Stavba procesních zařízení (FSI-KSZ)

Akademický rok 2021/2022
Garant: prof. Dr. Ing. Marcus Reppich  
Garantující pracoviště: ÚPI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
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
Výstupy studia a kompetence:
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.
Prerekvizity:
Základní znalosti z pružnosti a pevnosti, mechaniky, mezních stavů a nauky z materiálů.
Obsah předmětu (anotace):
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.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
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.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast ve výuce je kontrolována. Při zameškaném cvičení je nutné doplnit písemný elaborát,
který je nutné předložit ke kontrole.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 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 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.
Literatura - základní:
1. Anderson, T.L.: Fracture Mechanics Fundamentals and Applications. CRC Press, Inc. 1995
2. 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
3. Lemaitre, J. & Chaboche, J.L.: Mechanics of Solid Materials. Cambridge University Press, 1990
4. G. A. Antaki, Fitness-for-service and integrity of piping, vessels, and tanks: ASME code simplifed. New York: McGraw-Hill, 2005.
5. 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.
6. R. D. Port and H. M. Herro, The Nalco guide to boiler failure analysis. New York: McGraw-Hill, 1991.
7. C. F. Andreone and S. Yokell, Tubular heat exchanger inspection, maintenance, and repair. New York: McGraw-Hill, 1998.
Literatura - doporučená:
1. Němec, J.: Prodlužování životnosti konstrukcí a předcházení jejich haváriím, , 0
2. Vejvoda, S. - Vlk, M.: Stavba chemických zařízení IIb. Pevnost a životnost tlakových nádob., , 0
3. Vejvoda, S. - Suchánek, M. - Majer, L. - Podhora, J.: Navrhování a posuzování svařovaných konstrukcí a tlakových zařízení, , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-PRI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 2 L