МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛЬФОНОВ
| Удобство применения сильфонных компенсаторов состоит в том, что этот тип компенсатора не требует дополнительного обслуживания в процессе использования. | |
 Сильфон |
При этом, однако, сильфон относится к невосстанавливаемому (неремонтируемому) элементу, и срок его службы в большинстве своем определяет срок безремонтной эксплуатации трубопроводов, в составе которых он используется.
Срок службы сильфонного компенсатора напрямую зависит от качества материалов, из которых он изготовлен. Поэтому особое внимание мы уделяем качеству стали, поступающей в производство.
Каждая партия стали обязательно подвергается входному контролю, который заключается в проверке документации и сертификатов соответствия, подтверждающих качество и безопасность сырья.
Далее в обязательном порядке проводятся испытания образцов материала на растяжение до разрушения с целью определения основных констант материала (модуль Юнга, коэффициент Пуассона, предел текучести и т.д.) и построения σ-ε диаграммы стали.
|
|
Плоские образцы, вырезанные вдоль и поперек волокон стали (направления прокатки), проходят испытания на растяжение до разрушения на машине Zwick/RoyellZ100, что позволяет полностью исключить использование некачественного или непроверенного сырья для производства наших сильфонных компенсаторов.
Следующий фактор, напрямую влияющий на срок службы сильфонного компенсатора – особенность конструкции изделия.
Основная наша цель при проектировании сильфонного компенсатора состоит в разработке конструкции, работающей при заданном типе нагружения с заданными монтажными размерами и жесткостью, способной выдержать заданное число циклов(например, растяжение-сжатие) под давлением, т.е. конструкции, обладающей заданной циклической прочностью.
Приступив к реализации своей цели, мы исходили из того, что в первую очередь необходим более точный расчет всех инженерных параметров, непосредственно влияющих на
|
 |
|
надежность и долговечность сильфона, которые имеют высокие статистические показатели корреляции с экспериментальными значениями (например, второй инвариант дивиатора тензора напряжений хорошо коррелирует с показателями цикличности при пульсационном цикле).
|
 Срединная поверхность полуволны гофры сильфона
|
В основе наших исследований лежат новейшие научные гипотезы в области распространения разрушений (повреждений) в металлах, а именно: изменения кристаллической решетки вследствие динамических и статических воздействий. Применяя в моделировании гофрированных оболочек сильфонов и их деформировании методы конечных элементов, а также алгоритмы на основе существующих научных работ и исследований в этой области в СССР, России и за рубежом, мы получили очень интересные результаты. |
|
Для более точного расчета напряженного состояния мы моделируем и адаптируем для компьютерной реализации схемы сильфона, изготовленные различными способами (например, гидравлическим способом). В моделях необходимо учитывать все параметры конструкции. Наш подход не имеет аналогов, поскольку мы учитываем любые детали, вплоть до распределения толщины стенки каждого слоя вдоль дуги полуволны гофры сильфона.
Исследования напряженно – деформированного состояния и перемещения гофр смоделированных сильфонов при различных параметрах нагружения проводятся при помощи численных методов, что позволяет нам, используя разработанные нашими специалистами программные пакеты, определять всю картину распределения напряжений в стенке сильфона, в частности определять опасные точки в сильфоне и устранить уязвимости.
|
 Пример возможного или невозможного распределения толщины безразмерной дуги вдоль полуволны гофры
|
| Все вышеперечисленные исследования проводятся с использованием программного обеспечения AutoCAD, MSC.Marc и другие, а также с использованием программы «РС-У» (собственная разработка и интеллектуальная собственность компании). |
 Программа по расчету сильфонов |
Внимательно изучая продукцию других производителей (в России за рубежом), изучая каталоги и технические условия (ТУ), мы пришли к выводу, что все без исключения производители производят сильфоны по устаревшим советским экспериментально-научным изысканиям или используя европейский стандарт EJMA (слегка, очень часто голословно, якобы адаптированный под наши ГОСТы), а также используют конечно – элементные пакеты, не проводя при этом необходимые и дорогостоящие исследования.
Фундаментальный подход к исследованиям в этой области позволяет нам более тщательно подойти к изучению сильфонов, а именно:
|
|
– помогает грамотно сформулировать задачу и как следствие подготовить и провести экспериментальные испытания сильфонов на подтверждение исследуемых параметров;
– набрать экспериментальную статистику, провести анализ для подтверждения ВБР по требованиям действующих государственных стандартов;
– построить графики для малоцикловой зависимости циклической жизни сильфона от амплитуды хода экспериментальных образцов, а также много цикловой зависимости;
|
 |
| – определить доверительные интервалы для ВБР, проводить исследование и анализ разрушений в сильфоне и т. д; | Деформирование оболочки сильфона. Упругое решение, расчет с учетом больших упругих деформаций. |
| – определить предельные параметры давлений рабочей среды для определенных типов сильфонов, а также обеспечение устойчивости (стабильности) сильфона. |
|
В целях сохранения конфиденциальности мы не можем в этой статье дать более подробную информацию по нашим работам и исследованиям. Но! По результатам наших исследований напрашивается очень интересный вывод: в России рынок сильфонной продукции монополизирован и наполнен чрезмерно дорогой (может и качественной) продукцией, но не всегда доказанного качества. Все очень просто, любые отказы сильфонных компенсаторов на трубопроводах тепловых сетей в 90% случаев можно почти без особых усилий объяснить ошибкой при монтаже компенсаторов, нарушением норм эксплуатации и/или т.д. Производители этим пользуются. Заказчик находится в очень сложной ситуации. Он не имеет выбора. Ему приходится покупать не всегда оправданно дорогую продукцию. Наш подход позволяет нам быть честными перед собой и перед заказчиком. Мы не копируем чужие результаты (не копируем чужие ошибки), многие выводы и результаты ждут своего экспериментального подтверждения, которые будут сделаны в ближайшее время. И без сомнения, полученные результаты, положительно скажутся на качестве и цене продукции, выпускаемой ООО ГК «КОМТЕС». |
