Verifica cilindro in pressione

cccicccio

Utente Junior
Professione: Progettista meccanico
Software: autocad, solid edge, solidworks 2016
Regione: sicilia
#1
Da poco ho iniziato ad operare nel settore enologico. Una delle machine più importanti sono le presse.
Posso schematizzarle come un cilindro con fondi bombati e con alle estremità due supporti che ne permettono la rotazione.
All'intero vi è una membrana, ancorata lateralmente, che viene gonfiata e sgonfiata coprendo un intervallo di pressione -0.35 bar / 2.2 bar.
Come dovrei impostare il calcolo per verificare lo spessore delle virole (dovendo considerare la fase di lavoro in depressione)?
 

Allegati

paulpaul

Utente Standard
Professione: Macchinista
Software: Solid Edge, Autocad, Matlab
Regione: Parma
#2
Ti consiglio prima di tutto di verificare a quale categoria PED appartenga il tuo recipiente: per farlo, puoi utilizzare uno dei numerosi tool che trovi online (ad esempio Pressure equipment PED category calculator, categoria "Vessel"), inserendo la pressione di progetto (che deve essere non inferiore alla taratura del dispositivo di sicurezza) ed il volume del recipiente, oltre ovviamente al tipo di fluido. Dipendentemente dalla categoria, cambia l'approccio alla certificazione CE del recipiente: devi in ogni caso allestire il fascicolo tecnico, e per quanto riguarda i calcoli consiglio di seguire una norma armonizzata (es. EN13445). Puoi anche progettarlo con altri criteri (altre norme, formule di costruzione di macchine...), ma non hai la presunzione di conformità ai RES della PED.
Se pressione/volume ti permettono di non certificare CE ed evitarti tutta la procedura ("buona tecnica", campo "SEP" nel tool sopra), devi comunque fare in modo che il tuo serbatoio sia sicuro e progettato in modo "sound", appunto.
In linea di massima devi verificare gli spessori del fasciame principale, dei fondelli, delle eventuali membrature interne, scegliere i materiali sufficientemente duttili alla temperatura di lavoro (considerando i dettami della PED stessa - 27 J alla temperatura minima), verificare le saldature, approntare le specifiche di saldatura e predisporre il piano per i controlli non distruttivi delle stesse, verificare tutti i carichi meccanici agenti non dovuti alla pressione e molto altro ancora (basta che prendi la direttiva e ne leggi i RES...). Ti consiglio vivamente di rivolgerti ad un esperto del settore per l'allestimento del fascicolo tecnico: io non vorrei avere feriti (o peggio) sulla coscienza. Ricordiamoci che le attrezzature a pressione possono essere molto pericolose!
Ciao
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: ♔ Technical manager - Mechanical engineer ♚
Software: SolidWorks, DraftSight, Me10, Freecad, KissSoft, Excel
Regione: Lombardia
#3
A livello pratico, lavorare con una pressione positiva vuol dire che c'è una spinta dall'interno verso l'esterno mentre lavorare con una pressione negativa vuol dire che c'è una spinta dall'esterno verso l'interno.
Pertanto si avranno zone che normalmente sono sottoposte a trazione che vedranno sottoposte a compressione e viceversa.

Per il resto occorre comunque fare riferimento alla normativa.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: ♔ Technical manager - Mechanical engineer ♚
Software: SolidWorks, DraftSight, Me10, Freecad, KissSoft, Excel
Regione: Lombardia
#4
Giusto per intenderci allego le formule della camicia o nel tuo caso virola. La pressione indicata è positiva nello schema. Per farla negativa si cambia di segno e di verso delle frecce per tutte le componenti.
IMG_20190105_231440.jpg
 

antonio_sc

Utente Junior
Professione: Ingegnere Meccanico
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Regione: Campania
#5
Ciao oltre a quello brillantemente esposto in precedenza ricorda di verificare anche a buckling (instabilità a soffietto,ovalizzazione ecc..) per quanto riguarda la depressione.

Ti consiglio prima di tutto di verificare a quale categoria PED appartenga il tuo recipiente: per farlo, puoi utilizzare uno dei numerosi tool che trovi online (ad esempio Pressure equipment PED category calculator, categoria "Vessel"), inserendo la pressione di progetto (che deve essere non inferiore alla taratura del dispositivo di sicurezza) ed il volume del recipiente, oltre ovviamente al tipo di fluido. Dipendentemente dalla categoria, cambia l'approccio alla certificazione CE del recipiente: devi in ogni caso allestire il fascicolo tecnico, e per quanto riguarda i calcoli consiglio di seguire una norma armonizzata (es. EN13445). Puoi anche progettarlo con altri criteri (altre norme, formule di costruzione di macchine...), ma non hai la presunzione di conformità ai RES della PED.
Se pressione/volume ti permettono di non certificare CE ed evitarti tutta la procedura ("buona tecnica", campo "SEP" nel tool sopra), devi comunque fare in modo che il tuo serbatoio sia sicuro e progettato in modo "sound", appunto.
In linea di massima devi verificare gli spessori del fasciame principale, dei fondelli, delle eventuali membrature interne, scegliere i materiali sufficientemente duttili alla temperatura di lavoro (considerando i dettami della PED stessa - 27 J alla temperatura minima), verificare le saldature, approntare le specifiche di saldatura e predisporre il piano per i controlli non distruttivi delle stesse, verificare tutti i carichi meccanici agenti non dovuti alla pressione e molto altro ancora (basta che prendi la direttiva e ne leggi i RES...). Ti consiglio vivamente di rivolgerti ad un esperto del settore per l'allestimento del fascicolo tecnico: io non vorrei avere feriti (o peggio) sulla coscienza. Ricordiamoci che le attrezzature a pressione possono essere molto pericolose!
Ciao
Ma quindi la normativa PED si applica anche ai recipienti in depressione ed a quelli in cicli alternati di depressione/pressione?
 

paulpaul

Utente Standard
Professione: Macchinista
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Regione: Parma
#6
@antonio_sc

La PED non è una norma ma una Direttiva: non contiene quindi nessuna informazione su "come" si progetta un recipiente in pressione, ma solo i requisiti essenziali di sicurezza che devono essere soddisfatti.

A memoria, vi ricadono tutti i recipienti a pressione in cui la pressione di progetto sia superiore a 0,5 bar. Sono esclusi alcuni recipienti quali bottiglie, attrezzature per veicoli, navi e arei, attrezzature nucleari, e diverse altre. Nel caso più generale, devi fare la verifica della categoria con programmino simili a quello che ho linkato sopra. Ti consiglio comunque di leggerti l'ambito di applicazione: le Direttive sono reperibili in rete, sia nelle versioni recepite dagli Stati nazionali, sia quelle originali (sul sito dell'UE).

Vi sono tantissime verifiche da fare sui recipienti in pressione: per avere comunque un'idea di massima degli spessori, le formule postate sopra sono molto utili.
 

cccicccio

Utente Junior
Professione: Progettista meccanico
Software: autocad, solid edge, solidworks 2016
Regione: sicilia
#7
Qualcuno di voi potrebbe consigliarmi un professionista ouno studio che abbia le giuste competenze per fare questo tipo di verifica?