Three-Dimensional Stress State Around Corrosive Cavities on Pressure Vessels

Abstract

Internal surfaces of pressure vessels used in many industrial sectors are subjected to corrosive effects leading to cavities. In this study, corrosive cavities on investigated pressure vessels are classified according to their shapes and dimensions. Distribution of stress was experimentally investigated around regions of different types of cavities using three-dimensional photoelastic models. An empirical expression is proposed to determine where maximum stress occurs in type of ellipsoidal cavity in the case of uniaxial loading. The obtained results show quite high stress levels around the cavity regions in pressure vessels, which increase the risk of crack formation.

Reaktör Gövdesinde Kullanılan Kompozit Levhalardaki Kusurlar Civarında Termal Gerilme Analizi

“…etkilerle bu kabukların iç yüzeylerinde çeşitli formlarda ve boyutlarda kusurlar oluşur. İşletme sırasında ortaya çıkan termal ve mekanik yükler sonucundaysa bu kusurların civarında gerilme yığılmaları oluşur [1][2][3][4]. Bu durum, yalnızca yukarıda adı geçen sanayi alanlarına özgü bir problem değildir.…”

“…Örneğin, uçak gövdesinde veya gündüz gece sıcaklığının çok farklı olduğu iklimlerde inşa edilmiş yapılarda kullanılan kompozit yapı elemanlarının gerilme alanları da burada ele alınan termal gerilme problemine benzer şekilde modellenebilir. Yapı ve elemanlarındaki kusurlar civarında mekanik yüklerin etkisi ile oluşan gerilme dağılımı daha önce incelenmiştir [1]. Bu çalışmada termal etkinin bu tür kusurlara bağlı oluşturacağı gerilme dağılımlarının değişimi spesifik durumlar için incelenmiştir.…”

“…Bu çalışmada, nükleer enerji santrallerindeki reaktörün kompozit gövdesinin paslanmaz çelik kaplaması yüzeyinde yukarıda bahsedilen değişik etkilerle oluşan kusurlar civarındaki termal gerilme alanının incelenmesi ile elde edilen sonuçlar sunulmuştur. Reaktör gövdesinin boyutları, bahsedilen türdeki kusurların boyutlarına göre oludukça büyük olduğundan, bu tür kusurların oluştuğu bölgelere, yüzeyinde konsantratör bulunan, kaplamalı levha gibi bakılabilir [1][2][3][4]. Bunun için farklı malzemelerden yapılmış düzlem levhalardan oluşan modelde, birleşim yüzeyi civarında, levha düzlemine dik doğrultuda bulunan oyuk civarında termal gerilmeler incelenmiştir.…”

“…Literatürde mevcut olan analitik çözüm, üzerinde kusur bulunmayan serbest levhanın yalnızca kalınlığı ile değişen termal etki sonucu gerilmeşekil değiştirme bileşenlerini vermektedir [21,22]. Bu modelde oluşturulan kusur, referans [1]'de tespit edilen kusur tiplerinden birisi olarak seçilmiştir. Analitik yöntemle elde edilen sonuçlarla, sonlu eleman modelinin doğrulaması yapılmıştır.…”

“…Bu çalışmada probleme ait model, ısıl genleşme katsayısı ile sıcaklık değişimi arasında kurulan analoji kullanılarak oluşturulmuştur. Bu tür modelleme deneysel çalışmalarda kolaylık bakımından tercih edilmektedir [1,2]. Bu analojiyi ifade etmek için öncelikle T sıcaklık değişimi ile Şekil 1'deki levhaların birim şekil değiştirmelerinin farkı elde edilmek istenilirse Eş.…”