Installation des compensateurs axiaux

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4.7. INSTALLATION DES COMPENSATEURS

4.7.1. COMPENSATEURS AXIAUX
a) Disposition pour déplacements axiaux plus importants ( avec point fixe intermédiaire)

b) Disposition lors d'un piquage sur une conduite principale


c) Disposition lors d'une réduction de diamètre



Rappelons que DL = LT ( m ) x a ( mm/m )

Soit:
DL1 = LT1 x a1 et DL2 = LT1 x a2
L1 = 3 x Dn " L2 = 0,5 x L3 ou 14 Dn

Pour le calcul de la longueur de montage d′un compensateur axial, il est important de connaître la température de fin de montage, en tenant compte que la température à l′air libre ne doit pas forcément coïncider avec la température de la conduite.

LM = Lo +


LM = longueur de montage ( mm )

Lo = longueur libre du compensateur ( mm )

DL = longueur de dilatation à compenser ( mm ) soit DL / 2 pour une précontrainte de 50%

; te = t° air libre ( °C )

td tmax - tmin tmin = t° mini possible de la tuyauterie ( °C )

tmax = t° max possible de la tuyauterie ( °C )

Exemple: Lo = 449 mm ; te = + 20°C ; tmax = 130°C

tmin = - 10°C ; DL = 66 mm

LM = 449 +
= 467,8 mm => 468 mm

1) Sollicitation des points fixes ( PF1 et PF2 )

Avant de remplir d′eau un système de tuyauterie ou d′exécuter une épreuve de pression, il y a lieu de mettre en place les supports, guides ou points fixes appropriés.

FH = Fs + FD + Fg = Newton

2) Sollicitation des points fixes intermédiaires ( Pfi )










Fi = FΔ + Fg
Fi = 2 . A x Pc . sin θ/2 + Fg . sin θ/2

Exemple: Soit une tuyauterie véhiculant de l′eau chaude dn 200 PN 16

Pression de calcul = 12 barg
t° de calcul = 130°C
Longévité : 2000 cycles
Distance entre points fixes = 44 m
Vitesse d′écoulement = 10 m/s
m ( coef. de frottement ) = 0,3
Poids de la tuyauterie remplie d′eau = 65 daN/m
a = 1,5 mm/m à 130°C

- Montages possibles



- Solution :

Pf =
= 14,5 barg ( PN 16 )

C1 = 0,97 ; C2 = 1,01 ; C3 = 0,85

Cc = 0,97 x 1,01 x 0,85 = 0,833 < 1,15

Allongement total à absorber = 1,5 x 44 m = 66 mm soit +/- 33 mm

De la table de dimensions des compensateurs HYDRA, nous avons pour dn 200 PN 16, le type ARN16.0200.090.0 ayant une course axiale nominale de +/- 45 mm ( 90 mm ).

Section efficace = 445 cm²

Raideur axiale = 226 N/mm

Cas 1
a) Calcul des efforts au point fixe ( PF1 )

Nous avons adopté la pression de calcul, car le compensateur sera bridé durant l′épreuve hydraulique à froid.

Fs =


Fs =
= 53 400 N

FD = CD x DL / 2 = 226 x 66 / 2 = 7458 N

FH = 53 400 + 7 458 = 60 858 N

b) Calcul des efforts sur point fixe coude ( PF2 )

Fs =
x sin q / 2 =
x sin 30° / 2 = 27 642 N

FD = CD . DL . sin q / 2 = 226 x 66 x sin 30° / 2 = 3860,5 N

Fc =
= 2225 N

FH = 27 642 + 3860,5 + 2225 = 33 727,5 N

c) Calcul des efforts sur point fixe intermédiaire( Pfi )

FD = CD . DL / 2 = 226 x 66 / 2 = 7458 N

Fg = m . d . L = 0,3 x 650 x 44 m = 8580 N

FH = 7458 + 8580 = 16 038 N

Cas 2
a) Calcul des efforts au point fixe ( PF1 )

Fs = 53 400 N

FD = 7458 N

Fg = 8580 N

FH = 53 400 + 7458 + 8580 = 69 438 N

b) Calcul des efforts au point fixe coude ( PF2 )

F3 = 27 642 N

FD= 3860,5 N

Fg = 8580 N

Fc = 2225 N

FH = 27 642 + 3860,5 + 8580 + 2225 = 42 307,5 N

c) Calcul de l'effort au point fixe intermédiaire (Pfi )

FD = 226 x 66 / 2 = 7458 N = FH
 
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