П- образные компенсаторы применяются при всех способах прокладки. К преимуществам этих компенсаторов следует отнести небольшие усилия, передаваемые на неподвижные опоры, и большую компенсирующую способность. К недостаткам - б ольшие габариты и увеличенное гидравлическое сопротивление. Кроме того, увеличивается металлоёмкость и трудоемкость cстроительства.
Компенсирующая способность П-образного компенсатора определяется его размерами: вылетом , створом
и радиусом отвода R. Для гибких компенсаторов применяются крутоизогнутые отводы с радиусом гиба, равным диаметру трубы, а также нормально изогнутые отводы с радиусом гиба не менее трёх диаметров трубы.
В целях снижения расчётного температурного удлинения рекомендуется устанавливать П-образные компенсаторы с предварительной 50% растяжкой.
В этом случае компенсатор рассчитывается на удлинение по формуле:
(4.2)
где - удлинение компенсатора, м.
П-образные компенсаторы устанавливаем на участках: 1— 12 и 1 — 13 (см. план сетей). Компенсирующая способность П-образного компенсатора при растяжке в холодном состоянии на половину ожидаемого удлинения определяется по формуле:
(4.3)
где - компенсирующая способность компенсатора, м;
- допустимое напряжение на изгиб;
=120МПа для компенсаторов из стали 10, 20, Ст2сп;
A – расчетный параметр, м ;
E - модуль упругости, МПа; для углеродистой стали
- участок трубы между неподвижными опорами, м;
m – коррекционный коэффициент на уменьшение жесткости трубы при увеличении диаметра.
(4.4)
где R – радиус отвода компенсатора, м;
- вылет компенсатора, м;
- створ компенсатора, м;
- коэффициент жесткости кармана.
Для расчета коэффициента жесткости кармана необходимо определить коэффициент трубы по формуле:
(4.5)
где h – коэффициент трубы;
- толщина стенки трубы, м;
- средний диаметр трубы (по середине толщины трубы), м;
- наружный диаметр трубы, м;
Коэффициент Кармана k и поправочный коэффициент m определяются: для нормально гнутых отводов с радиусом гиба
, при h>1;
, при
;
;
Рассчитанная компенсирующая способность компенсатора должна быть больше удлинения трубы.
(4.6)
Для участка 1-12:
Для участка1-13:
Сила упругого отпора компенсатора (сила, действующая на неподвижную опору) определяется по формуле:
(4.7)
где
Рx – сила упругого отпора компенсатора, Н;
dн – наружный диаметр трубы, м;
dв – внутренний диаметр трубы, м;
Ixs – момент инерции упругой линии оси компенсатора, м4.
Момент инерции упругой линии оси компенсатора
где nв , nс – отношение длины вылета и спинки компенсатора к радиусу гиба отвода компенсатора
Lпр – приведённая длина оси компенсатора, м;
ys – координата упругого центра, м
Координата упругого центра:
(4.9)
Приведённая длина оси компенсатора:
(4,10)
где nП – отношение длины плеча компенсатора к радиусу гиба отвода компенсатора.
Для участка 1-12:
Для участка 1-13: