Hőmérsékleti feszültségek a csővezetékekben és azok kompenzálása
Főoldal / Műszaki cikkek / A csővezetékek hőmérsékleti feszültsége és kompenzáció
Az olajkészletek földi csővezetékei a deformálódásnak vannak kitéve, amely a szivattyúzott olaj hőmérsékletének és a légköri levegő hőmérsékletének változásaihoz kapcsolódik.
A tartányon szabadon fekvő csővezeték hosszának h mérsékletének δT-vel történő változása δl-vel megegyezik
ahol αL a fém lineáris terjeszkedésének együtthatója, αL = 1,2h10 -5 1 / K acél esetében.
Termikus deformációkkal a feszültség vagy a kompresszió termikus igénybevétele merül fel, amelyet a képlet határoz meg
σT = E · αL · δT
ahol E a csőanyag rugalmassági modulusa, E = 2,1 × 10 5 MPa
A termikus feszültségek előfordulása következtében a csőszakasz, amelyet rögzített támasztékok támadnak, erővel hat rá
ahol S a csőmetszet keresztmetszete.
Értékeljük az FL értékét. Legyen egy 325 mm átmérőjű csővezeték, amelynek falvastagsága 9 mm. Az ízületek zárási hőmérséklete és az üzemelés során a cső hőmérséklete közötti különbség 5 fok.
A megadott feltételekre:
σT = 2,1 · 10,5 · 1,2 · 10 -5 · 5 = 12,6 MPa
FL = 12,6 · 10,6 · 9,89 · 10 -4 = 12460 H
Mivel a tartály például a csővezeték rögzített tartója is, az FL erő hatására megsérülhet (különösen ha δT például 20 fok).
Amikor szóló csővezetékek föld alatti cső súrlódási erő a földön részlegesen vagy teljesen kompenzálja az erő, amely miatt előfordul, hogy a hőmérséklet törzsek. Ennek az erőnek a nagysága
ahol μr - a cső súrlódási együtthatója a talajon, = 0,4-0,5; Prp a talaj nyomása a csővezetéken, Prp = ngr · ygr · hsr; n gr - a talajtömegre való terhelés megbízhatósága, n gr = 1,2; γgr - a talaj fajsúlyossága; A hp a csővezeték átlagos mélysége.
Az FL és Ffr értékek megegyeznek. Könnyű megtalálni az lmin csővezeték minimális hosszát. teljes hőmérsékleti feszültség kompenzálásával
Egy példa. Hagyja, hogy a fenti csővezeték föld alatt lógott (γgr = 19 000 N / m 3) 1 m mélységben. Ebben az esetben
Ennek megfelelően (feltételezve, hogy μρ = 0,5)
Tehát a technológiai csővezetékek földalatti lefektetésével a hőmérsékleti deformációkat szinte teljesen kompenzálják a talajjal szembeni súrlódásuk.
Hogy csökkentse az erő, amellyel a talaj vonal alatt a hőmérséklet deformációk befolyásolja a tárgyak raktárak (fix támaszok, hajók, szivattyúk, stb), Alkalmazás önálló kompenzáló pad cső, vagy különleges eszközök - kompenzátorok.
Amikor self-kompenzáló folyamat Csővezetékek elrendezés olyan, hogy lehetővé teszi számukra, hogy a flex során hőmérséklet deformációk, ezáltal csökkentve a nagysága a hosszirányú erő.
A technológiai csővezetékek önkompenzáló lefektetésének rendszere: a - sarokrész; b - ^ alakú szakasz; 1 - tározó; 2 - csővezeték telepítés után; 3 - csővezeték hőmérsékleti deformációnak van kitéve; 4 - szivattyú
Az olajraktárakban használt kompenzátorok lencse, mirigy és hajlított.
A lencse kompenzátorokat 100-1200 mm névleges átmérőjű csővezetékekre használják, amelyeket 0,6 MPa nyomásig terveztek. A kompenzátorok egy-, két-, három-négylencsét termelnek.
Objektív kompenzátor: a - egylencse; b - négy lencse. 1 - ágcső; 2 - fél lencse; 3 - üveg; 4 karima; 5 - vízelvezető cső
Egy lencse kompenzáló képessége 7-16 mm. A lencse kompenzátor előnyei tömörség és viszonylag kis méretek. Azonban ezeket korlátozottan használják alacsony kompenzáló teljesítményük és alacsony megengedett nyomása miatt.
A tömszelence hossztengelyei acélból vagy öntöttvasból és mozgó üvegből állnak.
A tömítés a test és az üveg között egy olajtömítéssel van ellátva. Csomagolásához használjon azbesztelt kabátot vagy hőálló gumit. A tömszelence hossztengelyei egyoldalúak és kétoldalúak. Ezeket 100-1000 mm-es feltételes átmérőjű csővezetékekre használják, amelyeket 1,6 MPa nyomásig terveztek. A mirigy kompenzátorok előnye a viszonylag nagy kompenzációs kapacitás (150-500 mm). Ezek azonban nem elég feszesek és szükségük van a tömítõmirigy állapotának állandó felügyeletére.
Ívelt U-alakú tágulási ízületek a legelterjedtebbek az olajraktárakban.
Külső átmérőjük, falvastagságuk és acélszerkezetük megegyezik a folyamatvezetékéval. Az U alakú kompenzátor méreteit a kar LK távozása jellemzi. a kar szélessége. hajlítási sugár RK. valamint a L'k és a kar 6'k távozásának egyenes betétjeinek hosszaival. Az U alakú kompenzátor karjának hosszának kiszámítása a képlet szerint történik
ahol [σ] a csőanyag megengedett feszültsége; т2 - a léptető hosszának és a kompenzátor kar szélességének aránya