หัวฉีดเสริมแรงด้วยตนเองของภาชนะรับแรงดันคืออะไร?

เมื่ออ้างอิงถึงหัวฉีดเสริมแรงแบบเสริมแรงด้วยตนเอง โดยทั่วไปจะถือว่าการเสริมแรงเพื่อทนต่อแรงที่ส่งผลต่อหัวฉีดจะเป็นส่วนประกอบของหัวฉีด ซึ่งหมายความว่าหัวฉีดเสริมแรงแบบเสริมแรงด้วยตนเองไม่จำเป็นต้องมีองค์ประกอบเสริม (เช่น หัวฉีดที่สร้างขึ้น) เพื่อทนต่อสภาวะการออกแบบและแรงภายนอก ในทางปฏิบัติ หัวฉีดเสริมแรงด้วยตนเองคือหัวฉีดที่ไม่มีการเสริมแรงเพิ่มเติม (แผ่นรอง) และรอยเชื่อมทั้งหมดระหว่างส่วนประกอบของหัวฉีดและระหว่างหัวฉีดกับภาชนะเป็นแบบเจาะทะลุเต็มที่ ด้วยเหตุนี้ หัวฉีดเหล่านี้จึงอาจเรียกว่าเสริมแรงแบบรวมเป็นชิ้นเดียวกันได้เช่นกัน หัวฉีดเสริมแรงด้วยตนเองมีการกำหนดค่าต่างๆ กัน หัวฉีดที่ใช้กันทั่วไปมีดังต่อไปนี้: คอเชื่อมยาว (ลาวเอ็น) หรือดุมตรง ความหนาของดุมที่แปรผัน และหัวฉีดที่ผลิตโดยใช้ท่อที่มีความหนามาตรฐาน

หากพิจารณาตามสัญชาตญาณ อาจสังเกตได้ว่าหัวฉีดแบบเสริมแรงด้วยตัวเองโดยทั่วไปจะมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับหัวฉีดแบบไม่มีเสริมแรงด้วยตัวเอง ดังนั้น เหตุผลที่ทำให้ผู้ออกแบบต้องเลือกประเภทใดประเภทหนึ่งจากตัวเลือกทั้งหมดนั้นต้องได้รับการพิจารณาและพิจารณาอย่างรอบคอบ

เหตุผลเหล่านี้อาจขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น แรงดัน อุณหภูมิ การมีอยู่ของโหลดที่แปรผัน (ความล้า) โหลดภายนอกที่สูงอันเป็นผลจากการเชื่อมต่อกับท่อ ฯลฯ โดยปกติแล้ว ข้อกำหนดสำหรับการใช้หัวฉีดเสริมแรงในตัวจะรวมอยู่ในข้อกำหนดงานที่เป็นของเจ้าของโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้งานหัวฉีดเหล่านั้น หรือในบางครั้ง ข้อกำหนดเหล่านี้อาจระบุไว้ในข้อกำหนดของผู้ให้ใบอนุญาตได้หากมี

เนื่องจากที่กล่าวมาข้างต้น จึงไม่สามารถกำหนดเกณฑ์เฉพาะเจาะจงได้ว่าเมื่อใดจึงควรใช้หัวฉีดประเภทนี้สำหรับทุกกรณี แต่มีเพียงแนวทางทั่วไปบางประการที่ควรใช้เป็นแนวทางแรกในการพิจารณาสถานการณ์ใดที่ควรพิจารณาใช้หัวฉีดเสริมแรงด้วยตนเองเป็นแนวทางการออกแบบ สถานการณ์เช่นสถานการณ์ที่เงื่อนไขการออกแบบรวมถึงผลกระทบต่อไปนี้ จะทำให้ต้องเลือกหัวฉีดเสริมแรงด้วยตนเอง: ส่วนประกอบที่ศึกษาจะต้องทนต่อภาระที่แปรผัน (ความล้า) หัวฉีดแนวสัมผัสหรือแนวเอียงเมื่อเทียบกับภาชนะที่ติดหัวฉีด การใช้งานที่เป็นอันตราย แรงดันสูง อุณหภูมิสูง หรือภาชนะที่มีแรงดันสูงที่มีความหนาสูง

ดังที่ได้ระบุไว้แล้ว หัวฉีดเสริมแรงด้วยตนเองมักจะทำงานควบคู่กันกับเงื่อนไขการใช้งานที่รุนแรงหรือวิกฤต ด้วยเหตุนี้ จึงควรแจ้งให้ทราบว่าสำหรับหัวฉีดชนิดพิเศษนี้ จำเป็นต้องกำจัดตัวรวมแรงเครียดออกให้มากที่สุด

สำหรับรหัสการออกแบบบางรหัส เกณฑ์การออกแบบและการคำนวณสำหรับหัวฉีดเสริมแรงด้วยตนเองและหัวฉีดแบบประกอบขึ้นนั้นไม่เหมือนกันเสมอไป ข้อกำหนดในกรณีหลังนั้นมีความอนุรักษ์นิยมมากกว่า ตัวอย่างเช่น พิจารณาการศึกษาคัดกรองของ เอเอสเอ็มอี ส่วนที่ 8. แปด แผนก 2 ซึ่งเป็นขั้นตอนในการพิจารณาว่าจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์ความล้าหรือไม่ หากอุปกรณ์ที่กำหนดหรือส่วนประกอบใดๆ ของอุปกรณ์นั้นมีการกำหนดค่าแบบรวม อุปกรณ์นั้นสามารถทนต่อโหลดที่แปรผันได้มากกว่าอุปกรณ์ที่มีการกำหนดค่าแบบไม่รวม โดยไม่จำเป็นต้องตรวจสอบความแข็งแรงเทียบกับโหลดความล้าด้วยการคำนวณเฉพาะ

ย้อนกลับไปที่ประเด็นทางเศรษฐกิจ แม้ว่าจะชัดเจนโดยสิ้นเชิงว่าหัวฉีดเสริมแรงด้วยตนเองเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกรณีที่กำหนด แต่ก็ควรพิจารณาว่าการกำหนดค่าหัวฉีดเสริมแรงด้วยตนเองบางแบบนั้นผลิตจากวัสดุที่หลอมขึ้นใหม่ ซึ่งหมายความว่ามีต้นทุนทางเศรษฐกิจที่สูง ดังนั้น จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องปรับปรุงการออกแบบให้เหมาะสมเพื่อไม่ให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นมากเกินไป

ภายใต้การกระทำของแรงดันภายใน ความเค้นที่กระจายไม่สม่ำเสมอในกระบอกสูบผนังหนาจะมีขนาดใหญ่ขึ้นที่ผนังด้านในและมีขนาดเล็กลงที่ผนังด้านนอก เพื่อปรับปรุงความไม่สม่ำเสมอของการกระจายความเค้นในกระบอกสูบ การบำบัดแรงดันเกินสามารถดำเนินการล่วงหน้าได้ก่อนที่จะนำกระบอกสูบผนังหนาไปใช้งาน และภายใต้แรงดันเกินที่ควบคุมอย่างเข้มงวด ส่วนชั้นของตัวกระบอกสูบสามารถผลิตการเสียรูปพลาสติกเพื่อสร้างโซนพลาสติกได้ ในขณะที่วัสดุภายนอกยังคงอยู่ในสถานะยืดหยุ่น

หลังจากรักษาแรงดันไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง ส่วนของชั้นเปลือกที่มีการเสียรูปพลาสติกจะไม่สามารถคืนสู่ตำแหน่งเริ่มต้นได้เนื่องจากการเปลี่ยนรูปที่เหลือ และวัสดุภายนอกที่ยังอยู่ในระยะยืดหยุ่นมีแนวโน้มที่จะกลับคืนสู่สถานะเดิม แต่ถูกปิดกั้นโดยวัสดุภายในที่ไม่สามารถคืนสู่สถานะเดิมได้และไม่สามารถคืนสู่สถานะเดิมได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้น สถานะการอัดแรงล่วงหน้าของชั้นในและแรงตึงของชั้นนอกจึงเกิดขึ้นที่ผนังกระบอกสูบ เมื่อกระบอกสูบทำงานและได้รับแรงดันใช้งาน แรงเครียดของผนังด้านในที่เกิดจากแรงดันใช้งานจะทับซ้อนกับแรงเครียดที่เกิดจากการอัดแรงล่วงหน้าที่เกิดจากแรงดันภายในและแรงตึงภายนอก ทำให้แรงเครียดของผนังด้านในที่มีระดับสูงเดิมลดลง ในขณะที่แรงเครียดของผนังด้านนอกที่มีระดับต่ำเดิมจะเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม และการกระจายแรงเครียดตามความหนาของผนังมีแนวโน้มที่จะสม่ำเสมอ จึงปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักของกระบอกสูบ

ผ่านการอบควบคุมแรงดันเกิน มีเพียงชั้นในเท่านั้นที่จะยืดหยุ่นได้ ในขณะที่ชั้นนอกยังคงมีความยืดหยุ่น และใช้การหดตัวแบบยืดหยุ่นของตัวเองเพื่อสร้างแรงเครียดเบื้องต้น เพื่อปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักของกระบอกสูบ ซึ่งเรียกว่าการเสริมความแข็งแรงด้วยตนเองของกระบอกสูบที่มีผนังหนา