Ücretsiz Mühendislik Aracı
Boru Termal Genleşme & Esneklik Hesaplayıcısı
Kılavuzlu-konsol yaklaşımını kullanarak boru sistemleri için termal genleşmeyi, gerekli genleşme loop boyutlarını ve termal gerilmeyi hesaplayın — bu basitleştirilmiş bir ön değerlendirme yöntemidir; EN 13480 / ASME B31.3'e göre tam esneklik analizi için boru gerilme yazılımı gerekir.
Sonuçlar
Termal Genleşme
Bir boru hattının toplam termal genleşmesi şöyledir:
- α — termal genleşme katsayısı (µm/m/°C)
- L — boru uzunluğu (m)
- ΔT — sıcaklık değişimi (°C)
Genleşme Döngüsü Boyutlandırması
Genleşmeyi, izin verilen gerilimi aşmadan absorbe etmek için gerekli olan genleşme halkası bacağının uzunluğu:
- E — elastisite modülü (MPa)
- D — borunun dış çapı (mm)
- Δ — emilecek termal genleşme (mm)
- Sa — izin verilen gerilim aralığı (MPa)
Bu, kılavuzlu konsol yaklaşımıdır (eğilme gerilmesi σ = 3·E·D·Δ/L², S'ye eşit alınıra), tek bir loop kolunun tüm genleşmeyi absorbe ettiği varsayımıyla. Ön değerlendirme için muhafazakârdır; tam bir kod esneklik analizi değildir.
Kılavuzlu Konsol Yöntemi
Boru her iki uçtan da rijitçe sabitlenirse (tamamen kısıtlanmış) ısıl gerilme:
CTE Referans Tablosu
| Malzeme | α (µm/m/°C) | E (GPa) |
|---|---|---|
| Karbon Çelik | 12.0 | 200 |
| SS 304 | 17.3 | 193 |
| SS 316 | 16.0 | 193 |
| Bakır | 16.5 | 117 |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 |
| Titanyum Gr.2 | 8.6 | 105 |
Verildi: L = 30 m, CS (α = 12.0, E = 200 GPa = 200,000 MPa), ΔT = 180°C, OD = 168.3 mm, Sa = 138 MPa
Δ = 12,0 × 30 × 180 / 1000 = 64,8 mm
Ldöngü = √(3 × 200,000 × 168.3 × 64.8 / 138) = √(4.74 × 10⁷) ≈ 6,886 mm ≈ 6.9 m
⚠️ Not: Bu, basitleştirilmiş bir kılavuzlu konsol hesaplamasıdır. Gerçek boru esnekliği analizi, branşman bağlantılarını, çoklu yön değişikliklerini, destek konumlarını dikkate almayı gerektirir ve kritik sistemler için boru gerilimi analiz yazılımı ile yapılmalıdır.
The classic guided cantilever formula for expansion loop leg length is:
L_loop = √(3 × E × D × Δ / S_a)
Where E is the elastic modulus (MPa), D is pipe OD (mm), Δ is thermal expansion (mm), and S_a is allowable stress range (MPa). This gives the minimum loop leg length in mm. It comes from the guided-cantilever bending stress σ = 3·E·D·Δ/L².
An expansion loop is needed when the thermal expansion of a straight pipe run would cause stresses exceeding the allowable range. As a rule of thumb, any run over 10 m with ΔT > 50°C should be checked. The fully restrained thermal stress σ = E·α·ΔT must be compared to the allowable stress.
Alternatives include:
- Bellows expansion joints — compact but require maintenance
- Slip joints — for large movements
- Natural flexibility — using existing direction changes (L-bends, Z-bends)
- Flexible pipe sections — braided hose for small sizes
Both are piping design codes. EN 13480 is the European metallic industrial piping standard, ASME B31.3 is the American process piping code. Both require flexibility analysis but use slightly different allowable stress formulations. The expansion loop formula is the same engineering principle in both.
CTE (Coefficient of Thermal Expansion, α) is a material property that defines how much a material expands per unit length per degree of temperature change. Higher CTE means more expansion. Stainless steel (α ≈ 17.3) expands about 44% more than carbon steel (α ≈ 12.0) for the same temperature change.
Bu sayfada açıklanan prosedürler, Vibromera ekibi tarafından taşınabilir çift kanallı balans ve titreşim analizörü olan Balanset-1A kullanılarak, sahada rotor dengeleme amacıyla geliştirilmiş ve saha testlerinden geçirilmiştir.
Profesyonel saha titreşim analizi ve balanslama cihazları. 50+ ülkede kullanılmaktadır.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko, titreşim analizi mühendisi ve Vibromera şirketinin kurucusu ile genel müdürüdür. 15 yılı aşkın süredir dönen ekipmanları test tezgâhında değil, sahada balanslıyor: malçlayıcılar, endüstriyel fanlar, kırıcılar, santrifüjler, miller ve iş milleri. Balanset cihazları işte bu çalışmadan doğdu — bir uzmanın makinenin yanına götürüp sahada tek başına kullanabileceği bir alet olarak tasarlandılar, laboratuvar ekipmanı olarak değil. Vibromera 2017 yılında kuruldu ve 2023 yılından bu yana Portekiz'in Porto şehrinde faaliyet gösteriyor. Balanset serisinin geliştirilmesi, montajı ve desteği burada yapılıyor. Amiral gemisi cihaz, tek ve iki düzlemli balanslama ile titreşim teşhisi için taşınabilir bir analizör olan Balanset-1A'dır. Nikolai müşteri desteğine, zor balanslama vakalarının çözülmesine ve yazılımın geliştirilmesine bizzat katılıyor. Dünyanın her yerinden müşterilerle, her dilde çalışıyor.
