EUROPARTNER
  • Polski
  • English
  • Deutsch

Obliczenia Analityczne i MES

Zakładając konieczną w danym urządzeniu klasę szczelności (czyli akceptowalny poziom emisji) algorytm normy EN 1591-1:2014 pozwala na obliczenie odpowiedniego naciągu śrub i tym samym momentu dokręcenia. Obliczenia uwzględniają własności mechaniczne i szczelnościowe użytej uszczelki takie jak: relaksacja i pełzanie, moduł elastyczności, współczynnik tarcia, maksymalne dopuszczalne obciążenie i wartości naprężeń koniecznych do uzyskania danej szczelności. Tak przeliczone połączenie kołnierzowe, wyliczony moment dokręcenia wraz z poprawnie przeprowadzonym montażem gwarantuje poprawną pracę złącza w założonej klasie szczelności.

Algorytm ma jednak ograniczenia. Można nim liczyć kołnierze okrągłe okrągłe, wg modeli określonych w normie, posiadające cztery lub więcej identycznych śrub. Dodatkowo określone są jeszcze pewne warunki geometryczne, które muszą być spełnione. Te ograniczenia oznaczają, że nie zawsze udaje się dopasować projektowane lub eksploatowane kołnierze do modelu obliczeniowego. Można jeszcze posiłkować się obliczeniami opartymi o inne algorytmy obliczeniowe np. WUDT, ASME, AD 2000 Merkblatt. Ale i tu mamy warunki wstępne obliczeń, które nie zawsze można spełnić. Ponad to, przeliczanie samego połączenia algorytmem innego typu niż pozostałe elementy urządzenia ciśnieniowego może spowodować brak spójności pomiędzy wyliczonymi siłami dla połączenia, a dołączonych do niego elementów. Dla przykładu: wyliczone siły zamykające uszczelkę mogą spowodować takie przemieszczenia, obroty przekroju kołnierza, które spowodują przekroczenie naprężeń dopuszczalnych w dołączonym do kołnierza płaszczu / rurze. Dodatkowo algorytmy inne niż EN 1591-1 w ogóle nie pozwalają określić na jakim poziomie szczelności, w jakiej klasie szczelności połączenie będzie pracować.

W wypadkach braku kompatybilności typu czy geometrii kołnierzy eksploatowanych z modelami obliczeń analitycznych, a koniecznością określenia sił i przemieszczeń w złączu można użyć Metody Elementów Skończonych – MES.

Najczęstsze przypadki stosowania tej metody to:

  • złącza z uszczelkami metalowymi: balistymi, soczewkowymi, typu delta, membranowymi itp.
  • złącze poddane działaniu wysokich temperatur i ciśnień, które powodują trwałe odkształcenia elementów złącza. W tym wypadku często wykonuje się dodatkowo pomiary ramieniem współrzędnościowym dokładnie odwzorowujące powierzchnie połączenia
  • złącza o dużych średnicach, najczęściej powyżej 1500 mm, z dużą liczbą śrub
  • złącza o dużym przebiegu eksploatacyjnym, z racji niepewności co do rzeczywistej ich geometrii zastosowanie metod analitycznych może być obarczone niepewnością z tym związaną
  • klapy włazowe i wziernikowe doszczelniane jedną lub dwoma śrubami, zarówno eliptyczne, owalne czy okrągłe
  • ogólnie złącza sprawiające powtarzające się kłopoty ze szczelnością.

Z racji wieloletniego doświadczenia w obszarach doboru uszczelnień, pomiarów szczelności, badań uszczelnień oraz wielu dokonanych analiz złączy kołnierzowych zarówno metodami analitycznymi jak i MES, firma SPETECH oferuje Państwu usługi związane z analizą pracy złącz, opracowania szczegółowych raportów i określeniu wniosków i środków zaradczych.

Wnioski z tych analiz pozwalają na taka modyfikację złącza, by okres bezawaryjne pracy był równy okresom między planowanymi remontami. Wskazujemy jakiego typu uszczelnienia należy użyć, z jakich materiałów, jakimi siłami / momentami należy skręcić połączenie. Określamy jakiej metody użyć w czasie montażu, jaki współczynnik tarcia na śrubie i jakimi metodami zastosować. Oczywiście to nie jedyne możliwe zalecenia. Są one zależne od konkretnie analizowanego przypadku.

Zapraszamy do współpracy.

Osobami odpowiedzialnymi za dobór uszczelnień i obliczenia połączeń kołnierzowych są:
Janusz Zajączek – jzajaczek@spetech.com.pl - +48 512 713 338
Radosław Sieczkowski – rsieczkowski@spetech.com.pl - +48 501 249 073

Janusz Zajączek - kierownik Laboratory of Sealing Materials - SPETECH