ГОСТ 32388-2013. Межгосударственный стандарт. Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия

8.5. Учет влияния компенсаторов при расчете трубопровода

8.5.1. Компенсаторы состоят из одного или нескольких гибких элементов (рисунок 8.10, а) и набора деталей, предназначенных для крепления гибких элементов, восприятия тех или иных нагрузок, присоединения к трубопроводу и т.д.

 

 

Рисунок 8.4. Схема работы осевого и углового компенсаторов

 

По конструктивно-технологическому исполнению гибкого элемента различают следующие типы компенсаторов: линзовые компенсаторы с гибкими элементами, сваренными из двух полулинз; сильфонные компенсаторы с гибкими элементами, полученными методом гидроформовки; компенсаторы с омегаобразными гофрами; резиновые компенсаторы; тканевые компенсаторы; сальниковые компенсаторы и некоторые другие.

В зависимости от характера перемещений, которые необходимо компенсировать, применяют следующие типы компенсаторов:

- осевые компенсаторы (рисунок 8.4, а - в);

- угловые компенсаторы (рисунок 8.4, г);

- сдвиговые компенсаторы (рисунок 8.5, а - в);

- универсальные: сдвигово-поворотно-осевые, сдвигово-осевые, поворотно-осевые, сдвигово-поворотные.

 

 

а

 

 

б

 

 

в

 

Рисунок 8.5. Схемы работы сдвиговых компенсаторов

 

8.5.2. Компенсаторы выбирают по данным завода-изготовителя в зависимости от максимального расчетного давления, температуры, рабочей среды и компенсирующей способности.

8.5.3. Устанавливают компенсаторы согласно схемам и рекомендациям заводов-изготовителей.

8.5.4. При поверочном расчете трубопровода компенсаторы рассматривают как элемент, характеризуемый в зависимости от конструкции компенсатора осевой, изгибной и/или сдвиговой жесткостью, определяемыми по нормативным документам или по данным заводов-изготовителей.

8.5.5. Силу трения в сальниковом компенсаторе , Н, определяют как наибольшее значение, вычисленное по формулам:

 

(8.2)

 

(8.3)

 

где m - число болтов компенсатора;

- площадь поперечного сечения набивки , мм2;

;

- внутренний диаметр корпуса сальникового компенсатора, мм;

p - расчетное давление, принимаемое равным не менее 0,5 МПа;

- длина набивки по оси сальникового компенсатора, мм;

- наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, мм;

- коэффициент трения набивки о металл, принимаемый равным 0,15.

При определении силы трения по формуле (8.2) значение следует принимать не менее 1 МПа.

8.5.6. При расчете трубопровода необходимо учитывать распорное усилие в компенсаторе (рисунок 8.6), определяемое по формуле

 

(8.4)

 

где - эффективная площадь, принимаемая по стандартам на осевые компенсаторы или по данным заводов-изготовителей, мм2.

 

 

Рисунок 8.6. Схема приложения распорных усилий

в осевом компенсаторе

 

В случае отсутствия данных о допускается принимать следующие значения:

- для сальниковых компенсаторов

 

(8.5)

 

- для сильфонных и линзовых компенсаторов

 

(8.6)

 

где и D - наружный и внутренний диаметры соответственно гибкого элемента, мм.

В поворотных и сдвиговых компенсаторах распорное усилие воспринимают стяжками. У осевых неразгруженных компенсаторов распорное усилие действует на участки трубопровода, примыкающие к компенсатору. Это усилие передается на опоры трубопровода, что следует учитывать при их расчете.

Для осевых полностью разгруженных компенсаторов следует принимать .

8.5.7. Характеристика осевого компенсатора называется компенсирующей способностью на растяжение-сжатие (амплитудой осевого хода), а - полной компенсирующей способностью.

В случае выполнения монтажной растяжки осевого компенсатора на величину его компенсирующую способность на сжатие увеличивают до .

8.5.8. При выполнении поверочного расчета трубопровода должны выполняться следующие условия:

- расчетное перемещение осевого компенсатора не должно превышать его компенсирующую способность на растяжение-сжатие (допустимый осевой ход):

 

(8.7)

 

- угол поворота углового компенсатора не должен превышать допустимый угловой ход:

 

(8.8)

 

- сдвиговое перемещение сдвигового компенсатора не должно превышать допустимый боковой ход:

 

(8.9)

 

где , , - расчетные перемещения и углы поворота компенсаторов, определяемые на основании расчета трубопровода в целом;

, , - допускаемые величины перемещений компенсатора соответственно на растяжение-сжатие (компенсирующая способность), сдвиг (допустимый боковой ход) и изгиб (допустимый угловой ход), которые устанавливает завод-изготовитель по результатам испытаний компенсатора на выносливость при заданной наработке, соответствующей режиму эксплуатации трубопровода.

Для универсального компенсатора, испытывающего одновременно осевые, изгибные и сдвиговые деформации, при отсутствии рекомендаций завода-изготовителя должно выполняться условие

 

(8.10)