Воздействие на емкость внешнего давления

[spartakchamp 0]

Добрый день!

Возникала у нас на производстве проблема с емкостью находящейся под вакуумом. Вот и хотелось бы обратиться к коллегам может кто чего подскажет.

Есть герметичная емкость конструкции показанной на рисунке (крышка условно не показана) – это бак трансформатора. Размеры 3400х1600х3100 мм, толщина стенки 8 мм, материал Сталь3сп.

В этой емкости сушится активная часть (обмотки, изоляция) трансформатора методом индукционных потерь под вакуумом. На бак наматывается обмотка, пропускается ток, стенки нагреваются и нагревают воздух внутри. Одновременно для ускорения сушки в баке создается вакуум остаточным давление 50 кПа.

Проблема вот в чем. Бак на это давление был рассчитан. Однако после сушки обнаружилось, что он весьма существенно деформирован. Причем деформирован внутрь по длинной стороне стенки (по средним ребрам и между ними). Пытаемся найти причины этого. По бумагам испытательным все нормально и давление не превышало расчетное. Но сомнения у меня есть.

Вопросы вот какие:

1. Могут ли быть проблемы с баком (не выдержит по прочности) если поднимать или особенно снимать вакуум быстро? Можно ли где-то почитать про такую работу с вакуумом? Просто некоторые товарищи считают быстрое снятие вакуума основной причиной возникновение я в баке пластических деформаций.

2. Бак нагревается до 100 град. С. Могут ли температурные деформации сыграть роль и привести к пластическим?

3. Надо ли как-то учитывать снижение механических характеристик материала бака при такой температуре?

[Гость aleank]

2. Бак нагревается до 100 град. С.

по размерам бака, туда ложится не маленький трансформатор. Сушится после чего? пропитки-если да то становится интересно...

если по нормальной технологии, то с квадратными баками я не встречался используются цилиндрические...

При нагреве провод расширяется и создается дополнительная нагрузка на стенки бака - Вы это учитывали при расчете? а судя по всему сечение провода не маленькое.

[Taddan 1]

Посмотрел расчет по стандарте EN13445-3:2009 там ни где не помечено про быстроту снятия вакуума.

Температура 100 град. надо учесть, то есть посчитать расчетные напряжения при такой температуре.

[spartakchamp 0]

Мощность порядка 30000 кВА. Сушится после сборки все активной части: магнитопровод, обмотки, изоляция.

Тут немного не так. Обмотка наматывается на сам бак и сам бак нагревается от индукционных токов, а уж потом нагревает внутри воздух. Учет деформация бака при нагреве мы не проводили.

[Гость aleank]

Мощность порядка 30000 кВА. Сушится после сборки все активной части: магнитопровод, обмотки, изоляция.

Тут немного не так. Обмотка наматывается на сам бак и сам бак нагревается от индукционных токов, а уж потом нагревает внутри воздух. Учет деформация бака при нагреве мы не проводили.

примерно посчитайте изменение размеров обмотки на баке при нагреве. результаты могут Вас удивить. Скорее всего в этом и проблема.

и посмотрите как сделана обмотка на Вашем трансформаторе, может на вести на мысль, как лучше уложить обмотку на бак, только переменный шаг не используйте он для другого.

[BSV1 1 724]

Обмотка наматывается на сам бак и сам бак нагревается от индукционных токов...

А температуру стенок бака замеряли?. Нагрев стенки до 100 градусов не даст такой эффект. Может под обмоткой локальный нагрев существенно выше? Кстати, деформация в районе расположения обмоток?

... а уж потом нагревает внутри воздух.

Странный способ нагрева изделия, если само изделие индукционными токами не нагревается. Разряжение в камере ухудшает теплопроводность воздуха. В вакууме нагрев изделий обычно выполняют за счет ИК излучения. ИК лампы или ТЭНы внутри камеры будут более эффективны и гораздо экономичнее.

[spartakchamp 0]

Обмотка наматывается на весь бак. Деформация произошла в самом нежестком месте по длинной стороне. Температура бака измеряется, но в одной точке - вполне возможны локальные перегревы.

Мог ли быстрый подъем давления (снятие вакуума) привести к пластическим деформациям? Этим почему-то пытаются объяснить.

[ILL 241]

Уж не знаю попадают ли баки трансформаторов под действие 2 Пб 10-115-96 "ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ", но по этим правилам сосуды под вакуумом должны рассчитываться на одну избыточную атмостферу (т.е. 100% вакуум).. Естественно, нужно точно знать при рассчете температуру стенки.. Нам то проще, берем максимальную температуру пара, воды или раствора... А вот при электронагреве сложнее.. Считать надо...

[BSV1 1 724]

Обмотка наматывается на весь бак. Деформация произошла в самом нежестком месте по длинной стороне. Температура бака измеряется, но в одной точке - вполне возможны локальные перегревы.

По грубой прикидке запас прочности для такого давления достаточный. Другой вопрос, насколько точно измеряется давление внутри бака? Если оно существенно меньше 50 кПа, то этого запаса может не хватить, особенно в совокупности с сильным локальным нагревом стенки. Надо померять температуру именно в зоне деформации.

Мог ли быстрый подъем давления (снятие вакуума) привести к пластическим деформациям? Этим почему-то пытаются объяснить.

Думаю, что нет. При подъеме давления внутри бака нагрузка на стенку снижается. А направление деформации внутрь бака однозначно указывает на воздействие внешнего давления.

[ded- 43]

Если оно существенно меньше 50 кПа, то этого запаса может не хватить

Нагрев однозначно увеличивает глубину вакуума и снижает прочность стенки. Было уже сказано, что расчёт на полный вакуум и с температурой 100 гр., а даже "на глаз" плоская стенка не выдержит надо дополнительные рёбра.

[krava89 0]

столкнулся с той же проблемой!как вы решили проблему??

[ded- 43]

столкнулся с той же проблемой!как вы решили проблему??

А чего её решать, просто считать на прочность и ставить нужные рёбра...