Усилие от веса отводящих манифольдов определяется по формуле

Рман = 2 × Мизг / (Dср + Dб), (10.4)

где Мизг –изгибающий момент, равный произведению расстояния от центра

тяжести отвода до оси арматуры устья на силу тяжести отвода;

Dб – диаметр окружности, проведенный через оси болтов.

Изгибающий момент увеличивает нагрузку на часть шпилек, наиболее удаленных от манифольда. Получается рычаг, к которому приложен вес отводов. Рычаг имеет опору о прокладку фланца и растягивает часть шпилек. Так как расстояние до центра тяжести отвода от оси арматуры измеряется метрами, а от опоры фланца до шпилек – сантиметрами, то существенный вес манифольда создает большие дополнительные нагрузки на шпильки. Поскольку это усилие воспринимается только частью шпилек, условно принимают, что нагрузка Рман передается 1/3 всех шпилек соединения. Например, при шести шпильках две, расположенные ближе к отводу, будут разгружены, на двух средних нагрузка не изменится, а у двух шпилек нагрузка увеличится.

Таким образом, в формуле (10.1) для расчета суммарного эксплуатационного усилия Рэ, воспринимаемое шпильками, вес манифольда необходимо утроить.

При подаче в скважину теплоносителя (например, пара) или отборе пластовой жидкости с высокой температурой металл арматуры около проходного сечения и прокладка нагреваются. Температура шпилек будет ниже, т.к. условия их охлаждения лучше. В результате температурное расширение деталей арматуры и прокладки становится больше, чем шпилек, и они нагружаются дополнительным усилием Рт. Считая для упрощения фланцевые окончания жесткими, а шпильку и прокладку упругими, усилие от перепада температур Рт определяют по формуле

Рт = , (10.5)

где Dt – разность температур фланца и шпилек. Dt составляет примерно 7%

от температуры рабочей среды;

h – длина растягиваемой части шпильки, h = 2×Hфл + (4¸5) мм,

где Hфл –толщина фланца;

a – коэффициент теплового расширения материала фланца

(a»1,2×10 1/°С);

hраб –высота прокладки между поверхностями ее опоры о соседние

фланцы;

Е, Епр – модули упругости шпилек и прокладки соответственно;

f, fпр – площади горизонтального сечения шпильки и прокладки соот-

ветственно.

Рабочая высота прокладки hраб находится из выражения

hраб = H – (1 – cos a) × R₀, (10.6)

где H – высота прокладки;

a – угол наклона канавки фланца;

R₀ – радиус закругления углов прокладки(R₀ = 1,6 мм).

2) Расчет усилий при уплотнении с односторонним контактом

прокладки

При затяжке соединения с овальным кольцом (рисунок 10.16, б) последнее сжимается по оси соединения и по радиусу. Если условно принять силу, действующую по радиусу, равномерно распределенной по внешней поверхности кольца, то кольцо можно рассматривать как толстостенный цилиндр (отношение толщины цилиндра к его диаметру близко или более 1/10), сжимаемый внешним условным давлением.

Усилие предварительной затяжки Р_зат в этом случае определяется по следующей формуле:

Рзат = 0,25 × p × Dп × hраб × (1 - к ) × sт × сtg a₁, (10.7)

где Dп – диаметр окружности, проведенный через место касания прокладки

и фланцев;

hраб – рабочая высота прокладки, hраб = H – 0,22 × R₀;

к – коэффициент, определяемый отношением внутреннего к наружному

диаметру прокладки;

sт – предел текучести материала прокладки;

a1 – угол наклона внешней поверхности канавки фланца к его торцу;

Dп = 2 × rн – 2 × R₀ × (1 – sin a₁), (10.8)

где rн – наружный радиус прокладки.

Усилие Рэ, действующее на шпильки фланцевого соединения во время работы арматуры, определяется по формулам:

Рэ = Рд + Рзат; (10.9)

Рд = p/4 × D × Рр. (10.10)

Усилие для поддержания герметичности DРзат определяется по формуле

DРзат = А0 × Рр; (10.11)

А0 = 0,5 × p × Dп × hраб × f(k) × sт × сtg a₁; (10.12)

f(k) = 2 × k / (1 + m × k ), (10.13)

где m - коэффициент трения.

Выражение для определения эксплуатационного усилия Рэ получено для случая, когда прокладка при затяжке доводится до двустороннего касания с канавкой фланца.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: