1.Анализ конструкции изделия

Компенсаторы (рисунок. 1) сваривают из отдельных изогнутых труб или из отводов и прямых отрезков труб между ними. Некоторые компенсаторы нельзя выполнить целиком, так как их размеры превышают габариты, допустимые для перевозки к месту монтажа. В этом случае компенсаторы собирают и сваривают на месте монтажа. Гнутые компенсаторы из труб, воспринимающие удлинение за счет их изгиба без остаточных деформаций, удобны для эксплуатации. Изготовляют их П-образной формы из тех же труб, что и сам трубопровод. Ключевой особенностью этого типа гидрошпонок является П-образная форма сечения. Это позволяет достаточно легко и быстро фиксировать П-образный компенсатор в монтажном положении..

П-образные компенсаторы

Рисунок 1

• а – из целой трубы,

• б – из двух частей,

• в – из трех частей,

• г – из семи частей

П-образные компенсаторы рекомендуется применять для трубопроводов диаметром до 600 мм. Компенсирующая способность П-образных компенсаторов зависит от их геометрических размеров и может достигать 600…700 мм.

Недостатки таких компенсаторов: дополнительный расход труб, увеличение сопротивления движению продукта по трубопроводу, большие размеры и необходимость сооружения специальных опор.

Из достоинств можно прежде всего выделить простоту и надежность. Кроме того, этот тип компенсаторов наиболее хорошо изучен и описан в учебно-методической и справочной литературе. Несмотря на это, часто у молодых инженеров, не имеющих специализированных программ, расчет компенсаторов вызывает затруднения. Связано это прежде всего с достаточно сложной теорией, с наличием большого количества поправочных коэффициентов и, к сожалению, с наличием опечаток и неточностей в некоторых источниках.

Изготавливается П-образный компенсатор из стали Ст-3. Это материал, обладает и обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики. В частности, материал обладает полной водонепроницаемостью, высокими механическими характеристиками и химической устойчивостью.

Механические свойства стали Ст. 3:

1. δв кг/мм2: 30-40; 41-43; 44-47;

2. δт кг/мм2: 24

3. δ кг/мм2: >23; >22; >21;

4. Ψ %: >27; >26; >25;

5. αк кгм/см2: -

6. Твердость Нв: >140;

Химический состав стали

C	0,14 - 0,22
Si	0,15 - 0,3
Mn	0,4 - 0,65
Ni	до 0,3
S	до 0,05
P	до 0,04
Cr	до 0,3
N	до 0,008

Сталь ст3 не склонна к отпускной хрупкости. Свариваемость без ограничений.

Качество конструкционной стали определяется коррозионной стойкостью, механическими свойствами и свариваемостью. По своим механическим характеристикам стали делят на группы: сталь обычной, повышенной и высокой прочности.

Основные свойства стали непосредственно зависят от химического элементов, входящих в состав сплава и технологических особенностей производства.

Основой структуры стали является феррит. Он является малопрочным и пластичным, цементит напротив, хрупок и тверд, а перлит обладает промежуточными свойствами. Свойства феррита не позволяют применять его в строительных конструкциях в чистом виде. Для повышения прочности феррита сталь насыщают углеродом (стали обычной прочности, малоуглеродистые), легируют добавками хрома, никеля, кремния, марганца и других элементов (низколегированные стали с высоким коэффициентом прочности) и легируют с дополнительным термическим упрочнением ( высокопрочные стали)

К вредным примесям относятся фосфор и сера. Фосфор образует раствор с ферритом, таким образом снижает пластичность металла при высоких температурах и повышает хрупкость при низких. Образование сернистого железа при избытке серы приводит к красноломкости металла. В составе стали ст3 допускается не более 0,05% серы и 0,04 % фосфора.

При температурах, недостаточных для образования ферритной структуры возможно выделение углерода и его скопления между зернами и возле дефектов кристаллической решетки. Такие изменения в структуре стали понижают сопротивление хрупкому разрушению, повышают предел текучести и временного сопротивления. Это явление называют старением, в связи с длительностью процесса структурных изменений. Старение ускоряется при наличии колебаний температуры и механических воздействиях. Насыщенные газами и загрязненные стали подвержены старению в наибольшей степени.

Конструкционные стали производят мартеновским и конвертерным способами. Качество и механические свойства сталей кислородно-конвертерного и мартеновского производства практически не отличаются, но кислородно-конвертерный способ проще и дешевле.

По степени раскисления различают спокойные, полуспокойные и кипящие стали. Кипящие стали - нераскисленные. При разливке в изложницы они кипят и насыщаются газами.

Для повышения качества малоуглеродистых сталей используют раскислители - добавки кремния (0,12 - 0,3%) или алюминия (до 0,1 %).

Раскислители связывают свободный кислород, а образующиеся при этом алюминаты и силикаты увеличивают количество очагов кристаллизации, способствуя образованию мелкозернистой структуры. Раскисленные стали называют спокойными, т.к. они не кипят при разливке. Спокойные стали более однородны, менее хрупкие, лучше свариваются и хорошо противостоят динамическим нагрузкам. Их применяют при изготовлении ответственных конструкций. Ограничивает применение спокойной стали высокая стоимость и по технико-экономическим соображениям наиболее распространенным конструкционным материалом является полуспокойная сталь. Для раскисления полуспокойной стали используется меньшее количество раскислителя, преимущественно кремния. По качеству и цене полуспокойные стали занимают промежуточное положение между кипящими и спокойными.