Acasă / Articole tehnice / Tensiuni de temperatură în conducte și compensarea acestora
Conductele de conducte ale depozitelor de ulei sunt supuse unor deformări asociate schimbărilor de temperatură a uleiului pompat și a aerului atmosferic.
Lungimea conductei situată liber pe suporturi, cu o schimbare a temperaturii cu ΔT, se modifică cu o valoare δl egală cu
unde αL este coeficientul de dilatare liniară a metalului, pentru oțel αL = 1,2x10 -5 1 / K.
În cazul deformațiilor termice, se produc tensiuni termice de tensiune sau compresiune determinate de formula
σT = E · αL · δT
unde E este modulul de elasticitate al materialului conductei, pentru oțel E = 2,1 x 10 5 MPa
Ca urmare a apariției solicitărilor termice, secțiunea de țeavă, blocată între suporturile fixe, acționează asupra lor cu forță
unde S este secțiunea transversală a metalului țevii.
Vom estima valoarea FL. Să fie o conductă de 325 mm în diametru cu o grosime a peretelui de 9 mm. Diferența dintre temperatura de închidere a îmbinărilor în timpul construcției și temperatura țevii în timpul funcționării este de 5 grade.
Pentru condițiile specificate:
σT = 2,1 · 10 5 · 1,2 · 10 -5,5 = 12,6 MPa
FL = 12,6 · 10 6,9,89 · 10 -4 = 12460 H
Deoarece rezervorul, de exemplu, este de asemenea un suport fix al conductei, acesta poate fi deteriorat de forța FL (mai ales dacă δT este, de exemplu, 20 grade).
Când sunt amplasate conductele subterane, forța de frecare a conductei față de sol compensează parțial sau complet forța rezultată din deformarea temperaturii. Amplitudinea acestei forțe este
unde μр - coeficientul de frecare al țevii la sol, = 0,4-0,5; Prp este presiunea solului pe conducte, Prp = ngr · ygr · hsr; n gr - factor de fiabilitate la încărcarea de la greutatea solului, n gr = 1,2; γgρ - greutatea specifică a solului; hp este adâncimea medie a conductei.
Ecuația valorilor FL și Ffr. Este ușor de găsit lungimea minimă a conductei lmin. asigurând compensarea completă a solicitărilor de temperatură
Un exemplu. Permiteți conductei de mai sus să fie așezate subteran într-un strat de argilă (γgr = 19.000 N / m 3) la o adâncime de 1 m. În acest caz
Corespunzător, găsim (presupunând μρ = 0,5)
Astfel, prin așezarea subterană a conductelor tehnologice, deformările de temperatură sunt aproape complet compensate prin frecare față de sol.
Pentru a reduce forța cu care linia de sol în timpul deformărilor de temperatură afectează depozitele de obiecte (suporturi fixe, vase, pompe, etc.), Aplicare țeavă autocompensare pad, sau dispozitive speciale - compensatoarelor.
Cu o garnitură auto-compensatoare, configurația conductelor tehnologice este de așa natură încât le permite să se îndoaie sub deformări de temperatură, reducând astfel amploarea forței longitudinale.
Schemă de instalare cu auto-compensare a conductelor tehnologice: o secțiune - colț; secțiunea în formă de b; 1 - rezervor; 2 - conducte după instalare; 3 - conducta supusă deformării temperaturii; 4 - pompă
Compensatoarele utilizate la depozitele de ulei sunt lentile, glande și îndoite.
Compensatoarele pentru lentile sunt utilizate pe conducte cu diametrul nominal de 100 până la 1200 mm, proiectate pentru presiuni de până la 0,6 MPa. Compensatoarele produc un singur, doi, trei-patru lentile.
Compensator pentru lentile: a - o singură lentilă; b - cu patru lentile. 1 - o conductă de ramificație; 2 - jumătate de lentilă; 3 - un geam; 4 flanșe; 5 - țeavă de drenaj
Capacitatea de compensare a unei lentile este de la 7 la 16 mm. Avantajele compensatoarelor pentru lentile sunt etanșeitatea și dimensiunile relativ mici. Cu toate acestea, ele sunt utilizate într-un mod limitat, datorită puterii lor reduse de compensare și presiunii reduse admisibile.
Rosturile de dilatare a glandelor constau dintr-o carcasă din oțel sau fontă și dintr-o sticlă în mișcare.
Etanșarea dintre corp și geam este asigurată de o garnitură de ulei. Pentru ambalarea sa, folosiți un cordon suspendat de azbest sau un cauciuc rezistent la căldură. Articulațiile de dilatare a glandelor sunt unilaterale și bidirecționale. Acestea sunt utilizate pe conducte cu diametru condiționat de la 100 la 1000 mm, concepute pentru o presiune de până la 1,6 MPa. Avantajul compensatoarelor pentru glande este capacitatea lor relativ mare de compensare (de la 150 la 500 mm). Cu toate acestea, ele nu sunt suficient de strânse și necesită o supraveghere constantă a stării de etanșare a glandelor.
Elementele de dilatare în formă de U curbat au devenit cele mai răspândite la depozitele de petrol.
Diametrul lor exterior, grosimea peretelui și gradul de oțel se presupune că sunt aceleași cu cele ale conductei de proces. Dimensiunile compensatorului în formă de U se caracterizează prin plecarea brațului LK. lățimea brațului. raza de îndoire RK. și, de asemenea, de lungimea inserțiilor drepte, respectiv de plecarea lui L'k și a brațului 6'k. Calcularea lungimii brațului de compensator în formă de U se realizează conform formulei
unde [σ] este tensiunea permisă a materialului țevii; т2 - raportul dintre lungimea flyout-ului și lățimea brațului compensatorului