Un recipiente in pressione è un recipiente progettato per contenere gas o liquidi ad una pressione differente da quella esterna. Solitamente il fluido contenuto dal recipiente è ad una pressione più alta di quella esterna.
Alcuni esempi di recipienti in pressione sono: colonne di distillazione in raffinerie e impianti petrolchimici, recipienti di reattori nucleari, serbatoi di gas e di liquidi.
I recipienti in pressione devono essere progettati in modo da essere eserciti in sicurezza ad una determinata pressione. La differenza di pressione tra interno ed esterno, infatti, crea uno stato di tensione nel materiale con cui il recipiente è costruito
Il progettista deve realizzare un recipiente che resista a questo stato di tensione senza sollecitazioni che possano causare perdite, rotture o situazioni di pericolo per persone e cose. La pressione è il parametro operativo più importante, ma ve ne sono altri altrettanto significativi. La temperatura di esercizio influenza le proprietà meccaniche del materiale e può provocare deformazioni permanenti. I fluidi a contatto con il recipiente possono determinare attacchi chimici ai materiali, tali da causare fenomeni di corrosione o di fragilizzazione.
ACCORGIMENTI COSTRUTTIVI
Una volta costruito il recipiente, prima di metterlo in esercizio, lo si sottopone ad una pressione interna più elevata di quella di esercizio. In tal modo l'interno della parete si plasticizza, ovvero esce dal proprio campo di elasticità e resta permanentemente deformato. Questo stato di tensione è benefico perché si oppone a quello dovuto alla pressione, migliorando quindi la resistenza del recipiente.
ANALISI DELLE SOLLECITAZIONI DI RECIPIENTI IN PRESSIONE
L'analisi delle sollecitazioni è la fase fondamentale nella valutazione della sicurezza progettuale dei recipienti in pressione.
Le sollecitazioni in un corpo possono essere dovute a due cause:
- Sollecitazioni di equilibrio, dovute alla necessità di soddisfare le condizioni di equilibrio per il sistema dei carichi esterni;
- Sollecitazioni di congruenza, dovute alla necessità di rispettare i vincoli esterni ed interni della struttura.
Le sollecitazioni di equilibrio sono quelle legate direttamente ai carichi meccanici (per esempio lo sforzo normale dovuto ad una forza di trazione esterna su una barretta prismatica).
Le sollecitazioni di congruenza sono legate alla geometria del corpo ed al sistema di vincoli esterni, quindi sono diverse a seconda della rigidezza delle strutture. Questo comporta che, aumentando le deformazioni della struttura queste sollecitazioni vengono limitate al limite plastico del materiale.
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