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.
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.
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.
Dopuszczalny kąt zgięcia pojedynczego mieszka prezentuje wzór (6).
Gdzie:
Wartość momentu niezbędnego do ugięcia kompensatora o 1° przedstawia wzór (7).
Gdzie: