Detail předmětu

Stavba procesních zařízení

FSI-KSZAk. rok: 2024/2025

Předmět je zaměřen na řízení stárnutí/životnosti procesních zařízení zatěžovaných v provozních podmínkách. Je vysvětlen obsah systému řízení stárnutí/životnosti materiálů a procesů jeho poškozování. Jsou presentovány matematické popisy nejčastějších mechanizmů poškozování materiálu procesních zařízení, jakými jsou únava materiálů, tečení za zvýšených teplot (creep) a koroze. Jsou vysvětleny postupy posouzení přípustného růstu defektů nalezených nedestruktivními metodami a postupy posuzování odolnosti materiálu procesních zařízení proti porušení křehkým lomem. Je objasněn postup vytvoření scénáře poškození procesního zařízení a výběru nezávisle proměnných včetně určení jejich statistického rozdělení při výpočtu pravděpodobnosti poruchy a rizika závažné havárie procesního zařízení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Dr. Ing. Marcus Reppich

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Vstupní znalosti

Základní znalosti z pružnosti a pevnosti, mechaniky, mezních stavů a nauky z materiálů.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Pro udělení zápočtu je nutná aktivní účast ve cvičeních. Zkouška sestává z písemné a ústní části, při které musí posluchač prokázat teoretické i praktické znalosti.
Účast ve výuce je kontrolována. Při zameškaném cvičení je nutné doplnit písemný elaborát,
který je nutné předložit ke kontrole.

Učební cíle

Účel a cíle výuky předmětu "Stavba procesního zařízení" jsou následující :
- Poskytnout studentům základní teoretické znalosti
- Dát návod na využití získaných poznatků v praxi při návrhu zařízení
- Naučit studenty orientovat se v odborné literatuře včetně zahraniční
- Dokonalé zvládnutí základních zákonitostí a porozumění dané problematice
Absolventi kursu dovedou komplexně využít poznatků získaných během studia,
a uvědomí si,že proces poškozování materiálu procesních zařízení lze během
provozu ovlivnit a za jakých podmínek. Poznají,jaké metody (nástroje) mají
k dispozici a že je nutný jejich stálý rozvoj. Získají přehled o rozsahu a
jakosti vstupních informací pro návrh řízení stárnutí/životnosti zařízení.

Základní literatura

Anderson, T.L.: Fracture Mechanics Fundamentals and Applications. CRC Press, Inc. 1995 (EN)
C. F. Andreone and S. Yokell, Tubular heat exchanger inspection, maintenance, and repair. New York: McGraw-Hill, 1998. (EN)
DOWLING, Norman E. Mechanical behavior of materials: engineering methods for deformation, fracture, and fatigue. 3rd ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2007, 912 s. ISBN 0-13-186312-6 (EN)
G. A. Antaki, Fitness-for-service and integrity of piping, vessels, and tanks: ASME code simplifed. New York: McGraw-Hill, 2005. (EN)
LEE, Yung-Li, Mark E BARKEY a Hong-Tae KANG. Metal fatigue analysis handbook: practical problem-solving techniques for computer-aided engineering. Waltham: Butterworth-Heinemann, 2012, l, 580 s. ISBN 978-0-12-385204-5. (EN)
Lemaitre, J. & Chaboche, J.L.: Mechanics of Solid Materials. Cambridge University Press, 1990 (EN)
R. D. Port and H. M. Herro, The Nalco guide to boiler failure analysis. New York: McGraw-Hill, 1991. (EN)

Doporučená literatura

Němec, J.: Prodlužování životnosti konstrukcí a předcházení jejich haváriím, , 0
Vejvoda, S. - Suchánek, M. - Majer, L. - Podhora, J.: Navrhování a posuzování svařovaných konstrukcí a tlakových zařízení, , 0
Vejvoda, S. - Vlk, M.: Stavba chemických zařízení IIb. Pevnost a životnost tlakových nádob., , 0

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-PRI-P magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Dr. Ing. Marcus Reppich

Osnova

Systém řízení stárnutí/životnosti proc. zařízení.
Základní požadavky na kostrukce a možnosti kostruktéra a výpočtáře.
Mechanizmy poškozování materiálu v provoz.podmínkách.
Odezva materiálu na zatížení.
Kategorizace napětí,posouzení pevnosti zařízení při rostoucím zatížení.
Hodnocení poškozování materiálu při proměnném zatěžování, vysokocykl.únava.
Hodnocení poškozování materiálu při proměnném zatěžování, nízkocykl. únava.
Hodnocení odolnosti materiálu zařízení proti poškození křehkým lomem.
Přípustný růst vad.
Hodnocení poškozování materiálu za zvýšených teplot (creep).
Hodnocení poškozování materiálu za koroze pod napětím.
Filozofie navrhování procesních zařízení ve shodě s ASME Code a ČSN.
Využití hodnocení poškoz.materiálu pro řízení stárnutí/životnosti.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Dr. Ing. Marcus Reppich

Osnova

Tématické celky: 1. Jednoduché příklady využití systému řízení stárnutí/životnosti proces ních zařízení.2. Příklady odezvy napětí na monotónně rostoucí zatížení a proměnné zatě žování u dílů s vrubem a bez vrubu.3. až 8. Příklady hodnocení poškozování materiálu v provozních podmínkách.9. Návrh dimenzí vybraného dílu procesního zařízení ve shodě se standardy.10. Příklady využití výsledků hodnocení poškozování materiálu procesních zařízení a určení jejich zbytkové životnosti.