Розрахунок попереднього розтягування компенсатора при монтажі, Компенсація деформацій трубопроводів,
Величина усунення (компенсуюча здатність) компенсаторів, як правило, виражається комбінацією позитивних і негативних числових значень (±). Негативне (-) значення означає допустиме стиснення компенсатора, позитивне (+) - його допустиме розтягування. Сума абсолютних величин таких значень є повним зміщенням компенсатора. Найчастіше компенсатори працюють на стиск, компенсуючи температурне розширення трубопроводів, рідше (охолоджені середовища проживання і кріогенні продукти) - на розтяг.
Попередня розтяжка при монтажі потрібна для раціонального використання повного зміщення компенсатора в залежності від характеру роботи трубопроводу, умов монтажу та запобігання виникненню стресових умов.
Пікові значення розширення трубопроводу залежать від мінімальної та максимальної температури його експлуатації. Наприклад, мінімальна температура роботи трубопроводу Tmin = 0°С та максимальна Ттах = 100°С. Тобто. різниця температур At=100°C. При довжині трубопроводу L, що дорівнює 90 м, максимальне значення його подовження трубопроводу AL складе 100 мм. Уявимо, що з установки на такому трубопроводі використовуються компенсатори зі зміщенням ±50 мм, тобто. з повним усуненням 100 мм. Також уявімо, що температура навколишнього середовища на етапі їх монтажу Ту дорівнює 20°С. Характер роботи компенсатора за таких умов буде таким:
- при 0°С – компенсатор буде розтягнутий на 50 мм
- при 100 ° С - компенсатор буде стиснутий на 50 мм
- при 50°С - компенсатор буде у вільному стані
- при 20 ° С - компенсатор буде розтягнутий на 30 мм
Отже, попередня розтяжка на величину 30 мм під час монтажу (Ту=20 ° С) забезпечить ефективну його роботу. Коли температура підніметься від 20 до 50°С при введенні в експлуатацію трубопроводу, компенсатор повернеться у вільний (ненапружений) стан. При підвищенні температури трубопроводу від 50°С до 100°С, усунення компенсатора щодо вільного стану у бік стиску становитиме розрахункові 50 мм.
Визначеннязначенняпопередньогорозтягування
Приймемо довжину трубопроводу рівну 33 метрам, максимальну/мінімальну робочу температуру +150°С/-20°С відповідно. За такої різниці температур коефіцієнт лінійного розширення а складе 0,012 мм/м*°С.
Максимальне подовження трубопроводу може бути розраховане таким чином:
ΔL = α*L*Δt = 0,012 х 33 х 170 = 67 мм
Значення попереднього розтягування PS визначається за такою формулою:
PS = (ΔL/2) - ΔL(Ty-Tmin): (Tmax-Tmin)
Таким чином, у процесі монтажу компенсатора його необхідно встановити з попереднім розтягуванням PS 18 мм.
На рис. 1 показано відстань необхідну для монтажу компенсатора в лінію трубопроводу, що визначається як сума значень довжини компенсатора lq у вільному стані та попереднього розтягування PS.
На рис. 2 показано, що при монтажі, з одного боку, компенсатор фіксується фланцем або приварюється.
Далі, як показано на рис. 3, до іншого закінчення компенсатора прикладається зусилля для розтяжки його на величину S, і подальшого закріплення до трубопроводу за допомогою фланця або зварювання.