जब फ्लैंज प्री-टेंशन स्थिति से ऑपरेशनल स्थिति में आता है, तो बोल्ट पर लगने वाला भार बढ़ता है या कम होता है?

इस पोस्ट को अंतिम बार FORREST_GUMP द्वारा 2015-12-17 09:15 पर संपादित किया गया। टाइटनिंग से लेकर संचालन तक, बोल्ट पर लगने वाला भार बढ़ता जाता है। बोल्ट पर भार लगने से पहले, एक प्री-टेंशन बल F0 होता है। ； कार्यभार F के कारण, इस प्री-टेन्शन बल में परिवर्तन हो जाता है। बोल्ट पर लगने वाला कुल खींचने वाला बल F2, प्री-टेन्शन बल F0 एवं कार्यभार F के योग के बराबर नहीं होता; बल्कि यह शेष प्री-टेन्शन बल F1 एवं कार्यभार F के योग के बराबर होता है। अर्थात्: F2 = F1 + F। सीलिंग हेतु, कनेक्शन की सीलिंग क्षमता बनाए रखने हेतु, आवश्यक है कि शेष प्री-टेन्शन बल F1 = (1.5–1.8)F हो। यही कारण है कि फ्लैंज बोल्टों को केवल ठंडे तापमान पर ही नहीं, बल्कि गर्म तापमान पर भी कसने की आवश्यकता होती ह ； ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि गर्म अवस्था में बोल्ट में विरूपण हो जाता है, जिससे शेष प्री-टेन्शन बल F1 कम हो जाता है।

धन्यवाद, दूसरी मंजिल! थोड़ा और अध्ययन करूँगा।

कुछ कठोर गैस्केटों के लिए, आवश्यक प्री-टेंशन बहुत अधिक होता है।； जब फ्लैंज पर आंतरिक दबाव लगता है, तो गैस्केट सिकुड़ जाता है। हालाँकि, आंतरिक दबाव के कारण बोल्टों पर लगने वाला बल बढ़ जाता है; लेकिन दूसरी ओर, गैस्केट के सिकुड़ने से बोल्टों पर लगने वाला बल कुछ हद तक कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, जब वेल्डिंग पैड एवं बोल्टों का व्यास समान होता है, तो 1 MPa के डिज़ाइन दबाव पर इसका नियंत्रण “प्री-टेन्शन” स्थिति द्वारा होता है; जबकि 5 MPa के दबाव पर इसका नियंत्रण “ऑपरेशनल” स्थिति द्वारा होता है।

गैस्केट के पुनर्संधारण से बोल्टों पर लगने वाला बल कम हो जाता है; इसका परिणाम यह होता है कि शेष प्री-टेन्शन बल F1, प्रारंभिक प्री-टेन्शन बल F0 से कम हो जाता है। महानुभाव, कृपया बताइए। आपने कहा कि “उदाहरण के लिए, जब वाल्वों पर लगने वाली पैडों का आकार एवं बोल्टों का व्यास समान होता है, तो 1 MPa के दबाव पर इनका नियंत्रण ‘प्री-टेंशन’ स्थिति द्वारा होता है; जबकि 5 MPa के दबाव पर इनका नियंत्रण ‘ऑपरेशनल’ स्थिति द्वारा होता है।” ” मैं समझ नहीं पाया, क्या आप मुझे इसके बारे में समझा सकते हैं? धन्यवाद।

इसकी गणना विशेष रूप से करने की आवश्यकता है। एक चरम उदाहरण लें: क्या नेगेटिव प्रेशर कंटेनर में प्री-टेंशन अधिक होती है, या ऑपरेशन के दौरान?

बोल्टों के विरूपण के दृष्टिकोण से, आंतरिक दबाव वाले कंटेनरों में, प्री-टेन्शनिंग के बाद ऑपरेशन के दौरान गैसकेट वापस धकेल दिए जाते हैं; इससे फ्लैंजों के बीच की दूरी बढ़ जाती है, एवं बोल्ट भी लंबे हो जाते हैं। ऐसी स्थिति में खींचने वाला बल भी बढ़ जाता है। वहीं, ऋणात्मक दबाव वाले कंटेनरों में स्थिति इसके विपरीत होती है। क्या यह समझ सही है?

चलिए, संख्याओं के उदाहरण से ही समझते हैं: वाइंडिंग पैड के लिए y=69, m=3, b=6.4 है; मान लीजिए DG=800 है। Wa/Wp को सरल रूप में by/c(DG/4+2bm) के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। 1. जब pc=1MPa होता है, तो Wa/Wp=1.85 होता है। यदि डिज़ाइन तापमान कम हो, तो बोल्ट सामग्री का कक्ष तापमान पर अनुमेय तनाव/डिज़ाइन तापमान पर अनुमेय तनाव = 1.235 होता है। ऐसी स्थिति में आवश्यक न्यूनतम बोल्ट क्षेत्रफल, संचालन परिस्थितियों पर निर्भर होता है। ； यदि डिज़ाइन तापमान कम हो, तो संभवतः फिर से प्री-टेंशन स्थिति ही निर्णायक भूमिका निभाएगी। ऊपर बताई गई बातें केवल आवश्यक न्यूनतम बोल्ट क्षेत्रफल के दृष्टिकोण से ही विचार की गई हैं। लेकिन वास्तव में, फ्लैंज का डिज़ाइन एक ऐसी प्रणालीगत गणना प्रक्रिया है, जो पैड की सामग्री एवं आकार, बोल्टों की सामग्री एवं आकार, तथा फ्लैंज के विभिन्न आयामों जैसे कई कारकों पर निर्भर है। फिर से उपरोक्त उदाहरण को ही लें। मान लीजिए कि आवश्यक न्यूनतम बोल्ट क्षेत्रफल, संचालन स्थितियों पर निर्भर है। लेकिन यदि वास्तव में उपयोग किए गए बोल्ट का क्षेत्रफल Am, आवश्यक न्यूनतम क्षेत्रफल से कहीं अधिक हो, तो प्री-टेन्शन स्थिति में फ्लैंज का टॉर्क Ma >> संचालन स्थिति में फ्लैंज का टॉर्क Mp हो जाएगा। ऐसी स्थिति में फ्लैंज का डिज़ाइन टॉर्क भी प्री-टेन्शन स्थितियों पर ही निर्भर हो जाएगा, और इसके परिणामस्वरूप फ्लैंज के आयाम भी काफी बढ़ जाएंगे। फ्लैंज डिज़ाइन, चाहे वह उच्च दबाव वाला हो या कम दबाव वाला, उच्च तापमान वाला हो या कम तापमान वाला, वास्तव में इतना सरल नहीं होता। दबाव वाले कंटेनरों के डिज़ाइन में, पाइप फ्लैंज के लिए हमारे पास HG20615 है, जबकि उपकरणों के फ्लैंज के लिए NB47023 है; इससे डिज़ाइनरों का काफी हिस्सा कम हो जाता है। लेकिन क्या वास्तव में मानक फ्लैंज ही सबसे अच्छा विकल्प है? क्या गैस्केट की सामग्री को बदला जा सकता है? क्या बोल्टों की सामग्री में उच्च शक्ति होना आवश्यक है? क्या बोल्ट के वृत्ताकार भाग का व्यास और संपीडित किया जा सकता है? आदि-आदि… इन सवालों के बारे में तो वास्तव में कई लोगों ने ही नहीं सोचा है।

पहले तो सीधे ही फ्लैंज का उपयोग किया जाता था, एवं उसके अनुरूप ही बोल्ट भी चुने जाते थे। ईमानदारी से कहूँ तो, आपके द्वारा बताए गए इन बातों के बारे में मैंने पहले कभी नहीं सोचा था इसे समझने एवं अवशोषित करने में थोड़ा समय लगेगा। इस दौरान, जहाँ भी कोई समस्या हो, कृपया मुझे मार्गदर्शन दें।