Расчет предварительного растяжения компенсатора при монтаже

Размер смещения компенсационного устройства может быть выражен набором положительных и отрицательных значений. Положительное значение, показывает на какую величину устройство может быть растянуто, отрицательное значение, в свою очередь, говорит о том, на сколько компенсатор можно сжать. Сумма абсолютных чисел показывает полное смещение компенсатора. Компенсационные устройства чаще всего работают на сжатие. Их часто используют в криогенных системах, где они компенсируют температурные деформации трубопроводов.

Предварительное растяжение перед установкой компенсационного устройства на место, необходима для оптимального его смещения в зависимости от условий, в которых работает трубопроводная система, и для предотвращения возникновения нештатных ситуаций.

Максимальные значения изменения размеров трубопровода от предельных температур во время его эксплуатации. Например, минимальная температура равняется 0 градусов, а максимальная составляет 100 градусов. Длина составляет 90 метров. Максимальное увеличение длины трубопровода составит 100 мм. В качестве примера рассмотрим то, что на таком трубопроводе будет использован компенсатор с предельным смещением 100 мм. Температура воздуха во время выполнения монтажных работ составляет 20 градусов. Такие условия приведут к тому, что компенсационное устройство будет работать в следующем режиме:

при 0 — он растянется на 50 мм;
при 100 — он сожмется на 50 мм;
при 50 — он будет находиться в свободном состоянии;
при 20 — он растянется на 30 мм.

То есть, если его предварительно растянуть на 30 мм, при выполнении монтажных работ (температура равна 20 градусам), то это обеспечит его эффективную работу. Ели температура вырастет от 20 до 50 градусов, после ввода его в эксплуатацию, то компенсационное устройство вернется в свободное состояние. Если температура поднимется до 1000, то смещение компенсация составит расчетные 50 мм.

Порядок расчета значения предварительного растяжения

В качестве примера, примем следующие условия. За основу возьмем то, что длина трубы равна 33 метрам. Диапазон температур равняется -20/+150 градусов. При такой разнице температур коэффициент равняется 0,012. Максимальное удлинение рассчитывается по следующей формуле

ΔL = α*L*Δt = 0,012 х 33 х 170 = 67 мм

Размер предварительного растяжения PS определяют по формуле:

PS = (ΔL/2) — ΔL(Ty-Tmin): (Tmax-Tmin)

Подставив необходимые значения можно рассчитать, что при выполнении монтажа его необходимо установить с предварительным растяжением равным 18 мм.

Бесспорно, этот расчет не отличается большой сложностью, но при оформлении заказа на компенсационное устройство, наши инженеры проведут все необходимые расчеты и на их основании будет разработана рабочая документация, которая необходима для производства компенсаторов.

© 2022 ООО «ТЗЭО «ХИМТЕПЛОМАШ». Компенсаторы и клапаны, поставка по всей России и ближнему зарубежью из г. Тулы.
Предложения на сайте носят информационный характер и не являются публичной офертой.

Источник

Расчет предварительного растяжения компенсатора при монтаже

Расчет предварительного растяжения компенсатора при монтаже необходим для максимального использования по назначению компенсирующей способности сильфонного компенсатора.

Компенсирующая способность компенсатора

Для начала определимся, что такое компенсирующая способность. Как правило компенсирующая способность сильфонного компенсатора выражается в отрицательных (-) и положительных (+) значений в его маркировке. Например, КСО 200-16-80, где 80 это значение максимальной компенсирующей способности. Оно означает, что компенсатор КСО имеет к.с. 80мм (т.е. +/-40) +40мм на растяжение и -40мм на сжатие.

Максимальные величины расширения (сужения) трубопроводов зависят от наибольшего и наименьшего значений температуры рабочей среды.

Приведем способ монтажа сильфонного компенсатора в холодном состоянии, определив монтажную длину сильфонного компенсатора, для использования его компенсирующей способности по-максимуму:

Определение общей длины растянутого компенсатора:

Δ — суммарное расширение трубопровода [мм]
L₀ — свободная длина компенсатора [мм]
L — монтажная длина компенсатора (длина растянутого компенсатора) [мм]
Т _макс — максимальная рабочая температура [°C]
Т _мин — минимальная рабочая температура [°C]
Т_уст — температура монтажа [°C]

Осевой компенсатор должен монтироваться в холодном состоянии, направление движения, установленный в этом холодном состоянии. Величина предварительного растяжения зависит от установочной температуры.

Минимальная рабочая температура трубопровода – 0 о С, а максимальная 100 о С. Таким образом, разница получается 100 о С. Возьмем длину теплотрассы 90м. Рассчитывая максимальное удлинение труб, получим ∆L=100мм, т.е. подходящим компенсатором будет КСО с компенсирующей способностью +/-50мм.

Теперь определим характер работы компенсатора при температуре монтажа 20 о С.:

при 0 о С КСО растянут на 50мм;
при 100 о С КСО сжат на 50мм;
при 20 о С КСО растянут на 30мм;
при 50 о С на КСО не действует никаких сил.

Поэтому, если предварительно растянуть компенсатор КСО с компенсирующей способностью +/-50мм при температуре монтажа в 20 о С, то он покажет максимальную эффективность на участке трубопровода длиной 90м. В случае повышения температуры рабочей среды до 50 о С компенсатор примет ненапряженное состояние. При достижении температуры трубопровода 100 о С сильфон компенсатора будет растянут на 50мм (максимальное рабочее состояние).

Источник

Определение величины растяжки сильфонных компенсаторов

Сильфонные компенсаторы поставляются в нейтральном положении, относительно которого они могу растягиваться и сжиматься на величину ±λ_-1 — амплитуда осевого хода.

Для использования полного рабочего хода компенсаторов, которые при пуске теплопровода работают только на сжатие, во время монтажа их необходимо растянуть на величину ΔL_монт , которая зависит от температуры наружного воздуха, при которой ведется монтаж (t_монт).

На рабочих чертежах теплопроводов тепловых сетей и паропроводов следует приводить таблицу величины предварительной (монтажной) деформации (ΔL_монт) компенсаторов в зависимости от температуры наружного воздуха, при которой ведется монтаж.

Пример:

Для примера рассчитаем величину ΔL_монт при температуре монтажа t_монт =0°С.

ΔL_монт = 120*0,0125*(0,5(150 -26) — 0) = 93 мм.

L λ _м — расстояние между ближайшими неподвижными опорами 120м.
Расчет производился для подающего трубопровода с температурой теплоносителя t₁ =150 °С.
Коэффициент линейного расширения трубной стали α = 0,0125мм/м°С при температуре 150 °С.
t_монт — расчетная температура наружного воздуха при монтаже оборудования °С.
t₀ = -26 °С -расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления в г.Москва.

Пример таблицы:

(м)

Таблица предварительной растяжки сильфонных компенсаторов
ΔL_монт = L λ _мα(0,5(t₁ + t₀) — t_монт), мм
Температура наружного воздуха С°
-15	-10	-5	0	5	10	15	20
1000	120	116	108	101	93	86	78	71	63

В таблице приведена формула расчета величины ΔL_монт в диапазоне температур наружного воздуха от -15 до +20.

Много полезной информации о компенсаторах можно найти в документе РД-3-ВЭП.

Источник

Предварительная растяжка сильфонных компенсаторов

Сильфонные компенсаторы монтируются в промышленных и коммунальных сетях. Они нивелируют температурные смещения трубопровода, предотвращают его деформацию и прорыв. Изделия устанавливаются в помещениях, лотках, на открытом воздухе.

В ряде случаев компенсаторы требуют растяжки. Процедура подразумевает увеличение длины сильфона путем механического воздействия. Она не ограничивает функционал устройства, не оказывает деструктивного влияния на подвижный элемент.

Расчет длины предварительного растяжения компенсатора

Грамотно выполненная растяжка обеспечит эффективную эксплуатацию сильфона на протяжении всего срока службы. Для корректного проведения процедуры проводятся соответствующие расчеты.

Специалисты используют следующую формулу:

∆ — суммарное расширение трубопровода в мм;
Т уст – температура, при которой осуществляется монтаж оборудования;
Т макс – максимальная рабочая температура;
Т мин – минимальная рабочая температура.

Температурные значения указываются в градусах Цельсия.

Узнать общую длину растянутого компенсатора поможет выражение:

L — длина растянутого устройства;
L₀ – исходная длина изделия.

Оба параметра измеряются в миллиметрах.

Способы растяжки компенсаторов

Компенсирующие устройства растягиваются двумя способами, первый – по месту монтажа, второй – в специальном станке.

Порядок растяжки оборудования при монтаже:

один из патрубков устройства подключается к магистрали;
участок с компенсатором фиксируется посредством скользящих опор, его окончание закрепляется неподвижными модулями ОН-1 или ОН-2;
укладывается ответная линия;
между компенсатором и ответным участком образуется зазор, соответствующий величине растяжки;
монтажники используют стяжное устройство, придающее изделию нужную длину;
второй патрубок компенсатора соединяется с трубопроводом.

Монтаж изделия, растянутого на станке, происходит с учетом следующих правил:

компенсатор крепится посредством сварки, фланцев либо муфт к обеим частям трубопровода;
концы труб фиксируются опорами ОН-1 или ОН-2;
задействуются скобы, ограничивающие подвижность целевого узла.

Качество работ проверяется визуально. Компенсатор соединяет соосные участки магистрали, фиксируется без прогибов и перекосов.

Какие устройства не подлежат растягиванию?

К растяжке не допускаются компенсаторы, имеющие следующие дефекты:

деформация или повреждение сильфона;
изменение геометрии изделия;
наличие сколов и замятий на поверхности монтажных патрубков;
следы интенсивной эксплуатации.

Дефектные устройства не обладают должными эксплуатационными качествами, их использование провоцирует прорыв магистрали.

Источник

Расчет предварительного растяжения компенсатора при монтаже

Величина смещения (компенсирующая способность) компенсаторов, как правило, выражается комбинацией положительных и отрицательных числовых значений (±). Отрицательное (-) значение обозначает допустимое сжатие компенсатора, положительное (+) — его допустимое растяжение. Сумма абсолютных величин таких значений представляет собой полное смещение компенсатора. В большинстве случаев компенсаторы работают на сжатие, компенсируя температурное расширение трубопроводов, реже (охлажденные среды и криогенные продукты) — на растяжение.

Предварительная растяжка при монтаже нужна для рационального использования полного смещения компенсатора в зависимости от характера работы трубопровода, условий монтажа и предотвращения возникновения стрессовых условий.

Пиковые значения расширения трубопровода зависят от минимальной и максимальной температур его эксплуатации. Например, минимальная температура работы трубопровода Tmin = 0°С и максимальная Т_тах = 100°С. Т.е. разница температур At = 100°C. При длине трубопровода L равной 90 м, максимальное значение его удлинения трубопровода AL составит 100 мм. Представим, что для установки на таком трубопроводе используются компенсаторы со смещением ±50 мм, т.е. с полным смещением 100 мм. Также представим, что температура окружающей среды на этапе их монтажа Т_у равна 20°С. Характер работы компенсатора при таких условиях будет таким:

при 0°С — компенсатор будет растянут на 50 мм
при 100°С — компенсатор будет сжат на 50 мм
при 50°С — компенсатор будет находится в свободном состоянии
при 20°С — компенсатор будет растянут на 30 мм

Следовательно, предварительная растяжка на величину 30 мм при монтаже (Т_у= 20°С) обеспечит эффективную его работу. Когда температура поднимется от 20°С до 50°С при вводе в эксплуатацию трубопровода, компенсатор вернется в свободное (ненапряженное) состояние. При повышении температуры трубопровода от 50°С до 100°С, смещение компенсатора относительно свободного состояние в сторону сжатия составит расчетные 50 мм.

Определение значения предварительного растяжения

Примем длину трубопровода равную 33 метрам, максимальную/минимальную рабочую температуру +150°С /-20°С соответственно. При такой разнице температур коэффициент линейного расширения а составит 0,012 мм/м*°С.

Максимальное удлинение трубопровода может быть рассчитано следующим образом:

ΔL = α*L*Δt = 0,012 х 33 х 170 = 67 мм

Значение предварительного растяжения PS определяется по формуле:

PS = ( ΔL/2) — ΔL(Ty-Tmin): (Tmax-Tmin)

Таким образом, в процессе монтажа компенсатора его необходимо установить с предварительным растяжением PS равным 18 мм.

На рис. 1 показано расстояние необходимое для монтажа компенсатора в линию трубопровода, определяемое как сумма значений длины компенсатора lq в свободном состоянии и предварительного растяжения PS.

На рис. 2 показано, что при монтаже, с одной стороны компенсатор фиксируется фланцем или приваривается.

Далее, как показано на рис. 3, к другому окончанию компенсатора прикладывается усилие для растяжки его на величину PS, и дальнейшего закрепления к трубопроводу с помощью фланца или сварки.

Источник