÷1255 J/kg.độ, • Nhiệt độ nóngchảy1000 v 12000C, • Hệ số dẫnnhiệt λ = 0,46 ÷1,16 W/m.độ, • Hệ số nở dài α = 5.0-6, • Giớihạnbềnkéo σB= 50 ÷90 N/mm2, • Giớihạnbềnnén σn= 600 ÷1300 N/mm2, • Mô đun đànhồiE = 62000 N/mm2, • Độ cứngtheothangMooclà6 ÷7, • Hệ số poatxong μ =0,27 ÷0,39. • Do cóhệsốgiãnnởnhiệtnhỏ, bềnnhiệttốt, bềnhóacaonêncácthủytinh borosilicat, Aluminosilicat, Aluminoborosilicat đượcdùnglàmcácdụngcụTN. Thủytinhchìsilicatcóchỉ số khúcxạcaolàmthủytinhquanghọcvàphalê. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 26 2.3. VậtliệuComposit • Vậtliệucompositlàloạivậtliệukếthợptừnhiềuvật liệuthànhphần, khácnhauvềtổchức, tínhchất, không hòatan hoặctan ítvàonhau, kếthợplạinhờ cácgiải phápthiếtkế. • Tínhchấtcủacompositphụ thuộctínhchấtcủacác thànhphầntạonênnóvà độ bềnliênkếtgiữachúng. • Dựatheo đặc điểmhìnhhọcmàcácthànhphầntrong vậtliệucomposit đượcphânthànhnềnvàcốt, trong đó: • Nềnlàphaliêntụctrongtoànbộthể tíchkhốicomposit. Nềncóthể làkimloại, hợpkim, vậtliệuhữucơ, gốm, vậtliệucacbonvàcácloạivậtliệukhác. • Cốtlàphầngián đoạn, phânbốtrongnền. Cóbaloại cốt: Cốtsợi, cốthạt, cốttấm. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 27 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2.3. VậtliệuComposit Compositnềnnhômcốtsợicacbon. • Sợicacbonkémsợibovềmô đun đànhồi, độ bền, nhưngnhẹ hơnvànhiệt độ nóngchảycaohơn. • Compositnềnnhômcốtsợicacbonnhẹ vàrẻhơncompositnền nhômsợibo. Tuygiátrị độ bềnnhỏ hơnnhưng độ bềnriêngcủa compositnềnnhômcốtsợicacbonso vớicompositnềnnhôm cốtsợibokhôngchênhbaonhiêu, lầnlượtlà42 và45 km. • Côngnghệ chế tạocompositcốtsợicacbontương đốiphứctạp do sự tươngtáccủasợicacbonvớinềnnhômkhámạnh ở nhiệt độ cao. Mộttrongnhữngphươngánchế tạoloạicompositnày làkéonhanhchùmsợicacbon đã đượcxửlýqua bể nhômlỏng. • Do cơ tínhcủasợicacbonbiến đổitrongmộtchặngrộngphụ thuộcvàoquátrìnhgrafithóa, nêncácsảnphẩmcompositnền nhômcốtsợicacboncũngcómộtkhoảngbiếnthiênrấtrộngvề chấtlượng, đặcbiệtlàcácchỉ tiêucơtính. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 28 2.3. VậtliệuComposit Ứngdụngvậtliệucompositnềnkimloại. • Compositcónhiều ưuviệt, đặcbiệtlà độ bềnriêngvàmô đun đànhồilớn. Mộtsốcompositcó độ bềnnóngcao, khả nănglàm việc ở nhiệt độ caothờigiandài. Nhược điểmcủacompositlàgiá thànhcao, côngnghệ phứctạp. Tuynhiênnhược điểmnàysẽ đượckhắcphụcdầncùngvớisựtiếnbộcủakhoahọckỹthuật. • Do tínhchất đặcbiệt, compositnềnkimloại đượcsửdụngtrong nhiềulĩnhvựcvàtrở thànhvậtliệukhôngthể thaythế. Composit nềnnhômcốtsợibo đượcsửdụngtrongnghànhhàngkhôngvà vũ trụ. Trongnghànhcôngnghiệphóachất, vớicácthiếtbịphải chịuápsuấtcao, nhiệt độ lớn, cácmôitrường ănmònmạnhthì cácvậtliệucomposit đangdầnthaythế cácvậtliệutruyền thống. • Lĩnhvựcápdụngvậtliệucompositnềnkimloạiliêntụcmởrộng. Ngoàiviệccảithiệntínhnăngcủanhiềuchi tiết, kếtcấuquan trọng, sử dụngcompositcònlàmgiảmtảitrọngkhoảng20 –30%. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 29 Vậtliệucompozitlàloạivật liệunhiềupha, màcácpha khôngtan vàonhauvàcó tínhchấtlàtínhchấtkết hợpcủacácpha đó. Tính chấtkếthợpnàycó được khikếthợphaihay nhiều loạivậtliệutruyềnthống vàthu đượctínhchấthoàn toàn mới mà vật liệu truyềnthốngthànhphần khôngcó. Thườnggồmhai Gỗ dán: Bộtgỗ+ Nhựa phalàphacốtvàphanền. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
6.Vật liệucomposit Chế tạo ốngdẫn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 31 6.Vật liệucomposit ưu điểm: Nhẹ nhưngcứng. Chịuva đập, uốndẻotốt. Kôngrỉsét, chống ănmòn. Chịu đượcthờitiết, chốngtiatửngoại, chốnglãohóa.Khả năngchịunhiệt, chịulạnhtốt, chống cháycao, đượcsửdụngnhiềutrong điệncơ, trongkho lạnh, trongcứuhỏa. Chịu đượcma sát, cường độ lực vànhiệt độ rấtcao, đặcbiệtlàcompozitsợicacbon như: vỏ máybay, bể phóngtênlửa. Cókhả nănghấp thusóng điệntử, khôngthấmnước, không độchại. Dễ dàngbảotrìsửachữachi phíthấp. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 32 6.Vật liệucomposit Ứng dụng Vật liệu compozit do cónhững ưu điểm nổi bật lànhẹ, chịu va đập tốt, chống cháy tốt, chịu lạnh tốt, uốn dẻo tốt, chống ăn mòn cao nên được sử dụng nhiều trong điện cơ, điện lạnh, trong cứu hỏa, để chế tạo tàu, xuồng, bồn chứa hóa chất, vỏ máy bay, bệ phóng tên lửa Ống dẫn xăng dầu composite cao cấp 3 lớp (Sử dụng công nghệ cuốn ướt của Nga vàcác tiêu chuấn sản xuất ống dẫn xăng, dầu). Ống dẫn nước sạch, nước thô, nước nguồn composite (hay còn gọi là ống nhựa cốt sợi thủy tinh); Sảnphẩmnhư: tàu, xuồng, bồnchứahóachất, vậtliệutrongcốngngănmặnthoátnước Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 33 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
6.Vật liệucomposit Ống dẫn nước thải, dẫn hóa chất composite. Ống thủy nông, ống dẫn nước nguồn qua vùng nước ngậm mặn, nhiễm phèn; Vỏ bọccácloạibồnbể, thùngchứahàng, mặtbànghế, trangtrínộithất, tấmpanellcomposite; Hệ thống ống thoátrácnhàcaotầng; Hệ thốngsứcách điện, sứ polymer, sứ cilicon, sứ epoxy cácloạisứchuỗi, sứđỡ, sứ cầugiao, sứ trongcácbộthiếtbịđiện, chốngsét, cầu chì; Lốpxeô tô, xemáy, xe đạp; Vỏ tầuthuyền composite Thùngráccôngcộng. Môhình đồ chơitrẻ em. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 34 PHẦN IV: KẾT LUẬN • Chọnvậtliệu để chế tạocácthiếtbịsảnxuấtlàmột nhiệmvụquantrọngcủaquátrìnhsảnxuất, đặcbiệtlà côngnghiệphóachất. • Chọnvậtliệutrêncơsởcác điềukiệnlàmviệc: nhiệt độ, ápsuất, thờigian • Các đặctínhcủavậtliệunhư giáthành, độ khan hiếm, độ cứng, độ bền, độ daiva đập để cóthể chọn được vậtliệuthíchhợp. • Khôngcóloạivậtliệunào đáp ứng đầy đủ cácyêucầu nênphảidựavàonhững điềukiệncơbảnđể chọnvật liệu, còncác điềukiệnkháccóthể bỏ qua. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 35 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KhoacôngnghêHoá họcvà Môitrường CHƯƠNG III ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU ĐẾN CẤU TẠO THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 1 1.các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim n Đasố thiếtbịsảnxuất, đặcbiệt là sảnxuấthoá chất, đượclàmbằngthépkhônggỉbởimôitrường bêntrongthiếtbịcó đặctính: n ănmòn, n làmviệc ở nhiệt độ caovàápsuấtcao. n Cấutạothiếtbịhànlàmbằngthépkhônggỉso với thiếtbịlàmbằngthépcacbonthườngcó đặc điểm khácnhaudo cácnguyênnhânsau: Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 2 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim n Cầngiữ tổ chứcaustenitvàthànhphầnhóahọc củathép ở mốihànmộtthờigian đểđảmbảobền ănmònvàcơtính. Do tínhchấtvậtlýkhácnhau củahailoạithépnày. n Đốivớithéphợpkimphảigianhiệt đồng đều, khônggianhiệtlâu ở mộtchỗ vìsẽlàmcháycác nguyêntốkhônggỉ(kể cả titan vàniobi) vàlàm giảmtínhbềnănmònhóahọccủanó. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 3 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Ghépchi tiếtlạivớinhaubằngmốihàn(hànchồng, hàngiápmép, hànvuônggóc ) thìbềdàyvậtliệu củahaichi tiếtphảibằngnhau để sựđốtnóng được đồng đều ở cả haiphần. Khihànhaichi tiếtcóchiềudàykhácnhauthìphải vátbớtchiềudàycủachi tiếtdàyhơnsaocho ở chỗ mốihànhaichi tiếtcóchiềudàybằngnhau. Độ nghiêng ởđoạnvátchuyểntiếpchọnkhoảng0,25 ÷ 0.20. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 4 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình1.1 Hàn đầumúttrụcrỗng: a) đúng b) sai Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 5 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình1.2 Hàncánhlêntrục: a) đúngb) sai Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 6 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Khihànthânthiếtbịmỏngvớivỉốngdàyhoặcvới mặtbíchdày, cần phảikhoétlỗtrênvỉống(hoặc mặtbích) như hình1.3a. Phươngpháphànnhư hình1.3b khôngnêndùng. Phươngpháphàn để ghépthânthiếtbịvớivỉống trìnhbày ở hình 1.4 có nhiều ưu điểm. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 7 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình1.3 Hànthânmỏngvớivỉốngdày a) khoéthailỗb) khôngkhoétlỗ Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 8 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình1.4 Hànthânmỏngvớivớivỉdàyghépmép. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 9 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hànhaichi tiếtcóbềdày khác nhau phải có vòng trunggiancóbềdàyphùhợp vớihaichi tiết đó(hình1.5). Phươngpháptốtnhất để hàn thânthiếtbịmỏngvớivỉống dàytrìnhbày ở hình1.6. Lỗ khoét ở vỉốngcóbánkính không đượcbéhơn1,5 lần Hình1.5 Hànhaichi tiếtcóbề bềdàythânthiếtbị. dàykhácnhaunhờ vòngtrunggian Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 10 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình1.6 Hànthânthiếtbịmỏng vớivỉốngdày Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 11 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình 1.7 trìnhbày cáchhànmặtbíchvới thânTB. Cònhàn đáy (hoặchànnắp) với thânTB giớithiệu ở hình1.8. Cácmốihàn khôngnêntậptrung gầnnhaumàkhoảng cáchgiữacácmốihàn Hình1.7 Hànmặtbíchvớithânthiếtbị nên lấy lớn hơn a) đúngb) sai 50mm (hình1.9) Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 12 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình1.8 Hàn đáy( nắp) vớithânthiếtbị Hình1.9 Hàncácgântăngcứng a) đúngb) sai a) đúngb) sai Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 13 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Théphợpkimcrom-niken đắtnênchỉ dùng để chế tạocácchi tiếttiếpxúcvớimôitrường ănmònhoặc ở nhiệt độ cao, ápsuấtlớn, còncácchi tiếtkhông tiếpxúcvớimôitrường ănmònthìlàmbằngthép thường(mặtbích, taytreo, chân đỡ). CónhiềucáchghépthânTB làmbằngthéphợpkim vớimặtbíchlàmbằngthépthường, như lồngtựdo mặtbíchlênthânTB đã đượcuốnmép(hình 1.12a), hoặchànvớithânmộtvòng đỡ rồilồngmặt bíchlênvòng đỡ này(hình1.12b) Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 14 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình1.12 Lắpmặtbíchbằngthépthườngvàothânthiếtbịlàm bằngthéphợpkim: a) uốnmépthân b) hànvòng đỡ Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 15 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Trongchế tạothiếtbịCN hay gặptrườnghợphàn chi tiếtbằngthépthườngvớichi tiếtbằngthéphợp kim. Trườnghợpnàycóthể hàn đượcnếunhư nhiệt độ nóngchảycủathépthườngvàthéphợp kimkhôngkhácnhaunhiều. Tronglúchàn, cáckim loạibịnóngchảyvàxảyrasựchuyểndịchvà khuếchtáncácnguyêntốhợpkimvàothépcacbon gâyrasựbiến đổidầndầnthànhphầnvàtínhchất củakimloại ở khuvựchàn, mốihàn đó đảmbảo đượccơtính, nhưngtínhchống ănmònbịgiảmvà tổ chứcaustenitbịphávỡ. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 16 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Tránhhàntrựctiếpthépthườngvàothéphợpkim (hình1.14a,b,c,d) như: hànvỏđỡ vớithânthiếtbị bằngthéphợpkim(hình1.14a), hànvỏbọc(hình 1.14b) vàhànthânthiếtbịtrao đổinhiệtvớivỉ ốngnhờ cóvòngtrunggian(hình1.14c). Để hàn taytreobằngthépthườngvàothânthápbằng théphợpkim, cầnhàn đắpvàothânmộtmiếng théphợpkim(hình1.14d). Saukhihànxongcầntẩysạchcácvẩyoxittrên mốihànvàbềmặtđượctẩysạchthì độ bền ăn mòntănglên Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 17 1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình1.13 Tránhhàntrựctiếpthépthườngvàothéphợpkim Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 18 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1.Các thiếtbịlàmbằngthéphợpkim Hình1.14 Dùngchi tiếttrunggiankhihànchi tiếtbằngthép thườngvớichi tiếtbằngthéphợpkim Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 19 2.Cấu tạothiếtbịđồng Đốivớicácmốighépkhôngtháocủathiếtbịđồng thườngdùngcácphươngphápnhư hànthiếc, hàn nhiệt độ caovàtán. Khihànthiếc, dùngcácque hànchì-thiếtIIOC-30, IIOC-40. Hợpkimnàycó12 phầnthiếtvà7 phầnchì. Thiếtbịđồngkhôngcho hàngiápmốimàphảihànchồngbởivì ứngsuất chophépcủamốihànthấphơnứngsuấtchophép củavậtliệu đồng ≈ 7 lần(khihànbằngquehàn IIOC-40); như vậychiềudài đoạnchồngnhaul≈ 7S ( hình1.16). MốihànthiếcdùngquehànIIOC- 40 khôngthể thựchiện ở nhiệt độ lớnhơn1200 vì ở nhiệt độđóđộ bềncủamốihàngiảmxuống nhiều. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 20 2.Cấu tạothiếtbịđồng Hình2.1 Sóng ở trênthânthiếtbịbằng đồng Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 21 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2.Cấu tạothiếtbịđồng Hình2.2 Cáckiểumốihànthiết Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 22 2.Cấu tạothiếtbịđồng Hình2.3 Hàn đoạn ốngnốivàothânthiếtbị Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 23 2.Cấu tạothiếtbịđồng Đồngthaunóngchảy ở nhiệt độ 910OC, cònque hàncứngnóngchảy ở nhiệt độ 840OC. Khi dùng que hàncứngthìchophéphàngấpmépvàlấyhệ số bềncủamốihàn φ= 0,8. Để hàncácchi tiết quantrọngvớiyêucầumốihàncầnphảikín, bền, sạchthìnêndùngque hànbạcchứatừ10÷70% bạc. Trênhình3.19 trìnhbàycáchhàncác ống vàovỉốngbằngmốihànthiếcmềm. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 24 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2.Cấu tạothiếtbịđồng Hình2.5 Hàn ống đồngvàovỉống Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 25 2.Cấu tạothiếtbịđồng Mốihàn đinhtáncóthể dùngchocácthiếtbịbằng thépcũngnhư bằng đồngvàphươngphápnày hiệnnayvẫnđượcdùngrộngrãibởivìmốighép bềnvàtránh đượcbiếndạngcong. Nêntán ở trạngtháinguộivì đồngmềm, nếu đốtnóngrồi mớitánthìvậtliệubịoxyhóa. Cóthể tánmộtdãy hoặchaidãy đinh. Bề dàytốithiểucủatấmvậtliệu đemtánlà3 mm. Trườnghợptấmvậtliệucóbề dàybằnghoặclớnhơn7 mm thìphảitándập. Trênhình2.6 chỉ rõkếtcấucủamốitán. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 26 2.Cấu tạothiếtbịđồng Hình2.6 KếtcấucácmốighépbằngPP tán(thiếtbịđồng) Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 27 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2.Cấu tạothiếtbịđồng Thiếtbịđồngcómốighéptháo đượcthường khônglàmmặtbíchbằng đồngmàlàmbằngthép cacbonthường, cáchghépmặtbíchvàothânthiết bịđồnggiốngnhư thiếtbịbằngthépkhônggỉ. Để giử chomặtbíchkhôngbịxộcxệchkhi tháolắp, làmgân ở thân(hình2.7). Nếubềdàythânmỏng quáthìchomộtphầnthânchìmtheomũđinhtán (hình2.8). Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 28 2.Cấu tạothiếtbịđồng Hình2.7 Uốnsóng ở thânthiếtbị Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 29 2.Cấu tạothiếtbịđồng Hình2.8 Thânchìmtheomũđinhtán. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 30 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
3.Cấutạothiếtbịnhôm Do cơ tínhthấp, dễ chảylỏngvàdễbịoxy hóanênkhi thiếtkếvàchế tạothiếtbịnhôm cầnchúý đếncác đặc điểmriêngcủanó. Cácmốighépkhôngtháo đượccủacácchi tiếtbằngnhômchủ yếulàhànnhưngdo nhômdễbịoxyhóanênkhôngdùnghàn thiếc được. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 31 3.Cấutạothiếtbịnhôm Do nhômcónhiệt độ nóngchảythấp(657oC) và độ nhớtchảylỏngbé nênkếtcấumốihàncũng giốngnhư trườnghợpcủathépkhônggỉ, nghĩalà haichi tiết đanghànphảicóbềdàybằngnhauvà hàngiápmối. Vìnhôm đắthơnthépcacbonvàcó độ bềncơhọc thấpnêncácchi tiếtcủathiếtbịnhư mặtbíchtai treo, chân đỡ đềulàmbằngthépcacbon. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 32 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Trángmen thiếtbịlàmộtquátrìnhtinhvi vàphức tạp, nhưngvìmen cótínhchống ănmònkhácao nênthiếtbịtrángmen đượcdùngnhiềutrongcác nhàmáysảnxuấthóachất, dượcphẩmvàthực phẩm. Chấtlượngcủalớpmen phụ thuộcvàonhiềuyếu tố, trong đóhaiyếutốquantrọngnhấtlàlựachọn đúngvậtliệulàmthiếtbịvàkếtcấuthiếtbịphải hợplý. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 33 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Gang dùng để chế tạothiếtbịtrángmen cần phảibền, cócấutrúcferit, hệ số nở vìnhiệt củamen. Chọnmen cóthànhphần: C=3,35 ÷3,5%; Si=1,4 ÷1,8%; P=0,3 ÷ 0,38%; Mn=0,55 ÷0,65%; S=0,1 ÷0,12% vàcógiớihạnbềnuốn370 ÷400 N/mm2. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 34 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Thépdùng để chế tạothiếtbịtrángmen phảicó hàmlượngcacbonkhônglớnhơn0,12% vàcó độ sạchcao để khôngcóhiệntượngthoátkhítừxỉ bẩnvàolớpmen. Hay dùngthép08 hoặcthépcóthànhphần: C=0,005 ÷0,09%; Mn=0,35 ÷0,4%; P=0,01 ÷ 0,02%; S=0,03 ÷0,04%; Si rấtít. Để lớpmen trángcóchấtlượngcaothìTB phảicó hìnhdáng đơngiản, khôngcó đườnggãygóc đột ngột, khôngcórãnh, khôngcómépsắc, mặttrong TB phảisạch, nhẵn, mốihàn đượcmàinhẵn, giữ đượclớpmen códàybằngnhaukhinung. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 35 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Đunnóngvànungmen phải đều, tránhtạobọt, khinungkhôngchophépgâybiếndạnglớpmen đặcbiệtlàsinhratrạngtháikéodo ứngsuấtnhiệt còndưvàcác ứngsuấtkhác. Độ bềnnhiệtcủalớp men trángchỉở200 ÷250oC. Chấtlượngvà độ đồng đềucủalớpmen trángchỉđược đảmbảokhi giữđượctốcđộđunnóngvàtốcđộ làmnguội thiếtbịbằngnhau. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 36 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
4.Cấu tạothiếtbịtrángmen KhithiếtkếcácphầncủaTB khôngchophépcó chỗ dày, chỗ mỏng. Khókhănlà ở chỗ mặtbích, ở chổ thânthiếtbịliênkếtvớitai treo, vớichân đỡ. Cáchhàntai treovàchân đỡ TB trángmen trình bày ở hình4.1, khôngcótấmtăngcứngvàdùng mốihàn đứt. Nếudùng ống để làmchân đở thìphảihànmột đoạnốngdàikhoảng150 ÷200 mm vàothânTB, sau đómớihànchân đỡ nốivào đoạn ốngnày. Bề dày ốngchân đỡ S1 lấybằngnửabềdàythânTB đãtrángmen S. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 37 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Nguyênnhânchínhxuấthiệnbọtkhítrong lớpmen làcósựthoátkhí ở mốihànnung thiếtbi đãtrángmen (hình4.2). Kếtcấuthiếtbịđúngnguyêntắcđể tráng men đượcthể hiện ở (hình4.3). Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 38 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Hình4.1. Hàntai treovàchân đỡ vớithiếtbịtrángmen. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 39 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Hình4.2 Khuyếttậtcủalớpmen do khíthoátrakhinung. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 40 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Hình4.3 Thiếtbịcócấutạođúng để trángmen. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 41 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen KhihànmặtbíchvàothânTB trángmen thìmối hànmépdướicủabíchvớithânnêndùngmốihàn đứt để khôngkhídễthoátraqua khehở, như vậy tránh đượchiệntượnglớpmen bị phồng(xemhình 4.4a). Kếtcấunhư hình4.4b làkhông đúng, vìchỗ mũi tênchỉ men sẽ bị rộpphồngvìcóbọtkhíxuất hiện, do sự thoátkhí ở khehởgiữathânvàmặt bích. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 42 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Các đoạn ốngnốicó đườngkính đến200 mm thường đượclàmdạnghìnhnónvàchỗ thânTB hànvớiđoạnốngcầnđượcuốn mép, như vậymen sẽ bámchắcvàochỗ nối (hình4.5). Khôngnêncókếtcấudễsinhra ứngsuất mépcụcbộtronggiai đoạnlàmnguộimen, điềunàyrấtnguyhiểm đốivớimen giòn (xemhình4.6). Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 43 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Hình4.4. Hànmặtbíchphẳng: a)đúng;b) sai Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 44 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Hình4.5 Đoạnnốihìnhnónhànvàothânthiếtbịđemtráng men. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 45 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Hình4.6 Cáchghépvỏbọcvớithiếtbịtrángmen: a)đúng;b) vàc)sai. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 46 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Việcdùnggântăngcứngnênhạnchế vìcảntrở sự co ngóttựdo củaTB trángmen ở giai đoạnlàm nguộivadễsinhra ứngsuấtcụcbộ. Mặtbíchcủa cácthiếtbịtrángmen cókếtcấukhácthường. Đễ giảmbớtkhốilượngcủamặtbích đúcvàmặt bíchhàncủaTB trángmen cầnkếtcấusaocho chúngcóbềdàybằngnhau(hình4.6a) đốivới thiếtbịđúc. Đốivớimặtbíchhànnhư hình4.6b. Đặc điểmcủabíchghéplàdùngnhiềubulông đườngkínhnhỏ (từ 12 đến16 mm) nêngiảm được khoảngcáchgiữavòng đệmvàvòngtâmbulông, tứclàgiảmmômenuốntácdụnglênmặtbích. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 47 4.Cấu tạothiếtbịtrángmen Bề dàylớpđệmchọnlớnhơn3 ÷4 lầnso với đệm củathiếtbịkhôngtrángmen. Vậtliệulàmlớpđệm chọnloạimềmvídụnhư caosu,polyêtylen.Đốivới thiếtbịtrángmen dùngmặtbíchtựdo làthíchhợp nhất. Saukhinung,thiếtbịtrángmen cóthể bị biến dạng, điềunàykhócóthể tránh được,tuynhiênkhi thiếtkế,kếtcấuthiếtbịphảicóbiệnphápdựphòng khắcphụchiệntượngnày. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 48 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Chế tạocácchi tiếttừcáctấmchấtdẻođãcósẵn khôngphứctạplắm,nhưngcũngcóloạivậtliệu dẻotrongquátrìnhchế tạogiacôngphảicầnđến gianhiệtvớinhiệt độ khoảng800 ÷1500C. Các chi tiết đượcchế tạotừbộtépdẻocầnđảmbảo cácyêucầusau: Chấtlượngvậtliệu đemép đống chất,khônglẫncácchấtlạ; tiêuhaoítnguyênliệu đemép; Dễ tháosảnphẩmrakhỏikhuônvàlõi; Ít phảisửachữacắt,gọtsảnphẩm. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 49 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Đểđạtcácyêucầuđãnêu, cần chúý cácyếutốsau: 1.Bề dàythànhcủasảnphẩmkhôngquálớn, bề dàylớn khôngnhữngtốnnhiềunguyênliệumàcònlàmtăngthời giangiữ sảnphẩmtrongkhuôn; bề dàythànhtốtnhấtlà 2 ÷4mm,vàcốgắnglàmchochi tiếtcóbềdàybằng nhau. Trườnghợpchi tiếtcóchỗ dàymỏngthìphảilàm đoạnchuyểntiếp để thay đổichiềudàytừtừ. 2.Cácgócnhọntrênthànhsảnphẩmthườngdễbịnứtvà sinhra ứngsuấttậptrung. Để tránhhiệntượng đócần phảilàmgóclượn ở cácchổ chuyểntiếp. 3.Đốivớicácchi tiếtlớnnênlàmgân để tiếtkiệmvậtliệu và để tăngcứng. Làmgânthìgiảm đượcchiềudàycủa thành(hình5.3). Nênlấybềdàygânbằngbềdàycủa thành, chỗ gântiếpgiápvớithànhcầnđượclượntròn. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 50 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.2 Bánkínhcongcủavậtđúcbằngchấtdẻo. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 51 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.3 Tăngbềdàythành ở góclượn Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 52 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.4 thaychi tiếtlớnđặcbằnggân: a)Đúng; b) sai. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 53 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Độ nghiêngcủathànhvậtphẩmhướngtheo chiềuép để dể tháonóra khỏikhuônvàdễ tháolõira khỏivậtphẩm. Tốtnhấtlàchọn độ nghiêng1:100. Gócnghiêng ở thànhbêntronglàmlớnhơn gócnghiêng ở thànhbênngoài(hình5.4 và hình5.5) Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 54 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.6 Làmthànhnghiêng đễ dễ giacông: a)Đúng;b) sai Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 55 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Để tăng độ cứng và tránh cong vênh,cầnthay đáyphẳngbằng đáylõm hoặc đáycầu. Chi tiếtcóthànhcaothì nênlàm đáylõm Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 56 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.7 cáckiểu đáycủachi tiết đúcbằngchấtdẻo Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 57 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép 5. Mépchi tiếtkhôngnênlàmmỏngquádễbị sứtvàcũngkhôngquádày vì phávỡnguyêntắc cầncóbềdàybằngnhau(hình5.7). Chi tiếtcần tăng độ cứngthì ở mépcóthể dàyhơn(hình 5.7b). Đốivớichi tiếtcầncóvành đỡđể lắpbulôngthì không đúcliềncảvànhmàchỉđúcvành đỡ riêng biệt ở cácvịtrícólắpbulông(hình5.8). Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 58 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.8 Cácdạngmépchi tiết: a) vàb) đúng; c) vàd) sai Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 59 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.9 Cấutạovành đỡ riêngbiệt: a) đúng; b) sai. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 60 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.10 Cácdạnglỗ Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 61 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép 6. Lỗởcácchi tiếtépcầnphảilàmtrướckhi ép,tuyệt đốikhông đượcdùihoặckhoanlỗtrên thànhchi tiết. Khi épnên để lạimàngmỏng ở lỗ sau đódùihoặckhoanthủng. Lỗ xuyênthủng thẳng đứngcóthể ép đếnchiềudàiL ≤ 10 lần đườngkínhlỗ,cònchiềudàilỗtịt(lỗ khôngxuyên thủng) lấyL ≤ 7.5 lần đườngkính. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 62 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvật liệuép ChiềudàilỗtịtlệchtâmlấyL ≤ 2 lần đường kính.Nếucầncóchiềudàilỗlớnthìlỗđược cấutạonhưởhình3.38 theoquanhệ: T = D; K = 0.75 D Nếulỗcó đườngkínhhai đầukhôngbằng nhauthìcầncólỗchuyểntiếpdạnghình nónvớiđộ nghiêng1:50. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 63 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép 7.Tránhkhoétbêntrongvìlàmkhuônép thêmphứctạpvàgiảmnăngsuấtép. Làm nắptheokiểuhình5.10a) đơngiảnhơnso vớikiểunắphình5.10b. Hình5.11 môtả sựkhoétlỗởthànhbêncủachi tiết. Để tránhviệckhoétbêntrong, thườnglàmhai nửa(hình5.12a vàb). Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 64 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.11 Cácdạngnắp a) Đúng; b) sai Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 65 5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép Hình5.12 Khoétlỗởthànhbênvậtphẩm a) đúng; b) sai Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 66 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
5.cấu tạocácchi tiếtbằngvậtliệuép 8. Khi đườngkínhrenlớnhơn5 mm thìtạoren trongquátrìnhép. Hay dùngrenbướcngắn. Để cho đầumútrenkhôngbịgãykhivặnvítcầnđể cáchmépchi tiếtmộtđoạn. Nếuvítbằngkimloại thìcầnépbạckimloại đãlàmrenvàochi tiết chấtdẻovàsaunàyvặnvítvàobạckimloại đó. Lý NgọcMinh, Senior Lecturer 67 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG IV ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO ĐẾN CẤU TẠO THIẾT BỊ Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 1 Cơ sở lýthuyết n Kháiquát Tínhchấtcôngnghệ củavậtliệuquyết địnhphương phápgiacông, vídụthiếtbịhoặcchi tiếtbằnggang thìdùngphươngpháp đúc, thiếtbịhoặcchi tiếtbằng thépcũngcóthểđúcnhưngphầnnhiềudùngphương pháphàn, cắt, uốn, dập Ứngvớimỗiphươngpháp giacôngkhácnhaucácthiếtbịhoặccácchi tiếtsẽcó hìnhdạngkhácnhau, mặcdùchúngcùngthựchiện mộtquátrìnhcôngnghệ như nhau. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 2 Kháiquát Cụmchi tiếtghép ốngvàovỉống. a) thiếtbịbằngthép; b) thiếtbịbằnggang. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 3 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Kháiquát Đốivớithiếtbịbằngthépngườitahànvỉốngvới thân, còncác ống đượcnongvàovỉ. Đốivớithiếtbị bằnggang, vỉống đượckẹpchặtgiữahaimặtbích củathânbằngbulông, cònlắpốngvỉvàovỉốngnhờ êcu. Cùngmộtloạivậtliệunhưngphưongphápchế tạokhácnhaudẫnđếncấutạothiếtbịcũngkhác nhau, vídụnhư ghép đáyvàothânthiếtbịbằng đinh tánvàbằngmốihàn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 4 Kháiquát Mốighéptánvàhàn đáyvớithân. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 5 Kháiquát Kếtcấubằngmốihànthìthiếtbịnhẹ hơnso với dùng đinhtán. Như vậy, ngườithiếtkếphảibiếtcác phươngphápkhácnhau để chế tạothiếtbịvàphải tính đếnkhả năngthựchiệncũngnhư những điểm hạnchế củaphươngphápgiacông đó, ởđâychỉ xét đếncácthiếtbịlàmbằngvậtliệuthépvàgang. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 6 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Đúclàmộttrongnhữngphươngphápchủ yếu để chế tạothiếtbịvàcácchi tiếtcủanó. Trong lĩnhvựcchế tạocácmáyvàthiếtbịhòachấtcó rấtnhiềuchi tiết được đúcbằnggang, bằngthép hoặcbằngcáckimloạimàu(đồng, nhôm ), đồngthời đúclàphươngpháp đơngiản để chế tạocácchi tiếtcóhìnhdạngphứctạp. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 7 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Cấutạođúnglà điềukiện đầutiên để làmra đượcchi tiếttốtvàgiảmbớtphế phẩmkhi đúc. Khithiếtkếvật phẩm đúccầnchúý đếncáctínhchấtcủavậtliệu, mẫu chế tạo đơngiản, dễ làmkhuônvàdễgiacôngcơsau khi đúc đồngthờichúý đếný nghĩakinhtếcủasản phẩm. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 8 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Cơ tínhcủasảnphẩm đúcbằnggang, théphoặc cáchợpkimkháckhôngnhữngchỉ phụ thuộc vàothànhphầnhóahọccủanguyênliệumàcòn phụ thuộcvàotổchứckimtương, vàotốcđộ làmnguộisảnphẩm.Cầnphảicấutạosaocho sảnphẩmcóchiềudày đềunhau để cótốcđộ làmnguộinhư nhaunhằm đạt đượccấutrúc giốngnhau. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 9 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Tốc độ làmnguộiphụ thuộcvàotỉsốgiữa chuvi vàtiếtdiệnngangcủasảnphẩm. Nếubêntrongthànhsảnphẩmcógân hoặctấmngăncóbềdàylàS1, cònchiều dàythànhcủasảnphẩmlàS thihai đại lượngnàyphảiphùhợpvớiquanhệnhư sau: S1 = (0,7 ¸ 0,8) S Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 10 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Nếusảnphẩmcóbềdàykhông đềunhauD thisinhra cácnhược điểmnhư: sinhra ứngsuấtnhiệt, làmnứt cụcbộhoặclàmcong vênhsảnphẩm. Trênhìnhdưới chỉ rõ ốngcóbềdàykhông đềunhau, chỗ dàysẽđóng cứngchậmhơnchỗ mỏng, kimloại ở chỗ mỏng đóng cứngtrướclàmchokíchthước ống ở phíadàybịngắn lạilàmcho ốngbịcong. Nếu độ chênhlệchbềdàyrất lớnthì ứngsuấtnhiệtcòndưsẽlớnhơngiớihạnbền củavậtliệudẫnđến ốngsẽbịnứtvỡkhi để nguội. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 11 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Sự biếndạngsaukhi để nguộicủaốngcóbềdày không đềunhau Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 12 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc •Lựachọnbềdàythành Khicấutạomộtvậtđúccầnsaochovậtđócó bề dàybénhấtnhưngvẫnđảmbảođược điều kiệnbền. Nhưngbềdàybénhấtcủavậtđúc trướckhigiacôngcơđượcquyết địnhbởiđộ nóngchảycủanguyênliệu, bởikhả năng điền đầykhuônvà độ lớncủavậtđúc. Bề dàybé nhấtcủavậtđúctrongkhuôncátcho ở bảng Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 13 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Bề dàybénhấtcủavậtđúckhi đúctrongkhuôncát Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 14 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Khi đúctrongkhuônkimloạithìbềdàyvậtđúccó thể béhơncácgiátrị cho ở bảngtrên, nhưngcần chúý làbềdàyvậtđúckhông đượcnhỏ hơntrị số tínhtóan. Cóthể dùng đồ thịởhìnhdưới để xác địnhbềdàythànhvậtđúckhi đúctrongkhuôncát. Trụctungcủađồ thị làchiềudàycủavậtđúcS tínhbằngmm. Trụchoànhlàkíchthướcdanh nghĩaN củavậtđúctínhbằngm. ĐạilượngN đượcxác địnhnhư sau: 2l++bh Nm= , 3 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 15 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Trong đó: l: làchiềudàivậtđúc, m b: làchiềurộngvậtđúc, m h: làchiều cao vật đúc, m Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 16 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Đồ thịđể xác địnhbềdàythànhvậtđúc Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 17 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Nếutính đượcN > 8 m thìbềdàythànhvậtđúcbằng gang không đượclấybéhơn30mm, cònvậtđúcbằng thépkhông đượclấybềdàythànhbéhơn10mm. Nếutăngbềdàythànhcủavậtđúcbằnggang lớnhơn 30mm thì độ bềncủanóbắtđầugiảm, vìkhi đó độ xốp rỗngvàcáchạtgraphittănglên. Khôngnên đúcthiết bị bằnggang cóbềdàythànhlớnhơn50-60mm. Đối vớivậtđúcbằngthépcóthểđúcdàyhơnbởivìsau đó tacóthể làmtăng độ bềnchonóbằngcáchrèn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 18 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Để giảmtrọnglượngvàtăng độ bền, độ cứng củathiếtbịmàkhôngmuốntăngbềdàythìlàm thêmgânhoặccócấutạodạnghộp, như vậytải trọng đượcphânbốđềutrênmộtthể tíchlớn củavậtliệu. Kếtcấuvậtđúccógânthìdễrót đầyvàdễlàmnguộihơnso vớidạnghộpvà điềunàythíchhợpvớivậtđúcbằngthép. Mặt khác, cấutạodạnghộpthìcứnghơn, hìnhdạng đềuhơnnênthíchhợpvớivậtđúcbằnggang Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 19 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Vật đúcdạnghộpvàcógân Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 20 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc n Nốitiếpcácphần Thiếtbịhóachấtthườngcócấutạophứctạp nênthựctếkhôngthể giữđượcnguyêntắc chiềudàythànhbằngnhau. Cácphầncủathiết bị chịutác độngcủatảitrọngkhácnhaunên chiềudàycácphầncũngkhácnhau. Chỗ tiếp giápcácphầncóbềdàykhácnhauphảibiến đổi từ từđể dễ tỏanhiệt, tránh được ứngsuấtdưvà cácsaisótkhác. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 21 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Chỗ tiếpgiáphaithànhvuônggócnhaucầnphải lượntròn, cònchỗ tiếpgiáphaiphầncóchiều dàykhácnhauphảicó đọanchuyểntiếpbiến đổichiềudàytừtừ Nốitiếphaithànhcủavậtđúc a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 22 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Khôngnênlàmhaiphầncótỉsốbềdàycủachúng lớnhơnhai, tứclà: S 1 ³ 2 S Nêncó đọanchuyểntiếpgiữahaiphầncóbềdày khácnhau, đọanchuyểntiếpcó độ nghiêngtheo quanhệsau: S - S 1 = 0,25 ¸ 0,20 l Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 23 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc S Nếu 1 < 2thìchỗ tiếpgiápcủahaiphầnphảicó bánkSínhcong r (hìnhb) hoặcvừacóbánkính cong vừacó đoạnchuyểntiếp(hìnhc). Cấutạođoạnchuyểntiếpgiữahaithànhcóchiềudàykhácnhau Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 24 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 25 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc n Gân vàchỗ tiếpgiápbathành Dọctheobềmặttiếpxúccủaphầndàyvàphần mỏngcầnlàmgân để phầndàytỏanhiệtnhanh và để tăngcứng, đồngthờitảitrọngphânbố đềulêntòanbộthể tíchvậtliệu. Chiềudàygân bênngòai ở chỗ nótiếpgiápvớithânlấytừ0,7 đến0,9 chiềudàybénhấtcủathànhngoàivật đúc, tínhbằngmm. Chiềucaogânkhôngnên lấylớnhơntừ5 đến6 lầnchiềudàythân Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 26 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Gân đúc a) lõm; b) thẳng; c) thẳngdàira đếnmép Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 27 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Hìnhdạngcủagânnên đơngiản. Gânlõmchịulựctốt nhưnghay làmgânthẳngvì đơngiản. Khônglàmgân dàiratậnmépvìkhógiacôngcácbướctiếptheo. Gang chịunéntốthơnchịukéonênvậtđúcbằnggang thườngbốtrígân ở phíachịunén, vídụcácthiếtbị làmviệcchịuápsuấttrongthìbốtrígân ở nắpnhư hình1.10a, cònthiếtbịlàmviệcchịuápsuấtngoàithì bố trígân ở nắpnhư hình1.10b. Bố trígânnhư vậy tránh đượcmômenuốn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 28 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Cáchbốtrígân ở trênnắpbằnggang Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 29 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Việc đặtgânkhông đúngvịtríthườnggâynêncácsai hỏng. Vídụđặtgânhướngtâmtrêncácnắplớnthì tăng được độ cứngcủanắpnhưngsẽcảntrở sự co ngót tự do khilàmnguội, như vậysinhra ứngsuấtvàtạo vếtnứt. Ở cácbánh đai, vôlăngvàtayvan bố trínan hoacủachúngtheotiếptuyếnhoặchìnhnón để tăng tính đànhồi Tayvan cónanhoabốtrítheohìnhnón Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 30 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Bố trígântheohìnhchữ thậpítthuậnlợihơnso vớihìnhchữ T hoặcchữ V. Nếucầnphảibốtrí gântheohìnhchữ thậpthìphảicóvònggânphụ để tránhsựtíchtụkimloại Ghépgânhìnhchữ thậpnhờ vònggânphụ Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 31 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Để kiểmtra độđều đặn ở chỗ cácgântiếpxúc nhautavẽcácvòngtrònnộitiếp. Đườngkính cácvòngtrònnộitiếpkhácnhaucàngítthìkết cấugâncàngtốt. Tỉ số các đườngkínhphải thỏamãn điềukiện: D £ 1.2 d Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 32 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Kiểmtracấutạogân đúcbằngcáchvẽvòngtròn a) tốt; b) xấu Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 33 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Làmlỗởtrêngân Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 34 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Để giảm ứngsuấtvàsựtíchtụkimloạikhi đúc gân ở bêntrongthiếtbịthìkhôngnên đúcânsát tậngốc, nghĩalà ở chỗ tiếpgiápba đườngcần để lỗ trốngvớichiềungangcủalỗkhông được ¸ béhơn30-50mm Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 35 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc n Gờ tăngcứngméplỗ Ở vật đúccólỗmà đườngkínhlỗlớmhơn 50mm thìcầnlàmgờtăngcứngméplỗ. Gờ lỗ hướngrangòaidễđúchơngờlỗhướngvào tronghoặccảhaiphía đềucógờ. Bề dàycủa gờkhông đượclớnhơn(0,5-0,6) bề dàythành vật đúc. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 36 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Bề dàycủagờkhông đượclớnhơn(0,5-0,6) bề dàythànhvậtđúc. Lỗ hìnhchữ nhậthoặchình vuôngcầncógóclượnthíchhợp, nếubánkính lượngbéquáthìdễsinhra ứngsuấttậptrungvà khichịutác độngcủatảitrọng đổidấuthì ở bốn góclỗxuấthiệncácvếtnứt Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 37 Cấutạothiếtbịbằngphươngpháp đúc Gờ tăngcứngméplỗ a) tăngcứngphíangòai Tạogóclượnméplỗhình b) tăngcứngphíatrong chữ nhật c) tăngcứngcảhaiphía a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 38 Cấutạothiếtbịhàn Trongquátrìnhthiếtkếthiếtbịhàn, ngườithiếtkếcần phảiquyết địnhphươngpháphàn, chọnkiểumốihàn, cáchchuẩnbịmépvàhoànchỉnhmốihàn đểđảmbảo chấtlượngcủakếtcấu. Việclựachọnphươngpháphànphụ thuộcvàovậtliệu đemhàn, kíchthướchìnhhọccủachúng(bề dàyvà đườngkính), trangthiếtbịcủanhàmáychế tạo. Ở các nhàmáychế tạoTBHC thườngdùngcácphươngpháp hàn: hàntay, hànbántựđộngvàhànhồquang điện dướilớpthuốc. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 39 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịhàn Tùythuộcvàovịtrícủatấmvậtliệuvào phươngpháphàn để chọnkiểuhàn. Thường dùng3 kiểuhànlàhàngiápmối, hànvuônggóc vàhànchồng, đốivớithiếtbịhóachấtphổ biến nhấtlàkiểuhànchồng. Cáchchuẩnbịméptấmvậtliệutrướckhihàn phụ thuộcvàochiềudàytấmvậtliệuvàphương pháphàn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 40 Cấutạothiếtbịhàn Cáchchuẩnbịmép để hàn tayhồquangphụ thuộc vàochiềudàytấmvậtliệu Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 41 Cấutạothiếtbịhàn Nếuhàntayhồquang điệnthìchuẩnbịmép nhưởhìnhtrên Ưu điểmcủaphươngpháphàndướilớpthuốc làcóthể hàn1 phíahoặc2 phíamàkhôngcần phảivátmép(hìnha), nhờ vậymàgiảm được nhiềuthờigianchuẩnbịtrướckhihàn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 42 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịhàn Cáchchuẩnbịmép để hàntựđộngdưới lớpthuốc Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 43 Cấutạothiếtbịhàn Hàntựđộngcóthể hàn1 phía đốivớicáctấmcó bề dày đến25mm, cònhàn2 phíabềdàyphía cóthểđến50mm. Chọnkhehởgiữa2 đầutấml phụ thuộcvàobềdàycủatấmS như sau: Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 44 Cấutạothiếtbịhàn Bề dàytấmkimloại đến8mm thìnênvát1 phía2 đầutấmđể hàn(hìnhb). Bề dàytấmkimloại lớnhơnnữathìvátcả2 mép(hìnhc). Kiểuhàn thể hiện ở hìnhd vàe chỉ dùng đốivớimốihàn ngang. Kíchthướccạnhmốihàn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 45 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịhàn ChiềudàybénhấtcủacạnhmốihànKmin(hìnhtrên) dùngtrongkiểuhànvuônggócvàhànchồngphụ thuộcchiềudàyS củatấmkimloại đemhàn. Quan hệ giữachiềudàyS và đạilượngKmin. S, mm đến4 4 -8 9 -15 16 -25 25 Kmin, mm 3 4 6 8 10 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 46 Cấutạothiếtbịhàn Chiềudàilớnnhấtcủacạnhmốihàn: K £ Smin Trong đó Smin làchiều dày của 1 trong những tấm vật liệu đem hàn mỏng hơn. Chiều dày mối hàn không nên lấy bé hơn 50K để tránh làm giảm độ bền của mối hàn do hàn không thấu ở cuối và đầu mối hàn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 47 Cấutạothiếtbịhàn Khi hàn tự động trường hợp không vát mép để nối thân thiết bị với vỉống (hoặc mặt bích) như ở hình a. Tốt hơn trường hợp cóvát mép như ở hình b. Cũng không cần thiết phải khoét rãnh ở vỉống rồi sau đóhàn vào rãnh khoét đó, khoét như vậy chỉ làm yếu vỉống gây phiền phức cho lúc hàn như ở hình c Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 48 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịhàn Các cách hàn ghép thân với vỉống Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 49 Cấutạothiếtbịhàn Kết cấu của mối hàn phải thật đảm bảo chất lượng của mối hàn. Hàn tự động chỉ thực hiện được ở vị tríhàn nằm ngang vàthấp, đồng thời chỉ thực hiện được khi hàn dọc vàhàn vòng xung quanh thiết bị. Đường kính tối thiểu của thân thiết bị chỉ cho phép hàn tự động ở mặt trong là 600mm, còn hàn mặt ngoài thì đường kính thiết bị 100mm làhàn được. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 50 Cấutạothiếtbịhàn Các tấm hàn giáp mối với nhau cần phải cóbề dày như nhau, trường hợp bề dày 2 tấm khác 20 -25% thìphải có đoạn chuyển tiếp làm thay đổi bề dày từ từ. Độ nghiêng của đoạn chuyển tiếp lấy 1:5 Hai chi tiết đem hàn cần phải đặt cách nhau 1 khe hở để đảm bảo co nở tự do sau khi hàn. Nơi hàn cần phải dễ hàn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 51 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịhàn Hàn giáp mối hai tấm cóbềdày khác nhau Cách bố trívật đem hàn. a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 52 Cấutạothiếtbịhàn Nếu như mối hàn không thể hàn thêm vàsửa sang lại mối hàn, vídụhàn bên trong ống hoặc trong các thiết bị có đường kính bétrong mối hàn ghép ngang thìcóthể đặt vòng đệm lót dưới mối hàn (hình 1.27). Bề dày của vòng đệm lót lấy bằng (0,3 –0,5)S, còn bề rộng của vòng đệm lấy bằng 4S + 5mm, nhưng không được bé hơn 20mm. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 53 Cấutạothiếtbịhàn Mối ghép ngăn cản sự chảy của kim loại hàn a) trong mộng vát; b) cóvòng lót (mối hàn ngang các thiết bị); c) cũng thế đối với ống Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 54 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịhàn Ở hình dưới chỉ rõ cách bố trícác đường hàn dọc và đường hàn ngang trên thân thiết bị. Khoảng cách giữa các đường hàn a không được bé hơn 3 lần bề dày thân hoặc bé hơn 40mm. Không được dùng 1 mối hàn để ghép nhiều chi tiết Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 55 Cấutạothiếtbịhàn Cách bố trícác đường hàn a) sai; b) đúng Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 56 Cấutạothiếtbịhàn Mối hàn dọc không được cắt ngang qua lỗ và qua đoạn ống nối trên thân thiết bị. Phải bố trímối hàn sao cho dễ xem xét, dễ kiểm tra. Ghép không đúng 3 chi tiết bằng 1 mối hàn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 57 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịhàn Các tai treo vàcác chân đỡ không được phủ lên mối hàn. Hình dưới chỉ rõ cách cho phép hàn tai treo qua khu vực mối hàn ngang Kết cấu tai treo cho phép được dùng Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 58 Cấutạothiếtbịhàn Tóm lại cần làm cho ứng suất dư vàbiến dạng dư trong kết cấu mối hàn giảm đến mức thấp nhất. Muốn vậy phải giảm thể tích vật liệu bị đốt nóng, bố trícác mối hàn thích hợp, các mối hàn chồng chập nhau mànên bố trímối hàn phân bố đối xứng theo đường trục. Để giảm ứng suất khi hàn đoạn ống nối với thân thiết bị thìcần phải uốn mép. Có2 cách hàn nối: uốn mép lỗởthân, uốn mép đầu đoạn ống nối. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 59 Cấutạothiếtbịhàn Mặc dùuốn mép đoạn ống nối dễ dàng hơn so với uốn mép lỗở thân, nhưng kiểu ở hình a thông dụng hơn kiểu ở hình b. Thông thường bề dày thân thiết bị lớn hơn bề dày của đoạn ống nối, vìvậy khi uốn mép lỗởthân phải vuốt cho bề dày mỏng dần xấp xỉ bề dày của đoạn ống nối để dễ hàn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 60 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịhàn Các kiểu hàn đoạn ống nối vào thân Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 61 Cấutạothiếtbịhàn Sự biến dạng rất lớn của kim loại trong khi hàn quyết định đến thứ tự các nguyên công chế tạo thiết bị. Vídụkết cấu cócác động tác nông, tán, dập thìnên các động tác đósau khi hàn, hay nói cách khác sự biến dạng vìnhiệt khi hàn dễ làm cho mối ghép không được chắc vàkín. Khi ghép mặt bích với thân cần bố trímối hàn cách xa bề mặt gia công Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 62 Cấutạothiếtbịhàn Sự tách mối hàn khỏi mặt bích Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 63 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Cấutạothiếtbịhàn Kim loại ở mối hàn bao giờ cũng giòn hơn kim loại ở xa mối hàn (hay còn gọi làkim loại cơ sở), vìvậy nếu ở chỗ mối hàn sinh ra ứng suất uốn sẽ làm yếu kết cấu thìphải tránh Cấu tạo xấu dễ sinh ra ứng suất uốn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 64 Cấutạothiếtbịhàn Biện pháp giảm bớt chiều dài mối hàn. a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 65 Cấutạothiếtbịhàn Vìlído kinh tế nên cần giảm bớt số lượng mối hàn đến mức thấp nhất vàcốgắng dùng phối hợp các phương pháp uốn, dập với hàn, phối hợp hàn liền với hàn đúc. Khi hàn các chi tiết bé, vídụ như hàn các gugiong vàcác bản để ghép các chóp ở trong tháp chưng luyện thìtốt nhất làdùng phương pháp hàn tiếp xúc. Như vậy không những giảm bớt chiều dài mối hàn màcòn làm tăng độ chính xác của mối ghép. Hàn các chi tiết với thành thiết bị cóchiều dày từ 50 –300mm nên dùng hồ quang điện dưới lớp xỉ bảo vệ. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 66 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnh hưởng của gia công cơ Hìnhdángphôithiếtkếraphảidểgálắplên máygiacôngcơ. Đôikhingườitaphảilàmgờ chovậtđúc để khi đặtlênmáythìcácgờđólà vị trí để giữ chặtphôi. Cácgờ(vấu) nàycóthể cắtbỏđisaukhi đãgiacôngxong. Cầnchọn đúngmặtchuẩnthôvàtinh để dễđánhdấuvà dễ cặpchi tiếtlênmáy. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 67 Ảnh hưởng của gia công cơ Gờ lồi ở nắp để kẹplênmáy a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 68 Ảnh hưởng của gia công cơ Chỗ nhôcao để giacôngthànhmặtbích. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 69 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnh hưởng của gia công cơ Cầnbốtríhợplýbềmặtgiacông. a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 70 Ảnh hưởng của gia công cơ Hìnhdángvàkíchthướccủaphôiphảisaocho cóbềmặtgiacôngbénhất. Bề mặtcầngiacông cầnphảitáchbiệtvớibềmặtkhônggiacông, ví dụ giacôngmặtbích, hoặclàgiacôngcácbề mặtcócác độ bong khácnhau. Cầnlàmchocácbềmặtgiacôngsong songvới nhauhoặcvuônggócvớinhau. Góccủacácbề mặtgiacôngnênchọnbằng0ohoặc90o, trường hãnhữumớichọn30o, 45o, 60o khôngnênchọn gócngoàitrị sốđó. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 71 Ảnh hưởng của gia công cơ Cáchbốtrímũikhoan Rãnhthoátdaophay a, b) và đ) đúng; c, d) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 72 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnh hưởng của gia công cơ Khigiacôngcơbằngtiện, phaycầnchúý đến rãnhthoátdao. Vídụkhiphaytheochiềutrục thìrãnhthoátdaobằngbánkínhdaophay, còn khiphaythen (chốt) thìrãnhthoátdaobằng đườngkínhdaophay. Giacôngcơbằngkhoanbaogiờ mũikhoan cũngphảivuônggócvớibềmặtvậtthể. Chiều dàicủalỗkhoankhôngnênlấylớnhơntừ6 đến 8 lần đườngkínhmũikhoan. Hìnhdángcủa phôisaochocóchiềudàilỗkhoanngắnnhất. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 73 Ảnh hưởng của gia công cơ Sự giảmchiềudàilỗkhoan a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 74 Ảnh hưởng của gia công cơ Khirenlỗđể bắtgugiông(hoặcvítcấy) thì khôngnênrenhếtmànên để lạimộtđoạn khôngrendàichừngba, bốnvòngren. Cácrãnh ở trongcácchi tiếtcầnthiếtkếsao chodễgiacôngchúngtrênmáytiệnhoặcmáy phay. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 75 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnh hưởng của gia công cơ Cáchlàmren ở tronglỗ a, b) đúng; c) sai. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 76 Ảnh hưởng của gia công cơ Cầnchọndung saivà độ bónggiacôngvừađủ đạtyêucầuđể hạ giàthànhgiacôngthiếtbị. Độ bónggiacôngvàcấpchínhxáccàngcaothì thiếtbịcàng đắttiền Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 77 Ảnhhưởngcủacắtvàuốnđếnhìnhdángchi tiết Chi tiếtcắttừphôitấmraphảicóhìnhdáng đơngiản để cóthể cắtbằngdaovàlượnghao phíbỏđiítnhất. Cầntránhcácgóctrongvàcác gờ lồirabétốtnhấtlàcácgờnày đượchànvào sau. Hìnhdángchi tiếtcắttừphôi tấm a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 78 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnhhưởngcủacắtvàuốnđếnhìnhdángchi tiết Kếtcấugờlồi a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 79 Ảnhhưởngcủacắtvàuốnđếnhìnhdángchi tiết Dùngoxy để cắtthìcóthế cắt đượccácchi tiết hìnhthùphứctạphơnso vớicắtbằngdao. Khi uốnphôitấmthìhay sinhrabiếndạng đànhồi vàbiếndạngdẻo. Bánkínhuốnnhỏ nhấtkhi uốnnguộicácphôitấmphụ thuộcvàobềdàyS, xác địnhtheocôngthứcsau: R = k.S, mm k: hệ số phụ thuộcvậtliệuvàthớ uốn(bảng 1.5) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 80 Ảnhhưởngcủacắtvàuốnđếnhìnhdángchi tiết Hệ số phụ thuộcvàovậtliệuvàthớ uốn Giátrị k khiuốn Vậtliệuphôi Ngangthớ Dọcthớ Thép10, 15 vàCT2 0,5 1,2 Đồngthau 0,5 1,2 Đồngthaumềmvànhôm 0,3 0,5 Đồng 0,25 0,4 Uốnphôitấm Sựuốnống Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 81 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnhhưởngcủacắtvàuốnđếnhìnhdángchi tiết Nếunhư khôngbiếtthớ cánthìchọntrị số k lớn nhất. Khiuốnnguộithườngcóhiệntượngbiến cứngnêncầnphảinhiệtluyện. Bánkínhuốntối thiểucầnthiết để khôngcóhiệntượngbiến cứnglấyR = 20S, do đó đườngkínhthânkhi uốnnguộiD ³ 40S. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 82 Ảnhhưởngcủacắtvàuốnđếnhìnhdángchi tiết Máycuốnbénhấtchophépuốnđượcthânthiết bị có đườngkínhbénhấtlà350-400mm. Nếu thiếtbịcó đườngkínhbéhơn350mm thìdung ông để chế tạo. Bánkínhtốithiểuuốnốngphụ thuộcvào đườngkính, bề dàythành ốngvàphươngpháp uốn. Bánkínhtốithiểu Rmin= D(20k + 0,5) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 83 Ảnhhưởngcủacắtvàuốnđếnhìnhdángchi tiết ThôngthườngS nằmtrongkhoảngtừ0,04D đến 0,1D. Cụ thể cóthể chọnRminkhiuốnống khônghànnhư sau: KhiD 1,2mm lấyRmin= 2D Khi51 1,6mm lấyRmin= 3D Khi73 2mm lấyRmin= 4D Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 84 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnhhưởngcủacắtvàuốnđếnhìnhdángchi tiết Khiuốnốngcómốihàndọctheothớ trunghòa thìlấyRmin= 6D cònmốihàndọcnằmởphía bị kéothìlấyRmin= 9D. Đốivớicác ốnglớnrấtkhóuốnnênngườita làmkhuỷu ốngbằngcáchhàncácmiếngbélại vớinhau. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 85 Ảnhhưởngcủacắtvàuốnđếnhìnhdángchi tiết Cáckhuỷuhàntiêuchuẩn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 86 Ảnhhưởngcủatháolắpđếncấutạothiếtbị Lắpcácthiếtbịhóachấtcóthể thựchiệntheo phươngchiềutrụchoặchướngkính. Khilắp theophươngchiềutrụcthìchi tiếtnàylồngvào chi tiếtkiadọctrục, vídụnhư lắpcác ổ bi liên trục, cònlắptheophươnghướngkínhthìchi tiếtngoàiômlấychi tiếttrong. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 87 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnhhưởngcủatháolắpđếncấutạothiếtbị Phươngpháplắp a) chiềutrục; b) hướngkính Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 88 Ảnhhưởngcủatháolắpđếncấutạothiếtbị Để nângvàdịchchuyểnthiếtbịhoặccácbộ phậnto nặngcầnphảilàmbulôngvòng, làmtai để mócdâycápv.v Cácdạnglắp. a) bulongvòng; b) hàntai; c) đúcvấu. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 89 Ảnhhưởngcủatháolắpđếncấutạothiếtbị Vị trítươnghỗvàcáckíchthướccủacácchi tiếtcần đảmbảosaochodểlắpráp, vídụkhoảngcáchgiữahai đai ốcgầnnhau, hoặckhoảngcáchgiữa đai ốcvà thànhthiếtbịcầnđủ chỗđểđưachìavặnvào. Nếughéphaichi tiếtbằngbulôngmàkhông đủ chỗđể xuyênbulôngqua lỗ thìxẻrãnhtrênbích đểđưa bulôngvào, kiểunàycòncó ưu điểmnữalàlắptháo nhanh, nhược điểmlàlàmmặtbíchbịyếuđi, do đó mặtbíchphảidầyđểđảmbảođủđộ dàyvà đủđộ cứng. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 90 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnhhưởngcủatháolắpđếncấutạothiếtbị Bu lông được đưavàoqua rãnhxẻởmặtbích Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 91 Ảnhhưởngcủatháolắpđếncấutạothiếtbị Khilắpốngvàovỉốngthìcầnphảivátméplỗở trênvỉđể dể dànglắpống. Cấutạohaichi tiết tiếpxúcvớinhauchỉ cầnmộtbềmặt, cácbề mặtliênkếtthừachỉ làmphứctạpcôngviệclắp ráp. Vídụởhìnhb chỗ moayơ tiếpxúcvớivai trụclàbềmặtliênkếtthừa, mànêncấutạonhư ở hìnha. Cấutạonắpép đượclắpbằngvítcấy cầncókhehởđể cóthể tiếptụcvặnchặthơn. Khitháothiếtbịthườngkhókhănhơnkhilắp ráp ở nhàmáychế tạo. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 92 Ảnhhưởngcủatháolắpđếncấutạothiếtbị Lồngmoayơ lêntrụccôn a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 93 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ảnhhưởngcủatháolắpđếncấutạothiếtbị Cáckiểulắpnắpép a) đúng; b) sai Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 94 Phươngpháprèn Ứngdụng æöDn Thântrụ rènlàloạithândàyç÷³1,1 ,dùngchủ èøDt yếu đốivớithiếtbịcóápsuấtdưbêntrong khôngbéhơn10N/mm2. Cácloạithéphợpkim chế tạothânrèncótính ưuviệthơnso vớithép cacbon. Trườnghợpđặcbiệtcóthể dùngthânrènbằng cáckimloạimàuvàhợpkimcủachúng(đồng thau ) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 95 Phươngpháprèn Thânrèncóthể liềnmộtkhốihoặcgồmnhiều đoạnghéplạivớinhaubằnghàn điệndướilớp bảovệ. Phầnlớnthiếtbịrèn được đặt đứng(ít đặtnằmngang). Tránhlàmlỗởtrênthântrụ rèn. Chỉ làmlỗtrongtrườnghợpthậtcầnthiết và đườngkínhlỗkhông đượclớnhơn0,75 bề dàycủathânrènvàcầncóbiệnpháptăngcứng cholỗ. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 96 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Phươngpháprèn Vídụ Tínhtoánthânthiếtbịrènchịuápsuấttrongcó cácthôngsốsau: -Ápsuấtmôitrườngbêntrong: Pt = 10 N/mm2 -To= 400oC -Dt= 500mm, h = 800mm Cácthôngsốkháctựchọn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 97 Phươngpháprèn Chọnthéplàmthânthiếtbịlà: thépX18H10T Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 98 Phươngpháprèn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 99 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Phươngpháprèn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 100 Phươngpháprèn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 101 Kếtluận Phươngphápchế tạo ảnhhưởng đếncấutạocủathiết bị. Ứngvớimỗiphươngphápgiacôngkhácnhau, thiết bị sẽ cóhìnhdạngkhácnhau, mặcdùcùngthựchiện mộtquátrìnhcôngnghệ. Chế tạothiếtbịbằngphươngpháprènthìbềdàythân thiếtbịlớnhơnvàcókhả năngchịu đượcápsuấtcao hơnthânthiếtbịhàn. Phươngpháp đúccóthể chế tạo cácchi tiếtvàthiếtbịcóhìnhdạngphứctạp, phương phápcắtvàuốnchỉ cóthể chế tạocácchi tiết đơngiản. Yếutốthẩmmỹvàkinhtếrấtquantrọngtrongquá trìnhthiếtkếvàchế tạothiếtbịnênchúngtaphảichọn phươngphápchế tạochothíchhợpđể thiếtbịcócấu tạohợplý, íttốnkémvàhoạt độngtốt. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 102 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG V THÂN THIẾT BỊ Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 1 Mở đầu • PhầnlớnthânTB côngnghệ thuộcloạivỏmỏng (trừ TB làmvịêc ở ápsuấtcao), bởivậykhitinh toán áp dụnglýthuyếtvỏmỏng. • Phân lạoi: –Căncứ vàohướng tác động của ápsuất vàothânthiết bị, phânrahai loại: • Thân chịu ápsuấttừ trongra; • Thân chịu ápsuấttừ ngoài vào. –Căncứ hình dángthânthiếtbị, phânra: • Thân hìnhtrụ • Thân hìnhcầu • Thần hìnhhộp • Hìnhdạngkhác Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 2 THÂN HÌNH TRỤ HÀN 1. Thân chịu áp suất trong : •TB chế tạo bằng phương pháp hàn •TB chế tạo bằng phương pháp rèn •TB chế tạo bằng phương pháp đúc •TB chế tạo bằng phương pháp tán rive Trong đó, thân hình trụ hàn là phương pháp phổ biến để chế tạo các thiết bị công nghệ làm việc ở áp suất dư đến 10N/mm2 hoặc ở áp suất khí quyển và chân không. khí quyển và chânLyk Ngohc ôMinhng, Senio. r Lecturer 3 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Chế tạo thân hình trụ bằng cách hàn cần chú ý: - Tổng chiều dài các mối hàn bé nhất, do vậy chọn thép tấm có kích thước (chiềudài, chiều rộng) lớn; - Thân được cuốn theo chiều dài hoặc chiều ngang tấm thép; - Mối hàn dọc hoặc mối hàn ngang cần phải hàn giáp mối. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 4 • Bề dàytốithiểucủa thântrụ S’ đốivớivật pD´ t liệubấtkỳkhi S' = 2[σϕ]´-h p pD´ [σ ] S' = n 5,5£´<ϕh 25 p 2[σϕ]´+h p Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 5 Khi [σ ] ´³ϕ 25 p h pD. thì S'= t (3) 2[σϕ] h pD. hoặc S'= n (4) 2 []σϕh Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 6 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
• Đốivớivậtliệulàkimloạigiònvàphi kim loạikhi [σ ] ϕ < 5.5 p h æ[σ]ϕ+p ö thì S'=0,5Dç h -1÷(5) tç ÷ è[]σϕh-p ø æ [σ]ϕ+pö S'=0,5Dç1- h ÷(6) Hoặc tç ÷ è []σϕh-pø Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 7 [σ ] • Đốivớivậtliệulàkimloạidẻokhi ϕ < 5.5 p h thì: S’= (0.5 Dt+ Ca )(β -1) (7) β -1 S' = 0.5D (8) n β Bề dàythựccủathan trụ : S= S’+ C (9) Cáccôngthứctừ(1) đến(8)chỉđúngkhithoả mãn điềukiệnsau đây: Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 8 S - C a £ 0.1 D t (10) • Trong đóCalàhệsốbổsungdo ănmòn hoáhọccủamôitrường. • Đốivớithântrụđãthoả mãn điềukiện(10) thìcóthể dùngcôngthứcdướidây để kiểmtraápsuấttínhtoánchophép ở bên trongthiếtbị: Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 9 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2[σ ]ϕ (S - C ) []p = h a (11) Dt + (S - C a ) • Trườnghợpkhôngthoảđiềukiện(10) thì xác địnhápsuấttínhtoánchophépnhư sau: đốivớikimloạidẻo: Dn []p = 2.3[]σ ϕh lg (12) Dt + 2Ca Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 10 • Đốivớikimloạigiònvàvấtliệuphi kim loại 2 é æ S - C ö ù ç a ÷ ϕ h []σ ê ç + 1 ÷ - 1 ú ê è 0 .5 D t ø ú []p = ë û (13 ) æ S - C a ö ç ÷ + 1 è 0 .5 D t ø 2. Thân chịu ápsuất ngoài Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 11 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 12 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Xác địnhbề dàytốithiểu củathântrụ làmtừ cáckim loạixuất pháttừ độ ổnđịnh của chúngtronggiới hạn đànhồi( vớihệ số an toàn ổn địnhn = 2.6 ) theocôngthứcsau: 'pn L0,4 SD=1,18t ´´()t (14) EDtt Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 13 Trong đó : • D là đường kínhthân, mm 2 • Pn là ápsuất tính toán, N/mm • Et là môđun đànhồicủavậtliệuchế tạo thân ở nhiệt độ làmviệc, N/mm2 • L là chiều dài tính toán củathân, mm. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 14 • Chọnchiều dài tính toánL củathân: –Khitrênthân có lắpmặtbíchthì L bằng khoảng cáchgiữahaimặtbích –Khithântrụ lắpvớihai đáyeliphoặc đáycầuthì lấyL bằngchiều dàithântrụ cộngvớimộtphần bachiềucao đáy; –Khithântrụ lắpvớihai đáyphẳngthì lấyL bằng chiều dàithân tính đến đáy; –Khitrênthân có lắp các vòngtăngcứngthì lấy L bằng khoảng cáchtâm củahai vòngkề nhau. Nếubề rộng của vòngtăngcứngtiếp xúcvới thân là bk>=0,1L thì L = l-bk trong đó l là khoảng cáchgiữa đườngtâm của các vòng tăngcứng; Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 15 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
• Bề dàythực củathân cũng xác địnhtheo côngthức(9) • Côngthức (14) chỉ đúngkhi thỏa mãnhai điềukiệnsau 2()S-CDL 1.5 at££ (15) DtDta2()SC- 3 t L Etaéù2()SC- ³ 0,3 têú(16) DDtσctëû Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 16 • Trong đó là giới hạn chảy củavậtliệu làm thân ở nhiệt độ tính toán, N/mm2 • Trườnghợpkhông thỏa mãn điềukiện (5.16) nghĩa là khi: 3 t L Etaéù2(SC- < 0,3 têú(17) DDtδctëû Thì tachọ trướcgiá trị đạilượngS rồikiểmtra ápsuất ngoàicho phéptheocôngthứcsau: Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 17 2[σ]()SC- ppna [ nn] =³2 éù2 t LD.tcæöσ (18) Dtêú1+´1,02 3 ç÷t ()S-CE ëûêúaèø Trong đó: là ứngsuấtcho phép chịu nén củavật liệu làmthânthiết bị, N/mm2 • Nếu tínhrathấy[pn] lớnhơnpn đến5% thì chọn lại đạilượng(S-Ca) • Khikiểmtra ápsuất ngoàicho phép[pn] của thânthiết bị làmbằngkim loại mà thỏa mãn điều kiện(15) và (17) thì tínhtheocôngthức(18) còn nếu thỏa mãn điềukiện(15) và (16) thì tínhtheo côngthứcsau đây: Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 18 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2 t DtéùS CaaSC [ pnn] =0,649Ep´´êú´³(19) LëûDDtt L • Đốivớithân dài nghĩa là khi > 5mà: D t L D > t Dta2()SC- (20) thì tínhnhư ống chịu ápsuất ngoài Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 19 • Tính vòngtăngcứngxuất pháttừ sự làm việc đồngthờitheo ổn định củamộtphần thânvà của bảnthân vòngtăngcứng. • Xác địnhmômen quán tính tính toánJ’ (mm4) củatiếtdiệnngangtổng của vòng tăngcứngvớiphầnthân ở đó đốivới đường trục điqua trọngtâm củatiếtdiện ngangtổngtheocôngthức21 sau: Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 20 3 '3LéùDpn (21) J=êú1,18' ()SCa 12 ëûE • Chiều dàihữuhiệucầnthiết củathânlh dùng để tínhtiếtdiệnngangtổng của phầnthânvà vòngtăngcứng được xác địnhtheocôngthứcsau: lh=bka+-1,1D()SC (22) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 21 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
• Trong đó bk là bề rộngtiếtdiệnngang của vòngtăngcứngtiếp xúcvớithântrụ, bé hơnchiềudàil và khônglbkaớ+-nh30()SCơn • Diện tíchtiếtdiệnngang của vòngtăng cứngcầnthỏa mãn điềukiện: 1,3´D´´lpn Fka>t l()SC σ c (23) Chọnmắtcắttiếtdiệnngangcủavòngtăngcứngphụ thuộcvàoD vàvào J’xác địnhtheo21 vàvàocấutạocủavòng(hình5.1) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 22 • Saukhi tính đượcFKtheocôngthức(23) ta tìm mômen quán tínhtiếtdiệnngang của vòngJk đốivớiđường trục điqua trọngtâm củatiếtdiện song songvớiđườngsinh củathânvà cách trọngtâm của vòngmộtđoạn là e kể từ bề mặt trung hòa củathân. • Căncứ vàobiểuthức tínhmomen tĩnh củatiết diệnngangtổng( của vòngtăngcứngvà một phầnthân) đốivớitrục điqua trọngtâmtiếtdiện song songvớiđườngsinh cảuthântrụ, ta tìm khoảng cáchtừ trọngtâmtiếtdiện này đếnbề mặttrung hòa củathân là e0 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 23 FeK . e 0 = FF0 + K (24) • Trong đó F 0 =- l ha ()SC là diện tíchtiếtdiện các phần củathân, tínhbằngmm2 • Mômen quán tínhhữuhiệuJxcủatiếtdiện ngangtổng đốivớiđườngtâmx-xcần phải thỏa mãn điềukiệnsau: 2 2éù 2'F00()S-Cea æö Jx=JKK+F(e-eJ0)+êú1+³12ç÷ 10,9 SC- (25) ëûêúèøa Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 24 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
• Khikiểmtra ápsuất ngoài tính toáncho phép[pn] củathân làmbằngkim loại có lắp vòngtăngcứng(khil/D > 0,5) thỏa mãn điềukiện 1,3Dp n < δ t (26) F c K +-()SC l a thì xác địnhtheocôngthức(19) và theo côngthứcsau: 3 t l(S-+CJax)12 [pnn]=³0,85Ep lD3 (27) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 25 • Đốivớithân làmbằngkim loạithỏa mãn l £ 0,5 điềukiện(26) nhưng có D còntổng chiều dàiL’ củathiết bị khônglớnhơn8D thì tính ápsuất ngoàicho phéptheocông thứcsau: 2 t 3 πEéùJxa()SC- [ pnn] ='2êúKp+³ D(Ll)ëû10,9 (28) éù2()L'2 l()SC- 3 Kf= êúa DJ12 • Trong đó ëûêú x là thôngsố, đặc trưngcho đạilượng ápsuấttớihạn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 26 • Mômen quán tínhhữuhiệu củatiếtdiện ngangtổng(củavòngtăngcứngvà một phầnthân) JX cần thỏa mãn điềukiện(25) nhưngkhi tínhF0thì lại xác địnhlhtheo côngthứcsau: J l=l-.éùl-b 1,1D()SC ha3 ëû 0,0278l()S-+CJa(29) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 27 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
• Ngoài cácvấnđề đã nêu ở trên, cũngcần kiểmtra độ ổn định cụcbộ củathântheo công thức(19) • Nếukhi tínhkiểmtra, mộttrong các điềukiện ở (18),(19) từ (26) đến(28) không thỏa mãn thì cần chọn lạibề dàythânvà khoảng cách giữa các vòngtăngcứng • Tính ápsuất ngoài củathân làmbằngkim loại giònvà phi kimloaị thì vẫn dùng các côngthức đã nêu ở trênnhưngtrong đó nhớ tt thay δδcBb ă #ng0.5 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 28 3. Thânchịutácdụngcủalựcnénchiều trục: Xác địnhbềdàythântheo điềukiệnbền và ổn định. Theo điềukiệnbSề, = n, xác địnhbềdàytối thiểucủathânkhil £ 5D theocôngthức sau: P S ¢ = P D [ σ n ] (30) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 29 • Trong đóP làlựcnénchiềutrụctínhtoán, N ; • D là đườngkínhthân, mm ; • [ σ n ] là ứngsuấtchophépkhinéncủavật liệulàmthân, N/mm2 ; • Bề dàythâncókểđếnhệsốbổsung cũng đượcxác địnhtheocôngthức(9). • Xác định ứngsuấtchophépcủathânkhi chịunéntheocôngthức: S - C []σ = K E t a c D (31) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 30 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
• Xác địnhbềdàytínhtoántốithiểucủa thânkhil > 5D từđiềukiện ổn địnhchung củanótheocôngthứcsau: P S = P D [σ n ]ϕ (32) • Trong đólàhệsốlàmgiảm ứngsuấtcho phépkhiuốndọc, nóphụ thuộcvào độ dẻocủavậtliệulàmthân Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 31 4. Thânchịutácdụngcủamômenuốn Bềdàythân đượcxác địnhtheo điều kiệnbềnvà độổnđịnhcụcbộởtrong vùngbịnén. Theo điềukiệnbền, xác địnhbềdàytối thiểucủathântheocôngthứcsau: , 4M u S = 2 πD [σ u ] Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 32 • Trong đólàmômenuốnởtiếtdiệnngang củathântácdung theophươnghướng kínhcủanó, Nmm; • D là đườngkínhthân, mm; • [] là ứngsuấtchophépkhiuốncủavật liệulàmthân, N/mm2. • Ứngsuấtchophépkhiuốncủathân được xác địnhnhư sau: S - C [σ ] = K E t a u u D Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 33 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
• Độổnđịnhcủathân được đảmbảoởđiều kiệnnhư sau: 4M u t S - C a 2 £ K u .E PD (-C a ) D • Hoặcsaukhibiến đổi, có: 1,27 M u S - C a ³ t K u DE • Hệ số phụ thuộcvàotỷsố D £ ³ Khi25 2 ( S - C ) 250 a Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 34 t Thì σ c K u = 875 .k u £ 0,185 Et Khi D >250 2 ( S - C a ) Thì K u = ku 5. Thânthiếtbịđồngthờichịutácdụng củaápsuấtngoài, củalựcnénchiều trụcvàmômenuốn: Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 35 Việctínhthânthiếtbịởtrườnghợpnày thườngdẫnđếnviệckiểmtra độổnđịnh củanókhi đồngthờichịutácdụngcủatải trọngngang. Xác địnhbềdàythântheo mỗitrườnghợpcủadạngtảitrọngtác dụng, sau đóchọnlấytrị số lớnnhất. Điều kiện ổn địnhcủathân đốivớitiếtdiệnbất kỳđượcxácdịnhtheocôngthứcsau: σ σ p n + u + n £ 1 [σ n ] [σ u ] [p n ] Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 36 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Xác định ứngsuấtnénnhư sau: P σn = P(Dt +S)(S -Ca ) Xác định ứngsuấtuốnnhư sau: Mu 4Mu σu = = 2 W P(Dt + S) (S -Ca ) 6.Thân thiếtbịđồngthờichịutácdụng củaápsuấttrong, củalựcdọc(kéohoặc nén) vàcủacácmômenuốnvàxoắn: Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 37 • Việctínhthânthiếtbịởtrườnghợpnày vẫnthườngdẫnđếnviệckiểmtra ứngsuất tương đươngkhi đồngthờichịutácdụng củacáctảitrọng đó.Xác địnhbềdàythân theomổidạngtảitrọngtácdụng, sau đó chọnlấytrị số lớnnhất. Xác định ứngsuấttương đươngnhư sau: 2 æöσ σ=σ+0.8σ+3τσ2 £-0.871.2 n tdu( ) [] ç÷ èø[]σ Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 38 • Xác định ứngsuấtxoắnnhư sau 8 M τ = x π (Dta+-S)()SC • Xác định ứngsuấtdo ápsuấtbêntrong thângâyranhư sau p[Dta+-(SC)] σn= 2ϕha()SC- Các ứngsuấtdo ápsuất đượcxác định ở tiết diệnmàtạiđóchúngcógiátrị lớnnhất Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 39 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
THÂN HÌNH CẦU • Chế tạothânhìnhcầutốnítvậtliệunhất, nhưngquátrìnhcôngnghệ chế tạoloạithân nàykhókhănhơnthậntrụ nênviệcsửdụng nócũngbịhạnchế. • Thânhìnhcầuchủ yếu đượcdùnglàmthiết bị chứacódung tíchlớn(đến100m3 vàcó thể lớnhơn), hoặclàmthiếtbịnấunhư trong côngnghiệpgiấyvàxenlulozơ. • Thiếtbịthâncầucóthể làmviệcvớiápsuất dư bêntrong đến2,5N/mm2. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 40 • Căncứvàokíchthướccủatấmthépmàquyết địnhkíchthướccácmảnhsaochodễdậpvàdễ hàn. • Tấtcảcácmốihàncầnphảidễquansátvàtrong trườnghợpcầnthiếtthìcóthể hànlại. • Cáclỗkhoét ở thân để lắpcác đoạn ốngnốicần phảitránhxacácmốihàn. • Nếuthânlàmviệcchịuápsuấtngoàithìcáclỗ khoétcầnphải đượctăngcứng. • Bề dàycủathânchịuápsuấttronghoặcápsuất ngoài đượcxác địnhbằngtínhtoánxuấtpháttừ độ bềnvà độổnđịnhnhưđốivớithânhàn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 41 Hình vẽ: thân hình cầu Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 42 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1. Thâncầuchịuápsuấttrong Bề dàytốithiểucủathâncầuđượcxác định theocáccôngthứcsau [s ] 12 ,5 > j ³ 2 ,75 khi p h D . p thì S ' = t 4[]s j h - p [s] khi j h ³12 ,5 p D . p thì S ' = t 4[]s j h Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 43 [s ] j < 2,75 khi p h æ 2[s]j ö = ç h -÷ thì S'0,5Dtç 1÷ è2[]sj-3p ø Trong đó p làápsuấttínhtoántrongthiếtbị, N/mm2; [s] là ứngsuấtkéochophépcủavậtliệulàm thân, N/mm2; jh làhệsốbềnmốihàn Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 44 • Bề dàythựccủathân S = S’+ C Để kiểmtrasựtínhtoán, tacầnxác địnháp suấttrongchophéptheocôngthứcsau: 4[s ]j (S - C ) []p £ h n D t + (S - C n ) 2. Thâncầuchịuápsuấtngoài: Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 45 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
• Xác địnhbềdàytốithiểucủaS’củathâncầu làmbằngkimloạidẻoxuấtpháttừđộổnđịnh củachúngtronggiớihạnđànhồi(vớihệsố an toàn ổn địnhny= 2,6) vàvớiđộ ôvancho phép ở phươngphápbấtkỳkhônglớnhơn 0,5% đườngkínhtrongDttheocôngthức: p n S' = 0 ,73 D t E t Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 46 Để kiểmtrasápsuấtchophépbênngoàita dùngcôngthứcsau: æ S -Cö [p ] £1,87 E ç ÷ n t ç D ÷ è t ø Đốivớivậtliệuphi kimloạivàvậtliệugiòn tacũngdùngcôngthứctrên để tínhbềdày tốithiểuS’nhưngcầnchúý đưathêmthừa số vàodướidấucăn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 47 3. Tínhchiềudàythântháp: Chọnthiếtbịlàtháphấpthulàmviệc ở môitrường ănmòn, nhiệt độ làmviệc 0 2 30 C , Pmt = 1 at = 0.1 N/m . Nêntachọn vậtliệulàthépkhôngrỉđể chế tạothiếtbị Chọn thép : X18H10T . • Ứngsuấtchophéptiêuchuẩn đốivớithép X18H10T ở 300C : [s]* = 146 N/mm2 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 48 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
• hệ số hiệuchỉnh h = 1 [26] • Ứngsuấtchophéplà [s] = 1´146 = 146 N/mm2 P = P + ρ ´ g ´ h å Apsuấttínhtoán: tt lv • Plv : ápsuấtlàmviệccủamôitrường. 2 Plv = DPư = (N/m ) . • h : chiềucaocộtchấtlỏng. h = 7.68 m Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 49 P = 0.071´105 + 9.81´ 996 ´ 7.68 = 0.082 2 Suyra: tt N/mm Chọnhệsốbềnmốihàn jh = 0.95 [(bảng1.7),24] [σ ] 146 Do : ´ ϕ h = ´ 0 .95 = 1691 . 4 > 25 P 0.082 Nênbềdàytốithiểucủathântrụ hànchịu ápsuất đượctínhtheo: D ´P 1200´0.082 S ' = t = = 0.35 mm 2´[]σ ´ϕh 2´146´0.95 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 50 Hệ số bổ sung bề dàyC , mm : C = Ca + C0 + Cb + Cc Trong đó: Ca : làhệsốbổsung do ănmònhoáhọc củamôitrường. Thờihạnsửdụnglà20 năm, tốc độăn mònlà0.1mm/ năm. Vậy: Ca = 0.1´20 = 2 (mm) Cb: làhệsốbổsung do bàomòncơhọc củamôitrường Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 51 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ĐốivớiTB hoáchất: Cb = 0 (mm) . Cc làhệsốbổsung do sailệchkhichế tạo, lắpráp, cóthể bỏ qua C0 làhệsốbổsung để quytrònkíchthước, mm C0 = 1 mm Thayvàota được: C = 2 + 0 + 1 = 3 (mm) . å Bề dàythựccủathântrụ : S = S’+ C = 0.35 + 3 = 3.35 (mm) . ChọnbềdàythânS = 4 (mm) . Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 52 S - C Kiểmtra điềukiện: a £ 0 . 1 D t 4 - 2 Suyra: = 0 .0016 £ 0 .1 thỏa điềukiện. 1200 åÁpsuấttínhtoánchophép ở bêntrong thiếtbị: 2*[σ ]*ϕh *(S - Ca ) • [P] = Dt + (S - Ca ) 2 *146 * 0.95* (4 - 2) = 0.46 2 2 • [P] = 1200 + (4 - 2 ) (N/mm ) > 0.37 (N/mm ) ( thỏa điềukiện). • Vậychiềudàythân đượcchọnlàS = 4 ( mm) Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 53 Kết Luận • ThânTB bảo đảm, an toàn ởđiều kiệnlàmviệc. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 54 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG IV ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ 1 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer PHÂN LOẠI VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG DỤNG l ĐÁY PHẲNG l ĐÁY CẦU l ĐÁY NÓN 2 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer ĐÁY NÓN 3 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Tínhtoán đáyvànắp l Thông số kỹ thuậtcủathiếtbị l -Côngsuất1000 kg/h l - Nămchế tạo: 2005 2 l - Ápsuấtlàmviệc: Plv = 6 at = 0,5886 N/mm l - Ápsuấtthử: 12 at l - Ápsuấttínhtoán: 8 at l - Nhiệt độ làmviệc1500C l - Dung tíchtổngcộng: 2,4 m3 4 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer Tínhtoán đáyvànắp l - Dung tíchtiếpnhiệt: 43 m3 l - Nhiênliệu: than đá l - Vậtliệu: SB410 l - Đườngkínhtrongthiếtbị: Dt = 1400 mm l - Chiềucaothiếtbị: H = 3420 mm l Ởđỉnh đáynóncógócnghiêng: a = 450 5 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer Tínhtoán l Tính ứngsuấtchophépcủathiếtbị [σ]=ησ.[]* ==0,9.132118,8 N/mm2 l Xác địnhhệtỉsố [σ ]118,8 ϕ =0.95=191,74>>503Căncứvào a = 300 p h 0,5886 R Và t = 0,2 Tìmtheobảng6-2, cóhệsốhìnhdáng D y = 1,7t 6 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Tínhtoán l Xác địnhbềdàytốithiểucủađáyS’theocôngthức (6-15) D py 1400.0,5886.1,7 S'=t ==3,1mm 4[σϕ]h 4.118,8.0,95 l Để xác định đườngkínhtínhtoánD nằmtrongcông thức(6-19) taphảilấyS = S’ 00 D=Dtt 2[R(1cSosαα)+10.'.sin]=1400-2[280(1-cos45)+=10.3,1.sin45)1338 7 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer Tínhtoán l Xác địnhbềdàytốithiểucủađáynóntheocông thức(6-19) Dp.1338.0,5886 mm S'===0 3,49 2.ccosα[σϕ]h 2.os45.118,8.0,95 l Tínhhệsốbổsung C = Ca + Cb + C0 ChọnCa= 1 mm vàC0= 0,51 mm Þ C = 1 + 0 + 0,51 = 1,51 mm 8 Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer Tínhtoán l Bề dàythựccủađáynón l S = S’+ C = 3,49 + 1,51 = 5 mm l Xác địnhápsuấtchophép ở trong đáytheocáccông thức(6-24) và(6-25) 4[]σϕ()SC- 4.118,8.0,95(5-1) [p]=a ==0,7587 mm Dyt.1400.1,7 2cosα[σϕ]()SC- 2.cos450.118,8.0,95(5-1) [p]ha 0,67 ===0mm D+2cosα(S-Cca)1338+-2.os45(51) Ta chọngiátrị bénhấtcủahaigiátrị tính được: [p] = 9 0,67 mm Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG ChươngVII MỐI GHÉP THIẾT BỊ Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 1 EffielTower Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 2 Near the by of the Effieltower Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 3 1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
EffielTower near the by of the River Sence Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 4 PHÂN LOẠI •Mốighép hàn •Mốighép đinh tán •Mốighépbulông Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 5 Ứng dụng, vídụthực tế n Phương pháp hàn Hàn làcông nghệ nối các chi tiết với nhau thành liên kết không tháo rời được mang tính liên tục ở phạm vi nguyên tử hoặc phân tử, bằng cách đưa chỗ nối tới trạng thái hàn, thông qua việc sử dụng một trong hai yếu tố lànhiệt vàáp lực, hoặc kết hợp cả hai yếu tố đó. Khi hàn, cóthể sử dụng hoặc không sử dụng vật liệu phụ bổ sung. Mốighépbằnghàncónhiều ưu điểmnên đượcdùng rộngrãitrongnhiềungànhcôngnghiệp. Trongquá trìnhhàncácchi tiết được đốtnóngcụcbộchotới nhiệt độ nóngchảyhoặcdẻovàgắnlạivớinhaunhờ lưchútgiữacácphântửkimloại. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 6 2 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Phương pháp hàn Phânloại Cónhiềuphươngpháphànvàcóthể phânloạichúng theonhiềucách. Theo côngnghệ, cácmốighépbằng hàn đượcchiara: -Mốighépbằnghồquang điện, hànxỉđiệnvàhànhơi, làmkimloạibịnóngchảyvàgắnlạivớinhau, không cầnlựcépchúng. -Mốighépbằnghàntiếpxúc, làmkimloạibịdẻovà dùnglựcépchúnglại. -Mốighépbằnghànvẩy, khôngnungchảykimloại đượcghépmàchỉ nungchảyvậtliệuhàn. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 7 Phương pháp hàn Trongcácphươngpháphàn, thôngdụngnhấtlàhànhồ quang điện. Hànhồquang điệncóthể tiếnhànhbằng tayhoặctựđộng. hàntựđộng, nhấtlàhàntựđộng dướilớpthuốchànnóngchảy đạt đượcnăngsuấtcao, đỡ tốnvậtliệuquehànbảođảmmốihàn được đồng nhất, cócơtínhcaovàkhôngphụ thuộcvàotrình độ kỹ thuậtcủacôngnhânhàn. Khihàn, nhiệtlượngcủahồquanglàmnóngchảy miệngvậthàn, tạothànhrãnhkimloạilỏng, đồngthời kimloạicủaquehàncũngnóngchảyvàlắpđầyrãnh. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 8 Phương pháp hàn Theo côngdụng, tươngtựnhư mốighép đinh táncóthể chiamốighéphànralàmhailoại: -Mốihànchắc -Mốihànchắckín Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 9 3 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Phương pháp hàn Theo kếtcấu, phân loạimốihànnhư sau: - Mốihàngiápmối: làmốihànnằmtrongliênkếtgiápmối. Cácliên kếtchữ T vàliênkếtgóccũngcóthể chứamốihàngiápmốinếu cácliênkếtnày đượchànthấutoànbộchiềudàycủachúng. - Mốihànchồng: Mốihànchồngmícó ưu điểmlàkhôngcầnchuẩn bị mốihàn, đặcbiệtlàkhihàntrêntấmmỏng. yếutốquantrọng nhấtkhichuẩnbịmốihànchồngmílàphảibảođảmsựtiếpxúc giữahaiméptrêntoànbộmốihàn. Cácmồichồngmítrêntấmcó bề dàynhỏ hơn3mm thường đượchànchảykhông đắpquehàn. Cầnphảihiệuchỉnhcácthôngsốhànsaochobảo đảmnóngchảy không đánhthủngvàlàmcháymặtbênkiacủamốighép. Mốihàn chồngmícóbềdàytừ3 đến6mm sẽ phải đắpthêmquehànvàhàn với1 hoặcnhiềulớphàn. - Mốihàngóc: làmốihàncótiếtdiệnnganghìnhtam giác(hoặcgần như tam giác), nối2 bề mặtvuônggóc(hoặcgầnvuônggóc) với nhautrongliênkếtchồng, liênkếtchữ T hoặcliênkếtgóc. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 10 Phương pháp hàn Ưu, nhược điểm Ưu điểm Ghépbằnghànchokếtcấucókhốilượngnhỏ hơnghépbằng đinhtán, khôngdùngtấmđệm, khôngbịlỗđinhlàmyếu, chiềudàytốithiểu nhỏ hơnkếtcấuđúc, cơ tínhvậtliệuhàncao hơnvậtliệu đúc, tiếtkiệmkimloại, tiếtkiệm côngsức, giảmgiáthành, cóthể tựđộngnăng suấtcao. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 11 Phương pháp hàn Nhược điểm Chấtlượngmốihànphụ thuộcvàotaynghề thợ hàn, khókiểmtrakhuyếttậtbêntrong. Ứng dụng: ghépbằnghàn đượcsửdụngrộng rãitrongnhiềungànhcôngnghiệp. Chế tạothân hìnhtrụ hànlàphươngpháprấtphổ biến để sản xuấtcácthiếtbịhóachấtlàmviệc ở ápsuấtdư đến10N/mm2 hoặc ở ápsuấtkhíquyểnvàchân không. Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 12 4 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com