Punkty stałe i elementy ślizgowe

Wydłużenie i skrócenie termiczne

Zmiana długości instalacji zwykle występuje pod wpływem zmian temperatury. Punkty stałe montowane są w miejscach neutralnych co umożliwia pracę rurociągu w obu kierunkach. Elementy ślizgowe stosuje się pomiędzy punktami stałymi w celu ułatwienia przesuwu instalacji.

W celu doboru odpowiedniego punktu stałego należy znać:

materiał z jakiego wykonana jest rura
minimalną i maksymalną temperaturę
wymiar i grubość ścianki rury
ciśnienie w instalacjach

Ruch rurociągu może być neutralizowany:

w sposób naturalny, przez istniejące lub stworzone załamania biegu rur
w sposób projektowy, stosując np. kompensatory

Dobór kompensatorów

Dobierając kompensatory należy znać ciśnienie w rurociągu, dlatego wskazane jest aby stosować metody naturalne. Punkty stałe zapewniają rozszerzalność rur w kierunku kompensatorów gdzie siła oraz przemieszczenie jest kontrolowane.

Mocowania między punktami stałymi jedynie prowadzą rury, nie powodując jakichkolwiek oporów.

Kompensacja naturalna

Stosując załamania rurociągu należy zwracać uwagę na odległość między pierwszym punktem ślizgowym a zakrętem rury. Im mniejsza odległość, tym większa siła zginający oraz tym większe przemieszczenie rurociągu. Siła ta jest kierowana do punktu stałego.

Siły występującej w punktach stałych Ff, przy kompensacjach naturalnych:

Siła tarcia występująca na ślizgach Fw.
Siła spowodowana przez zginanie kompensatora Fb.

Ff = Fw + Fb

W celu określenia siły zginającej Fb, należy określić długość kompensatora. Długość ta zależy od zmian długości rury. Zmiana długości rurociągu ΔL zależy od odległości L pomiędzy punktami stałymi, współczynnika a rozszerzalności liniowej materiału rury oraz różnicy temperatur ΔT.

ΔL = L x α x ΔT

Wielkość wydłużenia liniowego Lb zależy od zmiany długości ΔL, zewnętrznej średnicy rury Db i współczynnika materiałowego rury K.

Współczynnik K modułu elastyczności materiału, z którego wykonana jest rura E i maksymalnego, akceptowanego naprężenia materiału σ.

K = √(1.5 x E)/σ

Siła tarcia Fw zależy od współczynnika tarcia μ ślizgowego oraz siły F występującej na elemencie ślizgowym. Obciążenie to waga rury i jest wartością stałą Fp.

Fw = Fp x μ

Legenda:

Oznaczenie:	Opis:	Jednostka:
Ff	Siła w punkcie stałym	N
Fw	Siła tarcia	N
Fp	Masa rury razem z zawartością	N
Fb	Siła zginająca	N
Db	Zewnętrzna średnica rury	mm
Di	Wewnętrzna średnica rury	mm
I	Moment bezwładności	mm4
E	Moduł elastyczności materiału rury	N/mm2
K	Stała materiałowa
Lb	Wielkość wydłużenia liniowego	mm
ΔL (Delta L)	Różnica długości rury	mm
ΔT (Delta T)	Różnica temperatur	°C
α (Alfa)	Współczynnik rozszerzalności liniowej materiału	mm/m°C
μ (Mu)	Współczynnik tarcia
σ (Sigma)	Maksymalne, akceptowane naprężenia w rurze	N/mm 2
π (Pi)	Liczba 3,142	3.142