Poradniki projektowania

Powrót do strony głównej

Informacje podane w tej części służą do określenia podstawowych parametrów użytkowych mieszków sprężystych i kompensatorów mieszkowych produkowanych przez Zakład Elementów Sprężystych
i Lotniczych Sp. z o.o.

Zespół inżynieryjny ZESiL Sp. z o.o. udziela wszelkich informacji konstrukcyjnych dotyczących projektowania, montażu i eksploatacji złączy kompensacyjnych. Ponadto wykonuje projekty złączy na indywidualne zamówienia klientów oraz pomaga w modernizacji już istniejących rozwiązań.

 

Podstawowe dane dotyczące kompensatorów mieszkowych produkowanych
przez Zakład Elementów Sprężystych i Lotniczych Sp. o.o.

Materiały stosowane na mieszki i podzespoły mieszków.

Mieszki sprężyste i podzespoły mieszków produkowane są z taśmy stalowej odpornej na korozję według tabeli:

Lp.

Grubość

Gatunek

Zakres średnic

AISI

W. nr

1

0,8 mm

304L

1.4301

400 mm

2

0,15 mm

321

1.4541

10-20 mm

3

0,2 mm

25-40 mm

4

0,3 mm

50-80 mm

5

0,3 mm

309

1.4828

50-80 mm

6

0,5mm

321

1.4541

80-350 mm

 

 

Skład chemiczny przedstawia tabela poniżej:

Lp.

Symbol

C

Si

Mn

P max.

S max.

Cr

Ni

Pozostałe

%

1.

1.4301

≤0,07

≤1,0

≤2,0

0,045

0,03

17,0-19,5

8-10,5

 

2.

1.4541

≤0,08

≤1,0

≤2,0

0,045

0,03

17,0-19,0

9,0-12,0

Ti: <0,7

3.

1.4828

≤0,20

1,5-2,5

≤2,0

0,045

0,03

19,0-21,0

11,0-13,0

Ti: <0,8

 

Własności mechaniczne prezentuje poniższa tabela:

Lp.

Symbol

Re

RM

A5

A80

[MPa]

[%]

1.

1.4301

230

540-750

45

45

2.

1.4541

220

520-720

40

40

3.

1.4828

230

500-750

22

-

 

 

Parametry konstrukcyjne mieszków sprężystych i podzespołów mieszka produkowanych przez Zakład Elementów Sprężystych i Lotniczych sp. z o.o. dostępne są w katalogu Kompensatorów i mieszków dostępnym do pobrania w odpowiednim dziale.

 

 

Dobór właściwych kompensatorów mieszkowych do kompensowanego odcinka rurociągu.

Określenie kompensacji

Wymaganą kompensację ze względu na warunki pracy rurociągu określa zależność (1):

Gdzie:

∆LK – Obliczona kompensacja całkowita [mm]

α – współczynnik rozszerzalności liniowej rurociągu [mm/m °C]

L – Długość rurociągu (prostoliniowa odległość pomiędzy dwoma punktami stałymi) [m].

∆t – maksymalna różnica temperatur pracy rurociągu [°C]

 

Wartości współczynnika rozszerzalności liniowej „α” [mm/m °C] rurociągu kompensowanego

Materiał rurociągu

Zakres temperatury od 20°C do

100°C

200°C

300°C

Stal ferrytyczna

0,0111

0,0121

0,0129

Stal odporna na korozję

0,0155

0,0165

0,0170

Miedź

0,0155

0,0160

0,0165

 

 

Współczynnik korekcyjny ze względu na temperaturę pracy.

W przypadku stosowania osiowych kompensatorów mieszkowych w temperaturach wyższych od +150°C należy uwzględnić współczynnik „Wk” zgodnie ze wzorem (2):

Gdzie:

pkr – Ciśnienie skorygowane [MPa]

pr – Ciśnienie robocze [MPa]

Wartości współczynnika korygującego „Wk” prezentuje tabela poniżej.

Temperatura robocza [oC]

150

200

250

300

400

450

500

550

Wartość współczynnika [Wk]

1,0

0,9

0,85

0,8

0,61

0,6

0,58

0,56

 

Wyznaczanie trwałości zmęczeniowej w przypadku mniejszej kompensacji.

Kompensatory mieszkowe produkowane w Zakładzie Elementów Sprężystych i Lotniczych Sp. z o.o. w warunkach standardowych maja trwałość zmęczeniową minimum 1000 cykli w pełnym zakresie ugięcia. W przypadku pracy kompensatora mieszkowego w mniejszym zakresie niż projektowy można oszacować jego przybliżoną trwałość zmęczeniową. Z drugiej strony zakładając trwałość zmęczeniową większą od projektowej możemy określić przy jakiej kompensacji będzie to możliwe do osiągnięcia.

Współczynnik korekcyjny wyznaczamy z wzoru (3).

 Gdzie:

Wpływ ilości cykli na wartość współczynnika prezentuje poniższa tabela.

Ilość cykli

Współczynnik

Ilość cykli

Współczynnik

Ilość cykli

Współczynnik

500

1,15

10 000

0,55

500 000

0,2

1 000

1,0

20 000

0,45

1 000 000

0,15

2 000

0,85

50 000

0,35

2 000 000

0,1

4 000

0,7

100 000

0,3

5 000 000

0,07

7 000

0,6

200 000

0,25

10 000 000

0,05

 

 

Przemieszczenia poprzeczne.

Rurociągi, na których zamontowane są złącza kompensacyjne, poza przemieszczeniami osiowymi wynikającymi z wydłużeń cieplnych podlegają również drganiom lub przemieszczeniom poprzecznym.

  1. Kompensacja poprzeczna.

Całkowite przemieszczenia boczne kompensatorów mieszkowych produkowany przez Zakład elementów Sprężystych i Lotniczych Sp. z o.o. określa wzór (4).

 

Gdzie:

 

Przykład dla kompensatora KR80-16.

Dane:

Kompensacja: 60=(±30)mm

Średnica zewnętrzna: 118 mm

Długość całkowita mieszka: 130 mm

Długość pierścieni wzmacniających: 10mm

Obliczenia:

Długość czynna mieszka: 

Kompensacja poprzeczna:

Stąd możliwe przemieszczenia poprzeczne kompensatora mieszkowego wynoszą: LT: 18,6=(±9,3)mm

Koniec przykładu.

 

  1. Sztywność poprzeczna.

Wartość siły poprzecznej niezbędnej do przesunięcia poprzecznego mieszka o 1 mm prezentuje wzór (5).

Gdzie:

 

Przemieszczenia kątowe.

W szczególnych przypadkach kompensatory mieszkowe produkowane przez Zakład Elementów Sprężystych i Lotniczych Sp. z o.o. mogą przenosić również obciążenia kątowe.

  1. Kompensacja kątowa.

Dopuszczalny kąt zgięcia pojedynczego mieszka prezentuje wzór (6).

 

Gdzie:

 

  1. Sztywność kątowa.

Wartość momentu niezbędnego do ugięcia kompensatora  o 1° przedstawia wzór (7).

Gdzie: