Усталостный ресурс сильфонных компенсаторов
2026-09-04
Число циклов усталостного разрушения определяется по конструктивным параметрам сильфона, значениям давления и величине компенсации расчётом и испытаниями. Поскольку проблема усталости сильфона является довольно сложной, а данные имеют довольно широкий диапазон, соответствующими государственными стандартами установлено, что при определении усталостного ресурса компенсатора [N] коэффициент запаса обычно принимается по четырём категориям:
(1) Для сильфонных компенсаторов, применяемых в сосудах и крупных теплообменниках и другом подобном оборудовании для легковоспламеняющихся, взрывоопасных, сильнокоррозионных, сильнодействующих ядовитых сред, принимается ≥15.
(2) Для сильфонных компенсаторов, применяемых на линиях водоснабжения, электроснабжения и газоснабжения, необходимых для промышленного производства и жизнедеятельности населения, принимается ≥10.
(3) Для сильфонных компенсаторов, применяемых на главных паропроводах с большими перемещениями, малым числом циклов и прямым подключением к источнику тепла, а также на постоянно действующих протяжённых подземных трубопроводах и т.п., принимается ≥5.
(4) Для сильфонных компенсаторов, применяемых в оборудовании для поглощения механических вибраций или в других специальных случаях, принимается ≥2.
В данном каталоге все перечисленные изделия рассчитаны с коэффициентом запаса 15 для получения числа циклов усталостного разрушения сильфона N.
То есть: 【N】-N/15
【N】- допустимое число циклов усталостного ресурса
【N】- число циклов усталостного разрушения
Если фактически выбранное пользователем число циклов усталости не совпадает с числом циклов усталости, указанным в каталоге, можно внести поправку по коэффициентам таблицы 3 и таблицы 4:
Поправочный коэффициент F3 влияния числа циклов усталостного разрушения на величину компенсации для компенсатора без бронирующего кольца (Таблица 3)
| N циклов | 2250 | 4500 | 7500 | 9000 | 10500 | 12000 | 15000 | 30000 | 60000 | |
| F3 | 1.525 | 1.33 | 1.18 | 1.125 | 1.085 | 1.05 | 1 | 0.87 | 0.745 | |
Поправочный коэффициент F3′ влияния числа циклов усталостного разрушения на величину компенсации для компенсатора с бронирующим кольцом (Таблица 4)
| N циклов | 2250 | 4500 | 7500 | 9000 | 10500 | 15000 | 30000 | 60000 |
| F3′ | 1.825 | 1.48 | 13.13 | 1.85 | 1.03 | 1 | 0.805 | 0.64 |
Примечание: если значение находится между двумя числами, коэффициент выбирается методом интерполяции .
Пример 3
Определить осевую компенсирующую способность осевого сильфонного компенсатора внутреннего давления типа 2.5BJZ250×6—F при N=4500 циклов
По каталогу: при N=15000 циклов Xo=60 мм
После корректировки: при N=4500 циклов, f3=1,33 Xo=f3Xo=1,33×60=79,8 мм, то есть при N=4500 циклов Xo может достигать 79,8 мм.
Влияние одновременного неодинакового изменения рабочего давления и перемещения трубопровода на усталостный ресурс компенсатора.
Усталостный ресурс сильфонного компенсатора в большой степени зависит от его рабочего давления и величины перемещения трубопровода. При отношении фактического рабочего давления P′ к номинальному рабочему давлению P (P′/P), равном 100%, и при отношении фактического перемещения трубопровода △′L к номинальному перемещению трубопровода △L, равном 100%, срок службы равен скорректированному фактическому числу циклов усталостного ресурса, (принято 1000 циклов) . Если P′/P=100% , а △L/△L=50%. то усталостный ресурс составляет 21500 циклов, подробнее см. таблицу 5.
Усталостный ресурс компенсатора при изменении рабочего давления и перемещения трубопровода (Таблица 5)
| Изменение перемещения △L/△L×100 |
Изменение рабочего давления P′/P×100% | ||||||
| 100 | 80 | 60 | 50 | 40 | 20 | 0 | |
| 120 | 480 | 500 | 530 | 550 | 570 | 600 | 650 |
| 110 | 680 | 740 | 780 | 830 | 900 | 1000 | 1100 |
| 100 | 1000 | 1100 | 1200 | 1350 | 1450 | 1550 | 1700 |
| 90 | 1500 | 1700 | 1850 | 2000 | 2200 | 2700 | 3200 |
| 80 | 2500 | 2950 | 3450 | 3800 | 4100 | 4700 | 5500 |
| 70 | 4400 | 5450 | 6400 | 6950 | 7500 | 8700 | 10100 |
| 60 | 8900 | 11500 | 14900 | 16500 | 18000 | 22000 | 27000 |
| 50 | 21500 | 28700 | 42000 | 51500 | 60700 | 75000 | 83000 |
| 40 | 69500 | 1.12×105 | 1.92×105 | 2.58×105 | 5.52×105 | ||
Суммирование величин перемещений
Приведённые в таблицах серий данного каталога осевая компенсирующая способность Xo, поперечная компенсирующая способность Yo и угловое перемещение θo являются номинальными величинами перемещения компенсаторов различных типов, а также максимальными значениями диапазона перемещения при отдельном осуществлении такого вида перемещения; если данный компенсатор должен воспринимать два или более видов перемещений, то выбор величины компенсации должен соответствовать следующему соотношению:
Xo, Yo, θo — соответствующие компенсирующие способности при отдельном осуществлении осевой, поперечной и угловой компенсации при некотором числе циклов усталостного разрушения (определяемые по каталогу и получаемые после корректировки). Y1, y1, θ — фактические значения одновременно существующих осевой, поперечной и угловой компенсаций при данном числе циклов усталостного разрушения.
