Analityczne i numeryczne badania wybranych metalowych uszczelek wysokociśnieniowych

Transkrypt

1 1004 MECHANIK NR 8 9/2016 Analityczne i numeryczne badania wybranyc metalowyc uszczelek wysokociśnieniowyc Analytical and numerical investigations of certain ig-ressure metal gaskets ANDRZEJ TROJNACKI MACIEJ KRASIŃSKI BOGDAN SZYBIŃSKI * Przedstawiono wyniki analizy wytrzymałości i szczelności metalowyc uszczelek wysokociśnieniowyc. W badaniac uszczelek tyu B i 2-delta wykorzystano uroszczone odejście analityczne, którego wyniki orównano z obliczeniami MES i wynikami badań doświadczalnyc. Rozważania teoretyczne zilustrowano rzykładami numerycznymi. Pewne sugestie mogą być wykorzystane w rocesie rojektowania zamknięć wysokociśnieniowyc. SŁOWA KLUCZOWE: ołączenia wysokociśnieniowe, uszczelki metalowe, analiza wytrzymałościowa, MES Te aer deals wit te stress-strain analysis and investigations of leak tigtness of ig-ressure metal gaskets. Te simlified analytical aroac verified by FEM modelling and exerimental tests is alied in te examinations of wave-ring and 2-delta gaskets. Teoretical considerations are illustrated by numerical examles. Some conclusions may be recommended in design rocedures of te ig-ressure closures wit metal gaskets. KEYWORDS: ig-ressure closures, metal gaskets, stress- -strain analysis, FEM Wsółczesne instalacje energetyczne oraz urządzenia rzemysłu cemicznego, racujące niekiedy od bardzo wysokim ciśnieniem, wymagają niezawodnyc systemów uszczelniającyc. Do uszczelniania den zbiorników, ołączeń rurociągów i dodatkowego osrzętu wykorzystywane są często uszczelki metalowe. Sełniają one z owodzeniem funkcje uszczelniające, a onadto są odorne na korozję i mniej wrażliwe na zmiany temeratury niż uszczelki wykonane z tradycyjnyc materiałów. Wiele jest tyów ołączeń z wysokociśnieniowymi uszczelkami metalowymi. Przedstawiono wyniki analizy wytrzymałościowyc i eksloatacyjnyc własności metalowyc uszczelek tyu B i 2-delta. Uszczelki zostały zamodelowane osiowosymetryczną owłoką walcową o uśrednionej grubości i średnim romieniu, odartą obwodowo na wewnętrznej owierzcni cylindra grubościennego symulującego gniazdo złącza. Badano wływ geometrycznyc, materiałowyc i montażowyc arametrów uszczelek na wytrzymałość oraz szczelność ołączeń. Wyniki obliczeń analitycznyc rzykładowego złącza orównano z rozwiązaniem MES i wynikami badań doświadczalnyc. DOI: /mecanik lastyczności R 0.2 u jej materiału była znacznie niższa od granicy lastyczności R 0.2 g materiału gniazda. W wyniku zastosowania określonego wcisku montażowego falista robocza owierzcnia uszczelki ulega deformacji na szerokości e i zostają tam wywołane wstęne naciski q (rys. 1b). Ciśnienie robocze działające wewnątrz uszczelnianej rzestrzeni wywołuje arcie na cylindryczną owierzcnię uszczelki o średnicy C, owodując doszczelnienie ołączenia. W rozwiązaniac tecnicznyc uszczelki tyu 2-delta są szczególnie rzydatne do montowania rzyłączy o niewielkic średnicac. Mogą to być korusy manometrów, króćce wlotów gazu, dozowniki katalizatora oraz osłony termoar lub elektrod reaktora. Przykładowe rozwiązanie konstrukcyjne ołączenia rzedstawiono na rys. 2a. Metalowa uszczelka 5 jest założona z luzem do gniazda w kołnierzu 4 i dociśnięta złączem 6. Za omocą ołączenia gwintowego między kołnierzem i złączem uzyskuje Rys. 1. Złącze z metalową uszczelką tyu B: a) rzykładowe rozwiązanie konstrukcyjne ołączenia części walcowej reaktora z kutym dnem: 1 dno, 2 obejmy dzielone, 3 uszczelka tyu B o kształcie jak na rys. 1b, 4 kołek ustalający, 5 zaciski łubkowe, 6 część walcowa; b) rozkład nacisków montażowyc w ołączeniu oraz geometria badanej uszczelki Ois rozwiązań konstrukcyjnyc ołączeń Rozwiązanie konstrukcyjne ołączenia z metalową uszczelką tyu B okazano na rys. 1a. Nadaje się ono zwłaszcza do uszczelniania złączy o dużej średnicy. Zasada działania tej uszczelki wymaga, aby granica * Dr inż. Andrzej Trojnacki (atroj@mec.k.edu.l), dr inż. Maciej Krasiński (mkr@mec.k.edu.l), dr ab. inż. Bogdan Szybiński (boszyb@ mec.k.edu.l) Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn Politecniki Krakowskiej Rys. 2. Złącze z metalową uszczelką tyu 2-delta: a) rzykładowe rozwiązanie konstrukcyjne zamocowania osłony elektrody: 1 część walcowa, 2 ierścień od króćce, 3, 5 uszczelki tyu 2-delta o kształcie jak na rys. 2b, 4 kołnierz, 6 złącze, 7, 8 nakrętka, śruba; b) rozkład nacisków montażowyc w ołączeniu oraz geometria badanej uszczelki

2 MECHANIK NR 8 9/ się wstęny nacisk q na styku roboczyc stożkowyc owierzcni uszczelki i krawędzi gniazd. W tym rzyadku granica lastyczności R 0.2 u materiału uszczelki musi być znacznie wyższa od granicy lastyczności R 0.2 g materiału gniazda. Utwardzone owierzcnie robocze uszczelki są nacylone od kątem α do łaszczyzny rostoadłej do osi (rys. 2b). W czasie montażu oba segmenty gniazda, omiędzy którymi znajduje się uszczelka, są dociśnięte siłą montażową F. W efekcie gniazda mające ostrą, niestęioną krawędź zostają wstęnie odkształcone na owierzcni o szerokości e i owstaje tam wstęny nacisk q. Ciśnienie działające wewnątrz instalacji na owierzcnie uszczelnianyc elementów owoduje z jednej strony sadek siły F i nacisku montażowego q. Nacisk ten ulega równocześnie zwiększeniu wskutek arcia na wewnętrzną cylindryczną owierzcnię uszczelki. Uroszczone rozwiązanie analityczne ołączeń Kilka rostyc analitycznyc modeli uszczelek rzedstawiono w [1, 4]. Porównanie wyników obliczeń analitycznyc i otrzymanyc z symulacji MES ozwoliło wybrać model oisujący z wystarczającą raktycznie dokładnością racę uszczelek, możliwy do stosowania w obliczeniac inżynierskic. Falistość zewnętrznej owierzcni roboczej uszczelki tyu B o szerokości 2l jest nieznaczna (rys. 1b), co w rzyadku grubości zmieniającej się w sosób ciągły uzasadnia otraktowanie uszczelki jako owłoki o stałej grubości g. Analiza wykazała onadto, że wływ zewnętrznyc fragmentów uszczelki oza odorami (linia rzerywana na rys. 3a) na rozwiązanie jest niewielki. Wobec tego do obliczeń analitycznyc rzyjęto model uszczelki będący jednorzedziałową cylindryczną owłoką o średnim romieniu r, średniej grubości g i długości 2, odartą rzegubowo na obwodzie w miejscu kontaktu z gniazdem. Geometrię i sosób obciążenia modelu uszczelki tyu 2-delta rzyjęte do analizy rzedstawiono na rys. 3b. Kąt α nacylenia czołowyc stożkowyc owierzcni roboczyc jest niewielki (rys. 2b). Uzasadnione wydaje się więc zastąienie owłoki o rzeczywistym traezowym rzekroju ścianki owłoką modelową o rzekroju rostokątnym. Wrowadza to do obliczeń niewielki błąd, natomiast zasadniczo uraszcza rozwiązanie zagadnienia. W rzyadku obu uszczelek do obliczeń analitycznyc wybrano rosty model owłokowy. W teorii owłok srężystyc zastosowane odejście analityczne i douszczalne uroszczenia zależą od roorcji wymiarowyc rozważanego obiektu. Zgodnie z oszacowaniem [10] g Q x ( ) O z (w) 2l φ Q x () r Rys. 3. Uroszczony model owłokowy uszczelki: a) tyu B, b) tyu 2-delta od obciążeniem ciśnieniem roboczym. Oznaczenia reakcji: Q x siła orzeczna, P czynna siła osiowa x rg r P P O g Q x Q x x z (w) rzyjęte modele uszczelek należy rozwiązywać na gruncie teorii zgięciowej owłok krótkic, w której nie można ominąć niektóryc członów w rozwiązaniu równania ugięcia w. Przy takic założeniac, jak dla krótkic cylindrycznyc owłok, obciążonyc ciśnieniem roboczym, zagadnienie można łatwo rozwiązać w klasyczny sosób. Analiza równowagi elementarnego wycinka owłoki rowadzi do równania różniczkowego drugiego rzędu: gdzie:,, natomiast ν i E oznaczają odowiednio liczbę Poissona i moduł Younga. Z uwagi na symetrię względem osi z w rozwiązaniu (2) równania (1) wystęują tylko dwie stałe całkowania C 1 i C 2 : gdzie: w = r 2 /Eg = const. Można je wyznaczyć z warunków brzegowyc jak dla swobodnego odarcia dla uszczelki tyu B (rys. 3a) lub na odstawie znajomości momentów P (r r g ) i sił orzecznyc Q x w rzekrojac skrajnyc dla uszczelki tyu 2-delta (rys. 3b). W dalszej kolejności można wyrazić narężenia główne σ z, σ φ i σ x w owłokac w zależności od arametrów owłok modelującyc uszczelki i ciśnienia roboczego. Największe narężenie zredukowane zgodnie z iotezą Hubera-Misesa-Hencky ego wynosi: i wystęuje w warstwac skrajnyc w środkowym rzekroju tyc symetrycznyc uszczelek. Numeryczne modelowanie ołączeń Do numerycznego rozwiązania zagadnienia wykorzystano modelowanie MES i rogram ANSYS. Rozatrywany roblem należy traktować jak zadanie kontaktowe [9]. Pomiędzy stykające się części złącza wrowadzono elementy kontaktowe tyu TARGE169 i CONTAC172, rzystosowane do zadań łaskic i osiowosymetrycznyc. Z uwagi na secyfikę złączy w najbardziej wytężonyc obszarac niektóryc elementów należy oczekiwać rzekroczenia granicy lastyczności materiału i odkształceń srężysto-lastycznyc. Konieczne jest zatem uwzględnienie fizycznej nieliniowości materiału. Elementy ołączeń zostały wykonane ze stali o własnościac wytrzymałościowyc otwierdzonyc w róbac statycznego jednoosiowego rozciągania (tablica). Carakter otrzymanyc zależności siły od rzemieszczenia P = f (Δl) dla stali oddanyc normalizacji sugeruje araboliczną aroksymację krzywej rozciągania σ = f (ε) owyżej rostoliniowej zależności w zakresie srężystym. Parabola została sorządzona w ten sosób, że zawiera unkt o wsółrzędnyc (ε 0.2, R 0.2 ), a jej wierzcołek znajduje się w unkcie o wsółrzędnyc (ε max, R m ). (1) (2) (3)

3 1006 MECHANIK NR 8 9/2016 TABLICA. Własności wytrzymałościowe materiałów uszczelek i gniazd Element Stal E 10 5 R 0.05 R 0.2 R m ε 0.05 ε 0.2 ε max Porównanie wyników obliczeń analitycznyc, numerycznyc i doświadczalnyc Uszcz. tyu B 25CrMo4 (N) 2, ,59 260,30 523,38 0,185 0,359 15,34 Uszcz. tyu 2-delta 40H2MF (T) 2, ,98 705,43 968,00 0,323 0,542 2,412 Gniazda 42CrMo4 (T) 2, ,12 812,46 918,50 0,460 0,711 8,802 Na otrzeby szczegółowyc obliczeń numerycznyc zastąiono arabolę kilkoma odcinkami o różnym nacyleniu, ale o jednakowej długości w rzucie na oś ε. Taka aroksymacja umożliwia bezośrednie wrowadzenie do akietu ANSYS nieliniowyc własności materiału. Ponadto rzyjęto założenie, że relacja między narężeniem zastęczym σ red i odkształceniem zastęczym ε red w złożonym stanie obciążenia σ red = f (ε red ) jest taka sama jak w rzyadku jednoosiowego rozciągania σ = f (ε) [10]. Liczne ekserymenty numeryczne dorowadziły do otrzymania ostatecznyc siatek elementów skończonyc, które dla obu ołączeń rzedstawiono na rys. 4. Przy wyborze kryterium do oceny błędu aroksymacji kierowano się orównaniem bezwzględnej wartości maksymalnego narężenia romieniowego σ z max i maksymalnego nacisku owierzcniowego q max. Ostatecznie zostały zaakcetowane siatki elementów skończonyc, dla któryc błąd nie rzekraczał 5 na każdym kroku iteracji [5]. Zadany wcisk montażowy δ uszczelki tyu B był w obliczeniac numerycznyc realizowany metodą rozrężną (MES 1) i onadto drugą metodą w wyniku wtłaczania części złącza (MES 2). W ierwszym rzyadku na siatkę elementów skończonyc uszczelki nałożono rzed montażem odowiednie ole temeratury. W drugim rzyadku uszczelkę wciskano w gniazda w warunkac tarcia sucego z rzyjętym wsółczynnikiem tarcia. W obliczeniac numerycznyc wrowadzono do akietu ANSYS tarcie suce na owierzcniac kontaktu. Dla uszczelki tyu B rzyjęto wsółczynnik tarcia μ = 0,25, a dla uszczelki tyu 2-delta ustalono wsółczynnik tarcia μ = 0,40 [2, 8]. Rys. 4. Podział modelu złącza na obszary, siatka elementów skończonyc oraz ilustracja wrowadzonyc warunków brzegowyc: a) uszczelka tyu B, b) uszczelka tyu 2-delta Rys. 5. Parametr σ: a) w czterec carakterystycznyc unktac uszczelki w funkcji τ, b) w funkcji τ dla różnyc wartości δ σ z (0) σ z (1) = σ w (1) σ w (0) Bezwymiarowy arametr σ χ = 0,8730, δ = 1, γ = 0,1535, ρ = 1,6037 Szczegółowe obliczenia zostały wykonane dla ołączeń o wymiarac rzyjętyc w [3, 6]. W nawiązaniu do wykonanyc badań doświadczalnyc dla uszczelki tyu B (rys. 1b) rzyjęto A = 125 mm, C = 105 mm, R 1 = 14 mm, 2 = 20 mm i 2l = 35 mm. W odejściu analitycznym otrzymano g = 8,73 mm i r = 56,87 mm. Grubość g owłoki modelowej ustalono jako średnią arytmetyczną z jej trzec grubości w rzekrojac o wsółrzędnyc x = 0, i l (rys. 1b), a romień r wynikał z grubości g i romienia gniazda A/2. Ponadto założono, że gniazda wykonano w ściankac o maksymalnej douszczalnej grubościenności β = 2. W celu uogólnienia wyników obliczenia analityczne rzerowadzono na wielkościac bezwymiarowyc [7]. Do oceny wytrzymałości uszczelki tyu B wrowadzono na romieniu wewnętrznym w rzekroju x = 0 arametr σ, który nie owinien rzekraczać wartości 1: σ = σ red /R 0.2 u (4) Wytrzymałość i szczelność uszczelki badano w funkcji bezwymiarowego ciśnienia roboczego: τ = /R 0.2 u (5) lub w zależności od bezwymiarowej wsółrzędnej: ξ = x/ (6) O szczelności ołączenia decydują naciski q na roboczej toroidalnej owierzcni uszczelki (rys. 1b). Na odstawie srawdzonyc raktycznie zaleceń, stosowanyc w wysokociśnieniowyc urządzeniac dla rzemysłu cemicznego, uznano, że szczelność zaewnią naciski o wartości większej od R 0.2 u i dodatkowo dwukrotnie rzewyższającej ciśnienie robocze. Po uwzględnieniu tyc zaleceń oceny szczelności dokonywano za omocą arametru: ψ = q śr /2, gdzie ze względu na rzybliżone oszacowanie rozkładu nacisków w strefie kontaktu q śr = 2q max /3 jest średnią wartością nacisków jak dla srężystego rozkładu według teorii Hertza. Dodatkowo wrowadzono inne arametry, odlegające zmianie w trakcie analizy: χ = g/ względna roorcja wymiarowa uszczelki, δ romieniowy wcisk względny (w romilac), γ = g/r bezwymiarowa średnia grubość uszczelki, ρ = R 1 /g bezwymiarowy romień owierzcni roboczej; ic oszczególne wymiary są zdefiniowane na rys. 1b i 3a. Wytrzymałość uszczelki oraz szczelność złącza badano w funkcji τ w rzedziale 0 1. Analiza srowadzała się do zmiany jednego z czterec zdefiniowanyc geometrycznyc i montażowyc arametrów uszczelki χ, δ, γ i ρ w uzasadnionyc tecnicznie granicac, mianowicie: Bezwymiarowy arametr σ δ = 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 [ ] χ = 0,8730, γ = 0,1535, ρ = 1,6037

4 MECHANIK NR 8 9/ Bezwymiarowy arametr ψ ρ = 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 χ = 0,8730, δ = 1 γ = 0,1535 Rys. 6. Parametr ψ w funkcji τ dla różnyc wartości ρ Bezwymiarowy arametr σ Bezwymiarowa szerokość uszczelki ξ Rys. 7. Parametr σ w funkcji ξ w warunkac montażu χ = 0,6 1,6; δ = 0,5 3,0 ; γ = 0,05 0,30; ρ = 0,5 3,0. Pozostałe arametry były ustalone jako średnie z rzyjętego zakresu. Nawiązują one do wymiarów ołączenia zastosowanyc w stanowiskac badawczyc [3, 6]: χ = 0,8730, δ = 1, γ = 0,1535 i ρ = 1,6037. Przekrojem niebeziecznym jest środkowy rzekrój uszczelki ξ = 0. Wystęuje tam największe wytężenie σ, co widać na rys. 5a, gdzie dla średnic wartości χ, δ, γ i ρ rzedstawiono zmianę σ w funkcji τ w czterec unktac: na wewnętrznym (σ w ) i zewnętrznym (σ z ) romieniu oraz w środkowym (ξ = 0) i skrajnym (ξ = 1) rzekroju. Gdy dominującą rolę w obciążeniu uszczelki odgrywają siły orzeczne Q x, a udział ciśnienia τ jest nieznaczny, największe wytężenie wystęuje wrawdzie w rzekroju środkowym, lecz na romieniu zewnętrznym. Doiero dla ciśnienia τ > 0,085 największe wytężenie rzesuwa się na romień wewnętrzny. Wływ wcisku montażowego δ na arametr σ rzedstawiono na rys. 5b. Dla ustalonyc ozostałyc arametrów ołączenia wzrost wcisku δ owoduje zmniejszenie ciśnienia τ, dla którego σ 1. Ponadto okazuje się, że dla wcisków o dużej wartości, rzekraczającej 2, już dla ciśnienia τ = 0 niebeziecznie wzrasta wytężenie w środkowym rzekroju. Wyraźny wływ na wartość bezwymiarowego arametru ψ, który decyduje o szczelności złącza, ma arametr ρ. Tę zależność rzedstawiono na rys. 6, z którego wynika, że w zakresie zmienności rzyjętyc arametrów szczelność złącza ψ znacznie rzekracza wartość 2 uznaną za krytyczną. Zgodnie z definicją arametru szczelności dla ψ = 2 średnie ciśnienie q śr liczone w oarciu o iotetyczny idealnie srężysty rozkład nacisków kontaktowyc Hertza czterokrotnie rzewyższa ciśnienie robocze. Z analizy rozkładów bezwymiarowego arametru wytrzymałościowego σ na szerokości uszczelki tyu B (rys. 7) dla stanu montażowego (τ = 0) wynika, że zmiana symulacji obciążenia uszczelki z termicznej (rozrężnej) MES 1 na wciskową MES 2, bardziej odowiadającą realnym warunkom ekserymentu, nie sowodowała zbliżenia wyników obliczeń numerycznyc do wyników doświadczenia. Dotyczy to zwłaszcza małyc wartości wcisku δ = 0,5 i 1,0, gdzie większość unktów otrzymanyc doświadczalnie jest zlokalizowana w obliżu zależności uzyskanyc na drodze symulacji MES 1. Rozkłady arametru σ otrzymane metodą MES 2 są zbliżone do rozkładów analitycznyc oraz wyraźnie zaniżone wobec rozkładów MES 1 i doświadczalnyc. Do analizy wytrzymałości i szczelności ołączenia z uszczelką tyu 2-delta bezwymiarowy arametr σ został ustalony inaczej: σ = σ red /R 0.2 g (7) a bezwymiarową wsółrzędną ξ odniesiono do wymiaru w : ξ = x/ w (8)

5 1008 MECHANIK NR 8 9/2016 Bezwymiarowy arametr σ Bezwymiarowa szerokość uszczelki ξ Rys. 8. Parametr σ w funkcji ξ w warunkac montażu siłą F = 200 kn Ponadto wrowadzono dwie nowe bezwymiarowe wielkości: ω = q/r 0.2 g bezwymiarowy nacisk na owierzcni roboczej, ζ = s/r z bezwymiarowa wsółrzędna, rzy czym oczątek osi s okrywa się z wewnętrzną krawędzią uszczelki. W uszczelce tyu 2-delta największe narężenie zastęcze wystęuje zarówno dla warunków montażowyc, jak i roboczyc na owierzcni wewnętrznej dla wsółrzędnej ξ = 0. Wyniki obliczeń analitycznyc i MES rzedstawiono na rys. 8 dla siły montażowej F = 200 kn i orównano je z wynikami badań doświadczalnyc, rzyjętyc jako średnie arytmetyczne dla uszczelek o tej samej wysokości 2 w. W warunkac montażowyc analizowane były uszczelki o jednakowyc romieniac skrajnyc (r g/2) = 20 mm i (r + g/2) = 30 mm, takim samym romieniu gniazda r g = 22,5 mm, lecz różnyc wysokościac: 2 w = 25 i 12,5 mm (rys. 2b i 3b). W ierwszym rzyadku maksymalna wartość bezwymiarowego arametru σ otrzymana z symulacji MES jest zawyżona w stosunku do maksymalnej wartości otrzymanej z omiaru o 34, natomiast w analitycznym modelu owłokowym jest zawyżona o 61. Dla uszczelki o mniejszej wysokości różnice są nieco większe i wynoszą odowiednio 40 i 69. Narężenie zastęcze liczone za omocą modelu grubościennego jest mniejsze o 27 dla uszczelki o wysokości 2 w = 25 mm oraz większe o 34 dla uszczelki o wysokości 2 w = 12,5 mm od odowiednic wartości doświadczalnyc. W racac rojektowyc nad tego tyu uszczelnieniami stosuje się odejście nawiązujące ośrednio do rzeisów UDT. Wymaga ono znajomości czynnej szerokości U cz uszczelki, gwarantującej szczelność złącza. Dobiera się ją na odstawie doświadczeń eksloatacyjnyc. Określenie naciągu rucowego metodą odaną rzez UDT dla metalowyc uszczelek łaskic nie rowadzi do celu z uwagi na małą szerokość strefy kontaktu z gniazdem uszczelki tyu 2-delta. Narężenie σ r, wystęujące we wzorze na naciąg rucowy według UDT, jest funkcją ciśnienia obliczeniowego o i gdy osiąga wartość kilkuset, narężenie σ r kilkakrotnie rzekracza granicę lastyczności R 0.2 g materiału gniazda. Wobec tego do obliczenia raktycznej siły montażowej F r rzyjmuje się narężenie σ r równe granicy lastyczności R 0.2 g. Rozatrywana uszczelka tyu 2-delta ma roorcje wymiarowe i własności materiałowe odobne do stosowanyc w reaktorze (rys. 2b) na ciśnienie τ o = 0,3446 ( o = 280 ). Zakładając dla niej raktyczną wartość U cz = 1,5 mm, otrzymuje się zgodnie z oisaną rocedurą siłę montażową F r = 784 kn, odczas gdy bezośrednie wykorzystanie wzorów UDT rowadziłoby do dwukrotnie większej wartości F UDT = 1454 kn. Określone numerycznie metodą MES rozkłady nacisku ω w funkcji ζ Bezwymiarowy arametr ω Bezwymiarowa wsółrzędna ς Rys. 9. Bezwymiarowy arametr ω w funkcji ζ od obciążeniem siłą F r = 784 kn Uwagi końcowe dla siły montażowej F r = 784 kn rzedstawiono na rys. 9. Obliczenia MES wykonano w nawiązaniu do raktycznie realizowanego reżimu obciążania złącza, który zakłada najierw obciążenie aaratury do ciśnienia obliczeniowego τ o, a nastęnie całkowite odciążenie układu i onowne obciążenie do ciśnienia roboczego τ. Praca została wykonana w celu oracowania odowiednic rocedur obliczania i doboru ołączeń wysokociśnieniowyc z metalowymi uszczelkami tyu B i 2-delta. Mimo że są one stosowane od dawna, brak w literaturze tecnicznej teoretycznyc i ekserymentalnyc oracowań na ic temat. Nie istnieją również sformalizowane metody ic rojektowania (normy). W aktualnyc zastosowaniac roorcje wymiarowe uszczelek, materiał elementów ołączeń, tecnologia, warunki montażu i dozoru tecnicznego zależą zasadniczo od ciśnienia. Właściwy dobór tyc arametrów oiera się w dużym stoniu na doświadczeniu zdobytym rzy rojektowaniu i eksloatacji funkcjonującyc urządzeń. Aby otwierdzić orawność zastosowanyc rozwiązań, w każdym indywidualnym rzyadku rzemysłowego wykorzystania wymagane jest rzerowadzenie kosztownyc obliczeń wytrzymałości i szczelności złączy, oartyc badaniami doświadczalnymi. Zaroonowane roste analityczne modele ołączeń mogą być rzydatne do wstęnego szacowania ic arametrów. Duża liczba nieskomlikowanyc obliczeń może być rzerowadzona dla różnyc geometrii złącza, własności materiałowyc jego elementów oraz warunków montażu. Należy rzy tym zwrócić uwagę, że modele analityczne dają wyniki zaniżone w stosunku o badań doświadczalnyc. Ostateczne arametry złączy mogą być w dalszej kolejności ustalone dla wybranyc wartości na odstawie szczegółowej, racocłonnej analizy MES, która rowadzi do wyników bardziej zbliżonyc do rzeczywistego ołączenia. LITERATURA 1. Krasiński M., Trojnacki A. Model obliczeniowy metalowej wysokociśnieniowej uszczelki tyu 2-delta. Czasoismo Tecniczne. Z. 3-M (2009): s Krasiński M., Trojnacki A. Doświadczalna weryfikacja obliczeń szczelności metalowej uszczelki tyu 2-delta. Inżynieria i Aaratura Cemiczna. Nr 6 (2010): s Krasiński M., Trojnacki A. Exerimental investigations of metal ig- -ressure 2-delta gasket. Te Arcive of Mecanical Engineering. Vol. LVII, No. 4 (2010): Ryś J., Szybiński B., Trojnacki A. Model obliczeniowy metalowej wysokociśnieniowej uszczelki tyu B. Czasoismo Tecniczne. Z. 11-M (2006): s Stein E. Error-controlled adative finite elements in solid mecanics. West Sussex: Jon Wiley&Sons, Ltd, Szybiński B., Trojnacki A. Analytical and numerical solutions of metal ig-ressure wave-ring gasket. Te Arcive of Mecanical Engineering. Vol. LXII, No. 1 (2015): Trojnacki A. Druckstandfestigkeit und Betriebseigenscaften von Doelwellendictungen. Cemie Ingenieur Tecnik. Vol. 83, No. 3 (2011): Trojnacki A., Szybiński B. Exerimental investigations of metal ig- -ressure wave-ring gasket. Proc. of te 4 t Int. Conf. on Integrity, Reliability and Failure. Funcal, Portugal (2013): Wriggers P. Comutational contact mecanics. West Sussex: Jon Wiley&Sons, Ltd, Życzkowski M. (red). Wytrzymałość elementów konstrukcyjnyc. Mecanika Tecniczna. T. IX. Warszawa: PWN, 1988.