APA ITU NOZEL YANG DIPERKUAT DIRI PADA BEjana TEKANAN?

Bahasa Indonesia: Ketika mengacu pada nosel yang diperkuat sendiri, secara umum diasumsikan bahwa penguatan untuk menahan beban yang mempengaruhi nosel akan menjadi bagian konstitutif dari nosel. Ini berarti bahwa nosel yang diperkuat sendiri tidak memerlukan elemen tambahan (seperti nosel yang dibangun) untuk menahan kondisi desain dan beban eksternal. Pada tingkat praktis, nosel yang diperkuat sendiri adalah nosel yang tidak memiliki jenis penguatan tambahan (bantalan) yang terpasang, dan semua las antara komponennya sendiri dan antara nosel dan bejana adalah jenis penetrasi penuh. Karena itu, nosel ini dapat dinamakan juga diperkuat secara integral. Ada berbagai konfigurasi nosel yang diperkuat sendiri. Yang paling umum digunakan adalah yang disebutkan sebagai berikut: Long Welding Neck (LWN) atau hub lurus, ketebalan hub variabel, dan nosel yang diproduksi menggunakan pipa ketebalan standar.

Secara intuitif, dapat dicatat bahwa biasanya nosel yang diperkuat sendiri menyiratkan peningkatan biaya dibandingkan dengan nosel jenis yang tidak diperkuat sendiri. Oleh karena itu, alasan yang mengarahkan perancang untuk memilih satu jenis tertentu di antara semua kemungkinan harus dipikirkan dan diteliti secara menyeluruh.

Alasan-alasan ini dapat bergantung pada berbagai faktor seperti tekanan, suhu, keberadaan beban variabel (kelelahan), beban eksternal tinggi akibat terhubung ke pipa, dll. Biasanya persyaratan untuk penggunaan nosel yang diperkuat sendiri disertakan dalam spesifikasi pekerjaan milik pemilik pabrik industri tempat nosel tersebut digunakan atau, pada beberapa kesempatan, persyaratan ini dapat dicantumkan dalam spesifikasi pemberi lisensi jika berlaku.

Karena hal-hal yang disebutkan di atas, tidak mungkin untuk menetapkan kriteria khusus mengenai kapan harus menggunakan jenis nosel ini untuk semua kasus, tetapi hanya beberapa pedoman umum yang harus digunakan sebagai pendekatan pertama untuk mempertimbangkan skenario mana nosel yang diperkuat sendiri harus dipertimbangkan sebagai solusi desain. Skenario seperti yang di dalamnya kondisi desain mencakup efek berikut kondusif untuk harus memilih nosel yang diperkuat sendiri: komponen yang dipelajari harus menahan beban variabel (kelelahan), nosel tangensial atau miring sehubungan dengan bejana tempat nosel dipasang, tugas mematikan, tekanan tinggi, suhu tinggi atau bejana bertekanan dengan ketebalan tinggi.

Seperti yang telah disebutkan, nosel yang diperkuat sendiri sering kali berjalan seiring dengan kondisi layanan yang parah atau kritis. Oleh karena itu, penting untuk disebutkan bahwa untuk jenis nosel khusus ini, konsentrator tegangan harus dihilangkan sebanyak mungkin.

Untuk beberapa kode desain, kriteria desain dan perhitungan untuk nosel yang diperkuat sendiri dan nosel yang dibangun tidak selalu sama. Persyaratan lebih konservatif untuk kasus terakhir. Sebagai contoh, pertimbangkan studi penyaringan dari ASME Bagian VIII Divisi 2, prosedur untuk menentukan apakah analisis kelelahan diperlukan. Jika peralatan tertentu atau salah satu komponennya memiliki konfigurasi integral, ia dapat menahan lebih banyak beban variabel daripada peralatan dengan konfigurasi non-integral, tanpa perlu memverifikasi kekuatannya terhadap beban kelelahan melalui perhitungan khusus.

Kembali ke masalah ekonomi, meskipun sudah sangat jelas bahwa nosel yang diperkuat sendiri adalah solusi ideal untuk kasus tertentu, perlu dipertimbangkan bahwa beberapa konfigurasi nosel yang diperkuat sendiri dibuat dari bahan tempa. Ini berarti biaya ekonomi yang tinggi, alasan mengapa sangat penting untuk mengoptimalkan desain sehingga biaya tidak meningkat secara berlebihan.

Di bawah aksi tekanan internal, tegangan distribusi yang tidak merata pada silinder berdinding tebal lebih besar pada dinding bagian dalam dan lebih kecil pada dinding bagian luar. Untuk memperbaiki ketidakseragaman distribusi tegangan ini di dalam silinder, penanganan tekanan berlebih dapat dilakukan terlebih dahulu sebelum silinder berdinding tebal mulai digunakan, dan di bawah tekanan kelebihan beban yang dikontrol secara ketat, bagian lapisan badan silinder dapat menghasilkan deformasi plastik untuk membentuk zona plastik, sementara material luar masih dalam keadaan elastis.

Setelah tekanan dipertahankan selama jangka waktu tertentu, bagian lapisan cangkang yang mengalami deformasi plastik tidak dapat dikembalikan ke posisi awal karena deformasi sisa, dan material luar yang masih dalam tahap elastis cenderung kembali ke keadaan semula, tetapi terhalang oleh material dalam yang tidak dapat dikembalikan ke keadaan semula dan tidak dapat dikembalikan sepenuhnya. Oleh karena itu, keadaan prategang dari kompresi lapisan dalam dan tegangan lapisan luar terbentuk di dinding silinder. Ketika silinder dioperasikan dan dikenai tekanan operasi, tegangan dinding dalam yang disebabkan oleh tekanan operasi ditumpangkan dengan tegangan prategang yang dibentuk oleh tekanan internal dan tegangan eksternal, sehingga tegangan dinding dalam dengan level tinggi asli berkurang, sedangkan tegangan dinding luar dengan level rendah asli meningkat dengan tepat, dan distribusi tegangan sepanjang ketebalan dinding cenderung seragam, sehingga meningkatkan kapasitas bantalan luluh silinder.

Melalui perlakuan tekanan berlebih yang terkendali, hanya lapisan dalam yang menyerah sedangkan lapisan luar tetap elastis, dan menggunakan kontraksi elastisnya sendiri untuk menghasilkan prategang, sehingga dapat meningkatkan kapasitas daya dukung silinder yang disebut penguatan sendiri dari silinder berdinding tebal.