Осевой компенсатор.
Каталог компенсаторов:
Поставка продукции осуществляется со склада
в Уфе по всей территории РФ и СНГ.
Основная формула расчета необходимого рабочего хода осевого компенсатора.
Первый и второй этап расчета осевого компенсатора.
- (1) Определяется общая длина L (в метрах) прямолинейного участка трубопровода;;
- (2) По марке металла трубопровода определяется коэффициент линейного температурного расширения.
Для примера приведена таблица:
Материал | Средняя разность температур относительно 200С | ||||
1000С | 2000С | 3000С | 4000С | 5000С | |
Ферритная сталь | 0,0111 | 0,0121 | 0,0129 | 0,0135 | 0,0139 |
Аустенитная сталь (1,4541) | 0,0155 | 0,0165 | 0,017 | 0,0175 | 0,018 |
Медь (Cu) | 0,0155 | 0,016 | 0,0165 | 0,017 | 0,0175 |
Легированный алюминий AlMg3 | 0,0237 | 0,0245 | 0,0253 | 0,0263 | 0,0272 |
Третий этап расчета.
(3) Из технических условий (ТУ) на эксплуатацию трубопровода определяется максимальная (Tmax) и минимальная (Tmin) температуры и определяется их разность в градусах Цельсия;
Четвертый этап расчета.
(4) Подставляются значения, полученные в пунктах 1,2,3 в формулу:
Получают величину общего удлинения прямолинейного участка трубопровода в миллиметрах;
Пятый этап расчета.
(5) Исходя из заданного диаметра трубопровода и рабочего давления подбирают по каталогу компенсаторы с различными осевыми ходами (± X);
Шестой этап расчета.
(6) Определяют потребные количества компенсаторов для разных ходов по формуле:
Квадратные скобки означают целую часть от результата деления;
Седьмой (завершающий) этап расчета компенсатора.
(7) Рассчитываются суммарные стоимости компенсаторов для разных ходов. Выбирается вариант с минимальной стоимостью, если, конечно, Вы не миллионер.
- i - вариант величиы хода компенсатора;
- Сi - стоимость i-того варианта компенсатора
Обеспечение условий для правильной эксплуатации осевых компенсаторов.
Правильно выбранный по рабочему ходу осевой компенсатор, должен правильно эксплуатироваться:
- Поперечная устойчивость осевого компенсатора обеспечивается правильным выбором расстояния L1 от торца трубы до первой скользящей или анкерной опоры, где DN - диаметр трубопровода.
- Расстояние LF между линейными скользящими опорами, установленными в промежутке между компенсатором и анкерным закреплением трубопровода, выбирается (естественно) исходя из допустимой нагрузки на выбранный тип скользящих опор и из условия поперечной устойчивости отрезка трубы между двумя опорами.
- Расстояние, обеспечивающее поперечную устойчивость трубы можно определить из номограммы:
Для LF выбирается наименьшее значение из расчета по допустимой нагрузке и - условия устойчивости. - Обеспечение внутренней поперечной устойчивости самого осевого компенсатора:
Компенсаторы, работающие в трубопроводах высокого давления и больших диаметров испытывают действие встречных сжимающих сил. Если эти силы несоосны или направлены под углом друг к другу, то возникает либо пара сил, корёжущая компенсатор (несоосность), - либо изгибает ось компенсатора, что приводит к "выпучиванию" компенсатора "вбок".
Для обеспечения угловой соосности ставится дополнительная опора, делящая смежный с компенсатором отрезок LF(определённый выше) пополам. Это уменьшает смежные с компенсатором прогибы от собственного веса отрезков трубопровода до величин, дающих допустимые угловые отклонения осей труб у компенсатора
Опора направляющей непосредственно возле компенсатора |
Опоры линейных и стабилизирующих направляющих |
Компенсаторы с силовой разгрузкой (разгруженный компенсатор).
Если компенсатор расположен между двумя анкерными опорами, то осевые силы, возникающие из за давления в трубопроводе и растягивающие компенсатор, воспринимаются и нейтрализуются анкерными опорами, равны:
где (р) - давление в трубопроводе; (S) - площадь сечения трубопровода.
Сам компенсатор так же является генератором дополнительной силы, действующей на опоры и равной:
где (Smax) - площадь сечения по гребню волны сильфонной части компенсатора.
Суммарная сила, действующая на опоры равна:
Эта сила достигает значительных (от единиц до десятков тонн) величин для трубопроводов больших диаметров.
Идея такого компенсирования заключена в размещении в полости трубопровода герметичного сильфонного цилиндра, ограниченного с торцев прочными обечайками, который под действием давления не растягивается, а сжимается. К двум обечайкам присоединяются концы трубопровода.
С одной стороны, силы давления "упирающиеся" в торцевые стенки трубопровода, пытаются растянуть компенсатор, с другой - те же силы, "упираясь" с двух сторон в обечайки внутреннего сильфонного цилиндра, пытаются его сжать. При равенстве площадей "упора" разнонаправленные силы в точности компенсируют друг друга при любых давлениях в трубопроводе.