Efterbehandling. Beslag. Reparation. Montering. Valg. Blænde
Snip -85
Ved beregning af understøtninger bør man tage højde for dybden af frysning eller optøning af jorden, jorddeformation (hævning og nedsynkning) samt mulige ændringer i jordens egenskaber (inden for grænserne for opfattelsen af belastninger) afhængigt af sæsonen, temperaturregime, dræning eller vanding af områder, der støder op til motorvejen, og andre forhold. 8,43. Belastningerne på understøtningerne som følge af vindens virkning og ændringer i rørledningernes længde under påvirkning af indre tryk og ændringer i temperaturen på rørvæggene bør bestemmes afhængigt af det vedtagne lægnings- og kompensationssystem. langsgående deformationer rørledninger under hensyntagen til modstanden mod forskydning af rørledningen på understøtningerne.Beregning af U-formede ekspansionsfuger
For at kompensere for termiske udvidelser er U-formede ekspansionsfuger mest almindelige i varme netværk og kraftværker.På trods af sine mange mangler, blandt hvilke man kan skelne fra: relativt store dimensioner (behovet for at installere kompenserende nicher i varme netværk med kanallægning), betydelige hydrauliske tab (i sammenligning med pakdåse og bælge); U-formede ekspansionsfuger har også en række fordele.
De største fordele er enkelhed og pålidelighed.
Beregning af det U-formede ekspansionsled
diameter af et rør med bøjede bøjninger med en radius på R = 1 m.rækkevidde l = 5 m; kølevæsketemperatur t = 150 ° С, og temperaturen inde i kammeret t vk. = 19,6 ° C; tilladt kompensationsspænding i rørledningens tilføjelse = 110 MPa. Varmeanlæg og fjernvarme er et vigtigt led i byernes og industriområdernes energiøkonomi og teknikudstyr.
Rør er det bedste valg
Pipeline design fremstillet af polypropylen til koldt og varmt vandforsyningssystemer udføres i overensstemmelse med forskrifterne byggekoder og regler (SNiP) 2.04.01 85 "Intern vandforsyning og kloakering af bygninger" under hensyntagen til de særlige forhold rør af polypropylen.
Valget af rørtype foretages under hensyntagen til rørledningens driftsbetingelser: tryk, temperatur, krævet tid service og aggressivitet af den transporterede væske. Ved transport af ætsende væsker skal koefficienterne for rørledningens driftsbetingelser anvendes i henhold til tabellen.
2 fra CH 550 82.
Hydraulisk beregning af PP R 80 rørledninger består i at bestemme tryktab(eller tryk) for at overvinde den hydrauliske modstand, der opstår i røret, i forbindelsesdelene, på steder med skarpe sving og ændringer i rørledningens diameter.
Hydraulisk hovedtab i røret bestemt af nomogrammer.
Side 7); Forbedring af varmeforsyningssystemets termiske og hydrauliske regime
Bøjning i længderetningens kompensationsspænding ved punktet for stiv fastgørelse af den mindre arm b (a) = 45,53 MPa Bøjning i længderetningens kompensationsspænding ved punktet for stiv fastgørelse af den større arm b (b) = 11,77 MPa Bøjning af langsgående kompensationsspænding ved bøjningspunktet b (c) = 20,53 MPa.De beregnede resultater af programmet Px = 1287,88 H afspærringsventiler, overgange, rotationsvinkler, stik; du bør også tage hensyn til friktionskræfterne i bevægelige understøtninger og på jorden for kanalløse pakninger samt svar fra kompensatorer og selvkompensation.
Online beregning af det L-formede ekspansionsled
Udførelse af beregninger i henhold til START -programmer sikrer pålidelighed og sikkerhed under drift af rørledningssystemer til forskellige formål, letter projektgodkendelse med tilsynsmyndigheder (Rostekhnadzor, Glavsgosexpertiza), reducerer omkostninger og tid for idriftsættelse.START blev udviklet af OOO NTP Truboprovod, en ekspertorganisation i Rostekhnadzor. Der er et overensstemmelsescertifikat fra Federal Agency for Technical Regulation and Metrology.
Hej! Ved opvarmning har rørledningerne i varmeforsyningssystemet en tendens til at forlænge. Og hvor meget de stiger i længden afhænger af deres indledende dimensioner, af det materiale, de er fremstillet af, og temperaturen af stoffet, der transporteres gennem rørledningen. Potentielt kan en ændring i de lineære dimensioner af rørledninger føre til ødelæggelse af gevind, flanger, svejsede samlinger, beskadigelse af andre elementer. Ved konstruktion af rørledninger tages det selvfølgelig i betragtning, at de forlænges ved opvarmning og forkortes, når der opstår lave temperaturer.
Selvkompensation af varmeledninger og yderligere kompenserende elementer
Der er et sådant fænomen inden for varmeforsyning som selvkompensation. Dette forstås som rørledningens evne til uafhængigt uden hjælp af specielle enheder og anordninger at kompensere for de ændringer i størrelse, der opstår som følge af termiske effekter på grund af metalets elasticitet og den geometriske form. Selvkompensation er kun mulig, hvis der er bøjninger eller bøjninger i rørsystemet. Det er imidlertid ikke altid muligt under design og installation at oprette et stort antal sådanne "naturlige" kompenserende mekanismer. I sådanne tilfælde er det relevant at tænke på at oprette og installere ekstra ekspansionsfuger... De er af følgende typer:
U-formet;
linse;
pakkeæske;
bølget.
Metoder til fremstilling af U-formede ekspansionsfuger
I denne artikel vil vi tale detaljeret om de U-formede ekspansionsfuger, som er de mest almindelige i dag. Disse produkter, dækket med polyethylenskeder, kan bruges på alle typer teknologiske rørledninger. Faktisk er de en af metoderne til selvkompensation - på et kort afsnit oprettes flere bøjninger i form af bogstavet "P", og derefter fortsætter rørledningen i en lige linje. Sådan U-formede strukturer er lavet af bøjede rør i ét stykke, fra rørpartier eller bøjninger, der er svejset sammen. Det vil sige, at de er fremstillet af samme materiale, af samme stålkvalitet som rørene.
Det er mest økonomisk at bøje ekspansionsfuger fra et solidt rør. Men hvis produktets samlede længde er mere end 9 meter, skal de være lavet af to, tre eller syv dele.
Hvis kompensatoren skal bestå af to komponentdele, så er sømmen placeret på det såkaldte udhæng.
Det tredelte design forudsætter, at produktets bøjede "bagside" dannes af et enkelt stykke rør, og derefter svejses to lige grene til det.
Når der er syv dele, skal fire af dem være albuer, og de andre tre skal være dyser.
Det er også vigtigt at huske, at bøjningsradius for bøjningerne ved forberedelse af ekspansionsfuger fra lige dele skal være lig med fire ydre diametre på røret. Dette kan udtrykkes med følgende enkle formel: R = 4D.
Uanset hvor mange dele den beskrevne ekspansionsfuge er lavet, er det altid tilrådeligt at placere svejsesømmen på en lige forgreningsdel, der vil være lig med rørdiameteren (dog ikke mindre end 10 centimeter). Der er dog også stejlt bøjede bøjninger, hvor der slet ikke er lige elementer - i dette tilfælde kan du afvige fra ovenstående regel.
Fordele og ulemper ved de pågældende produkter
Eksperter anbefaler at bruge kompensatorer af denne type til rørledninger ikke stor diameter- op til 600 millimeter. Sektioner i form af store bogstaver "P" på disse rørledninger, i tilfælde af vibrationer, slukker dem effektivt ved at ændre deres position langs længdeaksen. Dette tillader sådan set ikke udsving at "bevæge sig fremad" langs varmeanlægget. I rørledninger, der kræver demontering for at udføre rengøring, leveres der desuden U-formede ekspansionsfuger med forbindelsesdele på flangerne.
U-formede produkter er gode, fordi de ikke har brug for kontrol under drift. Dette adskiller dem fra produkter fra kirteltypen, til vedligeholdelse af hvilke der er behov for særlige grenkamre. Til arrangementet af U-formede ekspansionsfuger kræves der dog lidt plads, og i en tæt bebygget by findes den ikke altid.
Ekspansionsfugerne i betragtning har naturligvis ikke kun fordele, men også ulemper. Den mest oplagte af dem er dette - rør forbruges desuden til fremstilling af ekspansionsfuger, og de koster penge. Derudover fører installationen af disse ekspansionsfuger til, at den samlede modstand mod bevægelsen af varmeoverførselsvæsken øges. Plus, sådanne ekspansionsfuger kendetegnes ved deres betydelige størrelse og behovet for særlige understøtninger.
Beregninger for U-formede ekspansionsfuger
I Rusland er parametrene for U-formede ekspansionsfuger stadig ikke standardiseret. De produceres i overensstemmelse med projektets behov og i henhold til de data, der er foreskrevet i dette projekt (type, dimensioner, diameter, materiale osv.). Men stadig bestemme dimensionerne af P- formet kompensator Det skal selvfølgelig ikke være tilfældigt. Særlige beregninger hjælper dig med at finde ud af kompensatorens dimensioner, der er tilstrækkelige til at kompensere for deformationer af varmelegemet på grund af temperaturforskelle.
I sådanne beregninger accepteres som regel følgende betingelser:
rørledning er lavet af stålrør;
vand eller damp strømmer gennem det;
trykket inde i rørledningen ikke overstiger 16 bar;
temperatur Arbejdsmiljø ikke mere end 2000 grader celsius
kompensatorer er symmetriske, længden af en arm er strengt lig længden af den anden arm;
rørledningen er i en vandret position;
vindtryk og andre belastninger virker ikke på rørledningen.
Som vi kan se, er her taget ideelle forhold, hvilket naturligvis gør de endelige tal meget vilkårlige og omtrentlige. Men en sådan beregning vil stadig reducere risikoen for skader på rørledninger under drift.
Og endnu en vigtig tilføjelse. Ved beregning af ændringen i rørledningen under påvirkning af varme, tages den højeste temperatur af det transporterede vand eller damp som grundlag, og temperaturen miljøet tværtimod er minimum fastsat.
Montering af ekspansionsfuger
Det er nødvendigt at samle ekspansionsfuger på et stativ eller på en absolut flad solid platform, som det vil være praktisk at producere svejseværker og pasform. Når du starter arbejdet, skal du nøjagtigt plotte aksen for den fremtidige P-sektion og installere kontrolfyr til udvidelsesfugeelementerne.
Efter at have lavet ekspansionsfugerne skal du også kontrollere deres dimensioner - afvigelsen fra de skitserede linjer må ikke overstige fire millimeter.
Stedet for U-formede ekspansionsfuger vælges normalt med højre side varmeledninger (set fra varmekilden til slutpunktet). Hvis der ikke er nødvendig plads til højre, er det muligt (men kun som en undtagelse) at arrangere et udhæng til ekspansionsleddet til venstre uden at ændre de overordnede designmål. Med denne løsning, med uden for vil blive placeret retur pipeline, og dens dimensioner viser sig at være lidt større end dem, der kræves ifølge foreløbige beregninger.
Opstart af kølemiddel skaber altid betydelig belastning i metalrør. For at klare det skal den U -formede ekspansionsled strækkes maksimalt under installationen - dette vil øge effektiviteten. Strækning udføres efter installation og fastgørelse af understøtningerne på begge sider af ekspansionsleddet. Rørledningen skal, når den er strakt i zoner med svejsning til understøtningerne, forblive strengt ubevægelig. U-formede ekspansionsfuger strækkes i dag ved hjælp af taljer, donkraft og andre lignende enheder. Mængden af foreløbig strækning af kompenseringselementet (eller mængden af dets kompression) skal angives i passet til varmeledning og designdokumenter.
Hvis placering er planlagt U-formede elementer i grupper på flere rørledninger, der kører parallelt, så er strækningen erstattet af en sådan procedure som at strække rørene i en "kold" tilstand. Denne mulighed forudsætter også en særlig procedure til udførelse af installationsprocedurer. I dette tilfælde skal ekspansionsleddet først og fremmest installeres på understøtningerne og samlingerne svejses.
Men samtidig bør der forblive et hul i en af samlingerne, hvilket svarer til den angivne forlængelse af P-ekspansionsleddet. For at undgå et fald i produktets kompenserende evne og for at forhindre forvridninger, for spændinger, bør du bruge en samling, der vil være placeret fra kompensatorens symmetriakse i en afstand på 20 til 40 rørdiametre.
Installation af understøtninger
Særligt skal nævnes installation af understøtninger til P-ekspansionsfuger. De skal monteres, så rørledningen kun bevæger sig langs længdeaksen og ikke andet. I dette tilfælde overtager kompensatoren alle de resulterende langsgående vibrationer.
I dag er det for en P-kompensator nødvendigt at installere mindst tre kvalitet bakker op. To af dem skal placeres under de sektioner af ekspansionsleddet, der lægger til med hovedrørledningen (det vil sige under de to lodrette pinde af bogstavet "P"). Det er også tilladt at montere understøtningerne på selve rørledningen tæt på ekspansionsleddet. Desuden skal der være mindst en halv meter mellem kanten af understøtningen og den svejsede samling. En anden støtte er skabt under kompensatorens bagside (med en vandret pind i bogstavet "P"), normalt på en særlig ophængning.
Hvis varmeanlægget har en hældning, skal de u-formede elementers sidedele placeres strengt i niveau (det vil sige, at hældningen skal overholdes). I de fleste tilfælde installeres U-formede ekspansionsfuger vandret. Hvis ekspansionsleddet er installeret lodret i bunden, skal et passende dræningssystem organiseres.
Hvilke data om kompensatorer skal indtastes i passet til varmeanlægget?
Ved afslutningen af installationen af den U-formede kompensator indtastes følgende oplysninger i varmerørspasset:
tekniske specifikationer kompensator, producent og fremstillingsår;
afstanden mellem understøtningerne, den kompensation, der skal foretages, og mængden af spænding
omgivelsestemperatur i den periode, hvor arbejdet blev udført, og datoen for installationen.
Som for eksempel kompensationsevnen U-formet produkt, så har den en klar afhængighed af bredden, af radius for bøjninger og udhæng.
Kompensatorer eller kompensationsanordninger bruges ved installation af rørledninger med højt tryk eller høj temperatur bærestof. Under driften af rørledningen opstår der en række faktorer, der skal tages i betragtning for at undgå ødelæggelse bærende konstruktioner... Disse faktorer omfatter temperaturdeformationer af rør, vibrationer, der opstår under driften af rørledningen, samt nedsynkning af fundamenterne af betonunderstøtninger.
Kompensatorer er designet til at sikre mobiliteten af dele af systemet i forhold til hinanden. Hvis der ikke er sådan mobilitet, øges belastningerne på forbindelseselementerne, rørledningssektioner, svejsninger. Disse belastninger overstiger tilladte normer og føre til ødelæggelse af systemet.
Der er flere typer ekspansionsfuger, der har forskellige principper... Ideen om at udvikle et U-formet ekspansionsled optrådte som et resultat af fænomenet selvkompensation af rørledninger med bøjninger og bøjninger. Under driften af varmeanlægget er rørene på grund af disse drejninger i stand til at vise modstand mod vridnings- og trækdeformationer.
Det er imidlertid ikke nødvendigt at stole på selvkompensation, da forskydningens absolutte værdi afhænger af antallet af roterende elementer. For at sikre muligheden for at kompensere for deformationer, er et U-formet knæ udstyret på den lige sektion af linjen, som spiller rollen som en kompensator.
Funktionsprincippet for det U-formede ekspansionsled
Ved sit design betragtes den U-formede kompensator som den enkleste, da den består af minimumssæt elementer. Denne minimalisme har gjort det muligt at levere bred vifte tekniske egenskaber(temperatur, tryk). Kompensatoren er lavet på en af to måder.
- Rør i ét stykke bøjer på de rigtige steder med en bestemt bøjningsradius og danner en U-formet struktur.
- Ekspansionsleddet omfatter 7 elementer, herunder tre retlinede grene og 4 drejelige hjørner, som er svejset til en enkelt struktur.
På grund af det faktum, at denne kompensator ofte skal serviceres, fordi sedimenter i form af snavs eller andre tætte strukturer ofte ophobes i den U-formede bøjning, dens forbindelsesrør er udstyret med flanger eller gevindkoblinger. Dette giver dig mulighed for at montere og demontere enheden uden brug af specialværktøj.
U-formede ekspansionsfuger er tilvejebragt til både stålrør og polyethylenrør... Designet er ikke fejlfrit. Så for eksempel kræver installation af et U-formet ekspansionsled i varmesystemet udgifter yderligere materiale i form af rør, hjørner, nal. For opvarmningsnetværk er alt kompliceret af installationen af ekstra understøtninger.
Installationskrav og installationsomkostninger for U-formede enheder
På trods af enhedens relative enkelhed er installationen af et U-formet ekspansionsled ikke altid lavere i omkostninger sammenlignet med f.eks. Omkostningerne ved en bælgeudvidelsesled. Nu taler vi om rørledninger med stor diameter. I dette tilfælde er omkostningerne ved yderligere elementer og deres installation overstiger omkostningerne ved en bælgenhed, og hvis vi tager hensyn til behovet for at bygge understøtninger, vil prisforskellen være meget mærkbar.
Hvis ekspansionsleddet udføres ved at bøje et lige rør, skal man huske på, at radien for denne bøjning skal være lig med otte radier af selve røret. Hvis der er sømme, er strukturen lavet, så disse sømme falder på lige sektioner. Med dannelsen af stejlt bøjede bøjninger skal du naturligvis afvige fra disse regler.
Fordele og ulemper ved det U-formede design
Det er tilrådeligt at ansøge given type ekspansionsfuger ved installation af rørledninger med små diametre. Det skal her bemærkes, at størrelsesudvalget af bælgeudvidelsesfuger er noget bredere. Den U-formede albue klarer godt vibrationer, men der kræves en stor mængde materiale til fremstillingen, hvilket øger enhedens omkostninger betydeligt.
Sammenligning af egenskaberne ved bælge og U-formede ekspansionsfuger afslører de vigtigste fordele og ulemper ved hver type enhed. For eksempel skal et U-formet ekspansionsled periodisk repareres og rengøres for aflejringer. Bælgeudvidelsesledd lider ikke af sådanne ulemper.
Et andet punkt, jeg gerne vil bemærke, vedrører kompenserende evne for de to typer enheder. Hvis vi kun overvejer absolutte værdier, så er der i denne henseende ikke en klar fordel fra begge sider. For at øge den maksimale forskydning i det U-formede ekspansionsled skal du dog øge knestørrelsen. For en bælgeudvidelsesfuge er det nok at bruge en to-sektions korrugering, som praktisk talt ikke påvirker dimensionerne.
Jeg vil gerne tilføje til sparegrisen positive egenskaber kvalitet som mangel på kontrol under drift. Men i et tætbefolket område er der ikke altid ledig plads til at arrangere en rørledning med en U-formet ekspansionsfuge. Albuen kan kun installeres i vandrette sektioner, mens bælgeudvidelsesleddet kan installeres i enhver lige sektion.
Endelig er en anden fordel ved bælgeudvidelsesleddet, at det ikke øger modstanden mod væske- og gasstrømmen. Den U-formede albue reducerer strømningshastigheden kraftigt. Når du bruger denne type enhed i hjemmesystem varme skal installeres cirkulationspumpe, da væsken på grund af naturlig konvektion muligvis ikke cirkulerer og støder på en forhindring undervejs.
Beregninger for ekspansionsfuger
Mangel på GOST -standarder for U-formede enheder nogle gange komplicerer de betydeligt opgaven med at planlægge et projekt, derfor er en forudgående beregning af det U-formede ekspansionsled nødvendig. Først og fremmest skal du bygge videre på projektets behov. Rørledningens dimensioner, dens diameter, maksimale tryk og størrelsen af den forventede forskydning tages i betragtning.
Det betyder, at det næppe vil være muligt at købe et færdigt ekspansionsled. For hvert enkelt tilfælde skal det laves personligt. Dette er en anden ulempe i forhold til bælgenheder.
Ved beregning af parametrene skal følgende restriktioner og betingelser tages i betragtning:
- stål bruges som materiale til rørledningen;
- ekspansionsfuger er designet til både vand og gasformige medier;
- det maksimale bærtryk ikke overstiger 1,6 atmosfærer
- kompensatoren skal have den korrekte form i form af bogstavet "P";
- kun monteret på vandrette sektioner;
- vindens virkning er udelukket.
Det skal forstås, at disse parametre betragtes som ideelle. Under reelle forhold kan kun et par punkter observeres. Når det kommer til miljøets temperatur, er det nødvendigt at tage dens værdi til det maksimale, og temperaturen i den omgivende luft for at tage et minimum.
Kompensator installation
Når du bygger en motorvej, skal du bruge visse regler, som også vedrører arrangementet af U-formede ekspansionsfuger. Det installeres, så udhænget rettes til højre side. Siderne bestemmer, når man ser på rørledningen fra kilden til vasken. Hvis der ikke kræves plads til kompensatoren til højre, foretages flyvningen til venstre, men returlinjen skal ledes fra højre side, og dette fører til ændringer i projektet.
Inden direkte idriftsættelse af varmeanlægget kræves en obligatorisk foreløbig strækning af ekspansionsleddet. Fyldte rør er under for stort tryk, så hvis denne procedure ikke udføres, begynder metallet snart at falde sammen.
Spændingen laves med specielle stik, og efter start er de fjernet, og knæet indtager sin tidligere position. Mængden af spænding angives af pasdataene for hver enhed. Ved installation af understøtninger er det nødvendigt at beregne deres placering, de skal være placeret, så deformationer kun fører til aksial forskydning af røret på understøtningen.
For at kompensere for termiske udvidelser er U-formede ekspansionsfuger mest almindelige i varme netværk og kraftværker. På trods af sine mange ulemper, blandt hvilke man kan skille sig ud: relativt store dimensioner (behovet for at installere kompenserende nicher i varmesystemer med kanaludlægning), betydelige hydrauliske tab (i sammenligning med pakdåse og bælge); U-formede ekspansionsfuger har også en række fordele.
De største fordele er enkelhed og pålidelighed. Desuden er denne type kompensatorer den mest velstuderede og beskrevne i uddannelses-, metodologi- og referencelitteratur. På trods af dette er det ofte svært for unge ingeniører, der ikke har specialiserede programmer, at beregne ekspansionsfuger. Dette skyldes primært en temmelig kompleks teori med tilstedeværelsen af et stort antal korrektionsfaktorer og desværre med tilstedeværelsen af stavefejl og unøjagtigheder i nogle kilder.
Nedenfor udføres detaljeret analyse procedurer til beregning af en U-formet kompensator fra to hovedkilder, hvis formål var at identificere mulige stavefejl og unøjagtigheder samt sammenligne resultaterne.
En typisk beregning af kompensatorer (fig. 1, a)), foreslået af de fleste forfattere h, forudsætter en procedure baseret på brugen af Castilianos sætning:
hvor: U- potentiel deformationsenergi af kompensatoren E- elasticitetsmodul for rørmaterialet J- aksialt inertimoment for ekspansionsleddet (rør) sektion,
hvor: s- bøjningens vægtykkelse
D n- bøjningens ydre diameter;
M- bøjningsmoment i ekspansionsleddet. Her (fra ligevægtstilstanden, fig. 1 a)):
M = P y x - P x y + M. 0 ; (2)
L- kompensatorens fulde længde J x- kompensatorens aksiale inertimoment J xy- centrifugal inertimoment for kompensatoren S x- kompensatorens statiske øjeblik.
For at forenkle løsningen overføres koordinatakser til det elastiske tyngdepunkt (nye akser Xs, Ys), derefter:
S x = 0, J xy = 0.
Fra (1) opnår vi den elastiske reboundkraft Px:
Bevægelsen kan tolkes som kompensatorens kompenserende kapacitet:
hvor: b t- koefficient for lineær termisk ekspansion, (1,2x10 -5 1 / deg for kulstofstål);
t n - starttemperatur (gennemsnitstemperatur den koldeste fem-dages periode i de sidste 20 år);
t Til- endelig temperatur ( Maksimal temperatur kølevæske);
L uch- længden af den kompenserede sektion.
Ved at analysere formel (3) kan vi komme til den konklusion, at den største vanskelighed skyldes at bestemme inertimomentet J xs, især da det først er nødvendigt at bestemme kompensatorens tyngdepunkt (med y s). Forfatteren foreslår rimeligt at bruge en omtrentlig, grafisk metode til bestemmelse J xs, under hensyntagen til stivhedskoefficienten (Karman) k:
Det første integral bestemmes i forhold til aksen y, den anden i forhold til aksen y s(fig. 1). Ekspansionsledets akse tegnes i målestok på millimeterpapir. Hele kurvens akse af kompensatoren L deler sig i mange segmenter DS jeg... Afstand fra midten af linjen til aksen y jeg målt med en lineal.
Stivhedskoefficienten (Karmana) er beregnet til at afspejle den eksperimentelt dokumenterede effekt af lokal udfladning tværsnit bøjninger ved bøjning, hvilket øger deres kompensationsevne. V normativt dokument Karman -koefficienten bestemmes af empiriske formler, der er forskellige fra dem, der er givet i ,. Stivhedskoefficient k bruges til at bestemme den reducerede længde L prd lysbueelement, som altid er større end dets faktiske længde l G... I kilden er Karman -koefficienten for bøjede bøjninger:
hvor: l - bøjningskarakteristik.
Her: R- bøjningsradius.
hvor: b- bøjningsvinkel (i grader).
For svejsede og kortbøjede stemplede albuer foreslår kilden at bruge andre afhængigheder til at bestemme k:
hvor: h- bøjningskarakteristik for svejsede og stemplede bøjninger.
Her: R e - den ækvivalente radius af den svejsede bøjning.
For vandhaner fra tre og fire sektorer b = 15 grader, for en rektangulær tosektorbøjning foreslås det at tage b = 11 grader.
Det skal bemærkes, at i, koefficienten k ? 1.
Forskriftsdokument RD 10-400-01 indeholder følgende procedure til bestemmelse af fleksibilitetskoefficienten TIL R * :
hvor TIL R- fleksibilitetskoefficient uden at tage hensyn til begrænsningen af deformation af enderne af rørets bøjede sektion; o - koefficient under hensyntagen til deformationsbegrænsningen i enderne af den buede sektion.
I dette tilfælde, hvis, så er fleksibilitetskoefficienten taget lig med 1,0.
Mængden TIL s bestemt af formlen:
Her P - overskydende indre tryk, MPa; Et er materialets elasticitetsmodul ved Driftstemperatur, MPa.
Det kan påvises, at fleksibilitetsfaktoren TIL R * vil være mere end en, derfor er det ved beregning af den reducerede længde af bøjningen ifølge (7) nødvendigt at tage dens inverse værdi.
Til sammenligning, lad os bestemme fleksibiliteten for nogle standardhaner i henhold til OST 34-42-699-85, ved overtryk R= 2,2 MPa og modul E t= 2x 10 5 MPa. Resultaterne er opsummeret i nedenstående tabel (tabel. Nr. 1).
Ved at analysere de opnåede resultater kan det konkluderes, at proceduren til bestemmelse af fleksibilitetskoefficienten i henhold til RD 10-400-01 giver et mere "strengt" resultat (mindre bøjnings fleksibilitet), samtidig med at der tages højde for overtrykket i rørledning og materialets elasticitetsmodul.
Inertimomentet for den U-formede kompensator (fig. 1 b)) i forhold til den nye akse y s J xs defineret som følger:
hvor: L NS- den reducerede længde af kompensatorens akse
y s- koordinat for kompensatorens tyngdepunkt:
Maksimalt bøjningsmoment M Maks(virker øverst på ekspansionsleddet):
hvor H- ekspansionsled udhæng, ifølge fig. 1 b):
H = (m + 2) R.
Den maksimale belastning i sektionen af rørvæggen bestemmes af formlen:
hvor: m1 - korrektionsfaktor (sikkerhedsfaktor) under hensyntagen til stigningen i spændinger i de bøjede sektioner.
Ved bøjede bøjninger, (17)
Til svejsede bøjninger. (atten)
W- modstandsøjeblik i grenafsnittet:
Tilladt belastning (160 MPa for kompensatorer fremstillet af stål 10G 2S, St 3sp; 120 MPa for stål 10, 20, St 2sp).
Jeg vil straks bemærke, at sikkerhedsfaktoren (korrektion) er ret høj og vokser med en stigning i rørledningens diameter. For eksempel for en 90 ° bøjning-159x6 OST 34-42-699-85 m 1 ? 2,6; til 90 ° bøjning-630x12 OST 34-42-699-85 m 1 = 4,125.
Fig.2.
I vejledningsdokumentet udføres beregningen af et snit med et U-formet ekspansionsled, se fig. 2, efter en iterativ procedure:
Afstandene fra ekspansionsledets akse til de faste understøtninger er indstillet her. L 1 og L 2 ryglæn V og afgangen bestemmes N. I processen med iterationer i begge ligninger er det nødvendigt at opnå, at den bliver ens; af et par værdier tages den største = l 2. Derefter bestemmes det ønskede ekspansionsledudhæng H:
Ligningerne repræsenterer de geometriske komponenter, se figur 2:
Komponenter af elastiske kræfter, 1 / m 2:
Inertimomenter om de centrale akser x, y.
Styrke parameter A, m:
[y sk] - tilladt kompensationsspænding,
Den tilladte kompensationsspænding [y sk] for rørledninger placeret i vandret plan bestemmes af formlen:
for rørledninger placeret i lodret plan ifølge formlen:
hvor: - nominel tilladt spænding ved driftstemperatur (for stål 10G 2C - 165 MPa ved 100 °? t? 200 °, for stål 20 - 140 MPa ved 100 °? t? 200 °).
D- indre diameter,
Det skal bemærkes, at forfatterne ikke var i stand til at undgå stavefejl og unøjagtigheder. Hvis vi bruger fleksibilitetsfaktoren TIL R * (9) i formlerne til bestemmelse af den reducerede længde l NS(25), koordinaterne for de centrale akser og inertimomenterne (26), (27), (29), (30), så opnås et undervurderet (forkert) resultat, da fleksibilitetskoefficienten TIL R * ifølge (9) er større end en og skal ganges med længden af de bøjede bøjninger. Den givne længde af bøjede bøjninger er altid større end deres faktiske længde (i henhold til (7)), først da får de yderligere fleksibilitet og kompenserende evne.
For at korrigere proceduren til bestemmelse af de geometriske egenskaber i henhold til (25) h (30) er det derfor nødvendigt at bruge den inverse værdi TIL R *:
TIL R * = 1 / K R *.
I designdiagrammet i fig. 2 er kompensatorstøtterne faste ("kryds" bruges normalt til at betegne faste understøtninger (GOST 21.205-93)). Dette kan få "lommeregneren" til at tælle afstandene. L 1 , L. 2 fra faste understøtninger, det vil sige tage højde for hele kompensationsafsnittets længde. I praksis er sidebevægelserne af de glidende (bevægelige) understøtninger i den tilstødende sektion af rørledningen ofte begrænsede; fra disse bevægelige, men begrænset i sideværts bevægelse af understøtningerne og afstandene skal tælles L 1 , L. 2 ... Hvis du ikke begrænser rørledningens tværgående bevægelser langs hele længden fra fast til fast støtte der er fare for, at rørledningssektionerne tættest på ekspansionsleddet kommer af understøtningerne. For at illustrere dette faktum viser fig. 3 beregningsresultaterne for temperaturkompensation sektion af hovedrørledningen DN 800 fremstillet af stål 17G 2C 200 m lang, temperaturforskel fra -46 C ° til 180 C ° i MSC Nastran -programmet. Den maksimale sideværts bevægelse af ekspansionsledets midterpunkt er 1.645 m. Potentiel vandhammer udgør også en ekstra risiko for at afspore fra rørledningens understøtninger. Derfor er beslutningen om længderne L 1 , L. 2 bør tages med forsigtighed.
Fig.3.
Oprindelsen til den første ligning i (20) er ikke helt klar. Desuden er det ikke dimensionelt korrekt. I parentes under modulstegnet tilføjes værdierne faktisk R NS og P y (l 4 +…) .
Korrektheden af den anden ligning i (20) kan bevises som følger:
for at det er nødvendigt, at:
Dette er virkelig tilfældet, hvis vi siger
Til en særlig lejlighed L 1 = L 2 , R. y =0 ved hjælp af (3), (4), (15), (19) kan man nå frem til (36). Det er vigtigt at tage højde for, at i notationssystemet i y = y s .
Til praktiske beregninger ville jeg bruge den anden ligning i (20) i en mere velkendt og bekvem form:
hvor A 1 = A [y ck].
I det særlige tilfælde hvornår L 1 = L 2 , R. y =0 (symmetrisk kompensator):
De indlysende fordele ved teknikken i forhold til er dens store alsidighed. Kompensatoren i fig. 2 kan være asymmetrisk; normativitet gør det muligt at beregne kompensatorer ikke kun til varmeanlæg, men også til kritiske rørledninger højt tryk, som er i registret for RosTekhNadzor.
Vi vil udføre sammenlignende analyse resultaterne af beregning af U-formede kompensatorer efter metoderne ,. Lad os indstille følgende indledende data:
- a) for alle ekspansionsfuger: materiale - Stål 20; P = 2,0 MPa; E t= 2x 105 MPa; t 200 °; læsning - foreløbig strækning; bøjede bøjninger i henhold til OST 34-42-699-85; ekspansionsfuger er placeret vandret, lavet af rør med pels. forarbejdning;
- b) et designdiagram med geometriske betegnelser ifølge fig. 4;
Fig.4.
c) kompensatorernes standardstørrelser er opsummeret i tabel 2 sammen med beregningsresultaterne.
|
Bøjninger og rør af kompensatoren, D n H s, mm |
Størrelse, se fig.4 |
Forstrækning, m |
Maksimal belastning, MPa |
Tilladt stress, MPa |
||||||
|
ifølge |
ifølge |
ifølge |
ifølge |
|||||||
Ph.d. S. B. Gorunovich, hænder. designteam Ust-Ilimsk kraftvarme
For at kompensere for termiske udvidelser er U-formede ekspansionsfuger mest almindelige i varme netværk og kraftværker. På trods af sine mange ulemper, blandt hvilke man kan skille sig ud: relativt store dimensioner (behovet for at installere kompenserende nicher i varmesystemer med kanaludlægning), betydelige hydrauliske tab (i sammenligning med pakdåse og bælge); U-formede ekspansionsfuger har også en række fordele.
De største fordele er enkelhed og pålidelighed. Desuden er denne type kompensatorer den mest velstuderede og beskrevne i uddannelses-, metodologi- og referencelitteratur. På trods af dette er det ofte svært for unge ingeniører, der ikke har specialiserede programmer, at beregne ekspansionsfuger. Dette skyldes primært en temmelig kompleks teori med tilstedeværelsen af et stort antal korrektionsfaktorer og desværre med tilstedeværelsen af stavefejl og unøjagtigheder i nogle kilder.
Nedenfor er en detaljeret analyse af proceduren til beregning af den U-formede kompensator fra to hovedkilder, hvis formål var at identificere mulige stavefejl og unøjagtigheder samt sammenligne resultaterne.
En typisk beregning af kompensatorer (fig. 1, a)), foreslået af de fleste forfattere ÷, forudsætter en procedure baseret på brugen af Castilianos sætning:
hvor: U- potentiel deformationsenergi af kompensatoren E- elasticitetsmodul for rørmaterialet J- aksialt inertimoment for ekspansionsleddet (rør) sektion,
;
hvor: s- bøjningens vægtykkelse
D n- bøjningens ydre diameter;
M- bøjningsmoment i ekspansionsleddet. Her (fra ligevægtstilstanden, fig. 1 a)):
M = P y x - P x y + M 0 ; (2)
L- kompensatorens fulde længde J x- kompensatorens aksiale inertimoment J xy- centrifugal inertimoment for kompensatoren S x- kompensatorens statiske øjeblik.
For at forenkle løsningen overføres koordinatakser til det elastiske tyngdepunkt (nye akser Xs, Ys), derefter:
S x = 0, J xy = 0.
Fra (1) opnår vi den elastiske reboundkraft P x:
Bevægelsen kan tolkes som kompensatorens kompenserende kapacitet:
; (4)
hvor: α t- koefficient for lineær termisk ekspansion, (1,2x10 -5 1 / deg for kulstofstål);
t n- indledende temperatur (gennemsnitstemperatur i den koldeste fem-dages uge i løbet af de sidste 20 år)
t til- endelig temperatur (kølemidlets maksimale temperatur)
L uch- længden af den kompenserede sektion.
Ved at analysere formel (3) kan vi komme til den konklusion, at den største vanskelighed skyldes at bestemme inertimomentet J xs, især da det først er nødvendigt at bestemme kompensatorens tyngdepunkt (med y s). Forfatteren foreslår rimeligt at bruge en omtrentlig, grafisk metode til bestemmelse J xs, under hensyntagen til stivhedskoefficienten (Karmana) k:
Det første integral bestemmes i forhold til aksen y, den anden i forhold til aksen y s(fig. 1). Ekspansionsledets akse tegnes i målestok på millimeterpapir. Hele kurvens akse af kompensatoren L deler sig i mange segmenter Δs i... Afstand fra midten af linjen til aksen y jeg målt med en lineal.
Stivhedskoefficienten (Karmana) er beregnet til at afspejle den eksperimentelt dokumenterede effekt af lokal udfladning af bøjningernes tværsnit under bøjning, hvilket øger deres kompenserende evne. I reguleringsdokumentet bestemmes Karman -koefficienten ved hjælp af empiriske formler, der adskiller sig fra dem, der er angivet i.
Stivhedskoefficient k bruges til at bestemme den reducerede længde L prD lysbueelement, som altid er større end dets faktiske længde l g... I kilden er Karman -koefficienten for bøjede bøjninger:
; (6)
hvor: - bøjningskarakteristik.
Her: R- bøjningsradius.
; (7)
hvor: α - bøjningsvinkel (i grader).
For svejsede og kortbøjede stemplede albuer foreslår kilden at bruge andre afhængigheder til at bestemme k:
hvor: - bøjningskarakteristik for svejsede og stemplede bøjninger.
Her: 
- ækvivalent radius af den svejsede bøjning.
For vandhaner fra tre og fire sektorer, α = 15 grader, for en rektangulær tosektorbøjning, foreslås det at tage α = 11 grader.
Det skal bemærkes, at i, koefficienten k ≤ 1.
Forskriftsdokument RD 10-400-01 indeholder følgende procedure til bestemmelse af fleksibilitetskoefficienten K p *:
hvor K s- fleksibilitetskoefficient uden at tage hensyn til begrænsningen af deformation af enderne af rørets bøjede sektion
I dette tilfælde, hvis, så er fleksibilitetskoefficienten taget lig med 1,0.
Mængden K s bestemt af formlen:
, (10)
hvor 
.
Her P- for stort indre tryk, MPa; E t er materialets elasticitetsmodul ved driftstemperatur, MPa.
, (11)
Det kan påvises, at fleksibilitetsfaktoren K p * vil være mere end en, derfor er det ved beregning af den reducerede længde af bøjningen ifølge (7) nødvendigt at tage dens inverse værdi.
Til sammenligning, lad os bestemme fleksibiliteten for nogle standardhaner i henhold til OST 34-42-699-85, ved overtryk R= 2,2 MPa og modul E t= 2x10 5 MPa. Resultaterne er opsummeret i nedenstående tabel (tabel. Nr. 1).
Ved at analysere de opnåede resultater kan det konkluderes, at proceduren til bestemmelse af fleksibilitetskoefficienten i henhold til RD 10-400-01 giver et mere "strengt" resultat (mindre bøjnings fleksibilitet), samtidig med at der tages højde for overtrykket i rørledning og materialets elastiske modul.
Inertimomentet for den U-formede kompensator (fig. 1 b)) i forhold til den nye akse y s J xs defineret som følger:
hvor: L pr- den reducerede længde af kompensatorens akse
; (13)
y s- koordinat for kompensatorens tyngdepunkt:
Maksimalt bøjningsmoment M maks(virker øverst på ekspansionsleddet):
; (15)
hvor H- ekspansionsled udhæng, ifølge fig. 1 b):
H = (m + 2) R.
Den maksimale belastning i sektionen af rørvæggen bestemmes af formlen:
; (16)
hvor: m 1- korrektionsfaktor (sikkerhedsfaktor) under hensyntagen til stigningen i spændinger i de bøjede sektioner.