Виды компенсаторов для трубопровода, для чего нужны устройства: Обзор +Видео
Компенсаторы для трубопроводов. Компенсаторы для трубопроводов помогают поддерживать водопроводные сети в рабочем состоянии. В сложных климатических условиях на трубы ложится большая нагрузка во время отопительного сезона, при высокой температуре трубы подвержены расширению, что может служить причиной для аварий на теплотрассах.
Что предотвратить возникновение чрезвычайных ситуаций применяют специальные устройства.
Для чего служат компенсаторы
Работа теплосетей проходит под воздействием температурных перепадов и изменения давления внутри системы. Данные условия считаются опасными для ее функционирования. Применение компенсаторов разрешает эту проблему, сглаживая влияние негативных факторов на деятельность труб. Перепады температуры, давления заставляют материалы труб сжиматься или расширяться, что влечет деформацию и повреждения трубопровода. Компенсатор, как защита, не позволяют выйти из строя водопроводной системе.
Возможные объемы нагрузки следует рассчитать, разрабатывая проект теплотрассы и водопровода. Соблюдая правила, можно монтировать элементы, способные компенсировать изменения труб.
Устройства для компенсации бывают из разных материалов, необходимо выбирать подходящий материал для данной системы. Правильно принятое решение в отношении компенсаторов повысит срок эксплуатации системы без аварий. Компенсаторы, как и трубы, бывают из разных материалов: стальные, пластиковые.
Внимание! Монтировать защитные устройства следуют во все типы водопроводов, проложенные из любого материала.
Современные системы водоснабжения прокладывают в основном из полипропиленового материала, который подвержен высокой линейной деформации при температурном расширении. Трубы из данного материала всегда оснащают компенсаторами.
Устройства монтируют:
Чем грозит расширение труб
Если не учитывать возможность расширения труб во время повышения температуры, то во время нагрева элементы трубопровода уходят в стороны и становятся не прямые, а в виде волн. Это влечет повышение уровня шумов во время протекания жидкости.
Деформация труб приводит:
Применяя устройства, обеспечивается:
Виды устройств для компенсации
Естественные устройства бывают:
Самыми технологическими считаются:
Поворотные компенсаторы устанавливают на поворотных участках до 90 градусов. Универсальные изделия устанавливают на трубопроводных участках небольшой длины, имеющие отводы. Способны компенсировать все виды смещений в местах, где невозможно применить другие типы устройств.
Вид компенсатора для полипропиленового трубопровода
Защитное устройство выполнено в виде петли, имеет простую конструкцию, поэтому легко монтируется в трубы для отопления. Компенсаторы подходят для любых типов трубопроводной системы. Петлевидный предохранитель справляется с последствиями гидроударов, с резкими скачками температуры. В целом данный тип устройства обеспечивает бесперебойной работой отопительную систему и горячий водопровод.
Внимание! Во время строительных работ теплосети требуют обязательно устанавливать компенсаторы.
Кроме компенсации линейной деформации отопительной системы компенсаторы нейтрализуют действие работы насосов. Данная вибрация никак не ощущается, но ее влияние ощутимо на всю сеть. Опасным считается, когда частота вибрирования насоса совпадет с частотой вибрации трубопроводной системы. Амплитуда колебания конструкции может увеличиться в несколько раз и полностью разрушить сеть.
Особенности монтажа компенсирующих устройств
Устройства устанавливают при неработающей системе трубопровода, когда в ней нет давления и транспортируемой жидкости. При установке обеспечивают соблюдение соосности трубы и компенсатора, чтобы не допустить радиальные нагрузки системы во время работы.
Наличие данного типа нагрузок влечет за собой заедание и дальнейшей поломкой подвижных элементов изделия.
Система топления оснащается компенсаторами на прямых отрезках трубопровода, и когда все секции прикреплены к неподвижным опорам. Наряду неподвижных опор необходима установка скользящих, чтобы не деформировать трубопровод во время теплого расширения. Необходимо учитывать величину трения в местах установки во время расчета максимального размера зоны трубопровода со встроенным компенсатором.
Внимание! На участке, где установлен сильфонный компенсатор, нельзя монтировать опоры, подвесной конструкции.
На этапе создания проекта для установки опор неподвижного типа учитывается: величина силы жесткости компенсатора, величина усилия на распор, сила трения для опор скользящих.
Монтировать компенсирующие устройства можно в трубопроводах горизонтального и вертикального типа. Стрелка устройства устанавливается по направлению движения теплоносителя, стрелка корпуса вертикальных трубопроводов должна быть опущена вниз, каким бы направлением не был оснащен теплоноситель. При поломке компенсаторы подлежат только замене.
Компенсаторы для трубопроводов отопления и водоснабжения: их виды, назначение и установка
Компенсатор — это устройство предназначенное компенсировать температурные расширения, вибрационные воздействия, перепады давления, смещения. Позволяет избежать, стабилизировать или свести к минимуму нежеланные последствия, возникающие в результате действия этих факторов. Применяется в магистральных трубопроводах различного назначения.
Одним из способов решения этой задачи стали компенсаторы для трубопроводов отопления. Такие компенсаторы применяются не только на магистральных трубах и распределительных сетях, но и внутри домовых тепловых (и не только) разводках.
Виды компенсаторов
Конструктивно такие приспособления бывают следующих видов:
Уже было сказано, что эти устройства отличаются высокой возможностью компенсирования, и она увеличивается пропорционально увеличению объема сети.
Важно! Сальниковый вид механизмов отлично выдерживает температурный режим, но их не разрешают применять в сеть, где проходит агрессивная химическая среда. Дело в том, что их набивка плохо противостоит такому влиянию. В таких условиях рекомендуют применение сильфонных или резиновых видов.
Установка компенсирующих систем весьма желательна на трубопроводах систем отопления и разводках горячего водоснабжения внутридомовых тепловых сетей частного дома.
Установка компенсаторов обязательна независимо от материала трубопровода;
Кроме основной функции гашения вибраций успешно работает при тепловых деформациях трубопроводов для отопления, а также в случае возникновения радиальных смещений и угловых деформаций.
Компенсаторы для полипропиленовых труб отопления
Проектирование систем отопления и водоснабжения предусматривает несколько вариантов достижения высокой безопасности устройств. Одним из наиболее эффективных методов достижения длительной безаварийной эксплуатации бытовых и промышленных установок отопления является комплексный метод применения устройств безопасности. Метод подразумевает многоступенчатую, дублирующую функцию компонентов системы и использование устройств, обеспечивающих предотвращение аварийных ситуаций. Одним из таких устройств выступают компенсаторы для трубопроводов отопления.
Назначение и способы монтажа компенсаторов для полипропиленовых и труб
Система отопления, что частного, что многоэтажного дома проектируется с учетом возможных рисков и непредвиденных ситуаций. И если неконтролируемый нагрев теплоносителя в контуре котла компенсируется срабатыванием аварийного клапана и выбросом жидкости в расширительный бачок, то с тепловым расширением труб дела обстоят немного по-другому.
Как и металлические трубы, трубы из полипропилена также подвержены расширению при избыточном нагреве. И пусть эти значения небольшие, но сбрасывать их со счетов никоим образом нельзя. Согласно стандарту коэффициент линейного расширения полипропиленовых труб при разнице температур в 70 градусов составляет 10,50 мм на 1 погонный метр трубы.
То есть при температуре воздуха в 20 градусов, а температуре теплоносителя 90 градусов обычная труба диаметром 20 мм и длиной 1 метр станет длиннее на 1 см. Нетрудно представить, то магистраль из таких труб длиной 3 метра увеличится на целых 3 см. А это уже становится большой проблемой для системы отопления здания.
Выход в таком случае один – установка в трубопровод компенсатор линейного расширения труб.
Принцип работы этого устройства прост – при нагревании и расширении компенсатор благодаря своей конструкции и особым материалам, из которых он изготовлен меняет свою форму. То есть сжимается и таким образом, обеспечивает компенсацию того объема трубопроводов что увеличиваются в объеме. При охлаждении, когда материал трубы наоборот, сжимается компенсатор, деформируется, расширяясь и таким образом, обеспечивает целостность трубопровода.
Компенсаторы для полипропиленовых труб: сильфонные, п-образные, компенсатор Козлова
В отличие от металлических труб ассортимент компенсаторов для полипропиленовых не такой уж и большой. В основном это связано с тем, что полипропилен используется для систем водоснабжения и отопления с низкотемпературными показателями. Но это ни в коем случае не уменьшает важность установки компенсаторов. Второй момент заключается в особенностях монтажных работ. Для металлической фурнитуры используется и сварка, и пайка, и резьбовое соединение, и фланцевое. А вот для полипропилена только пайка. И поэтому для этого типа труб применяются:
Компенсаторы для полипропиленовых труб и способы их установки в систему отопления
Каждый из представленных типов устройств нашел широкое применение в комплектации трубопроводов отопления и горячего водоснабжения из полипропиленовых труб. Уже сложилась определенная методика применения устройств для установки в системах, и опытные проектировщики подскажут, как и каким образом выбрать устройство для монтажа.
Сильфонные устройства
Этот тип компенсаторов предназначен для установки в особо ответственных системах. Это связано с конструкцией устройства – основа его состоит из гофры из нержавеющей стали. Наружная часть выполняется из качественного алюминия. Основное назначение высокотемпературные трубопроводы и трубопроводы высокого давления. Применяются для работы с водяным насыщенным паром, водой, нагретой до 90-95 градусов, а также давлением до 16 бар.
Для металлических сетей используются сильфоны с фланцевым типом соединения, для полипропиленовых основной тип соединения муфта с металлической вставкой под резьбу с одной стороны, а с другой стороны, стандартное гнездо для пайки.
П-образные вставки
Простой, но одновременно эффективный способ обеспечить защиту трубопровода при помощи вставки из обычных полипропиленовых труб и уголков. Суть метода заключается в сборе конструкции, напоминающую букву «П». Правая и левая сторона делаются из отрезков трубы 30-50 см. Перемычка внизу может равняться 15-20 см. Эта вставка делается в горизонтальный трубопровод. При нагревании и расширении горизонтальных труб они вжимают вертикальные отрезки, не нанося ущерба целостности всей конструкции.
Вставка типа петля
Для монтажа больших отрезков трубопроводов существует специальная вставка типа петля. Это готовый к использованию элемент, выполненный в виде петли. Вставляется в систему при помощи обычных соединительных муфт. Принцип действия напоминает действие пружины – при расширении соединяемых отрезков петля сжимается, при охлаждении разжимается. При этом не нарушается ни целостность, ни пропускная способность трубопровода.
Компенсатор Козлова
Это устройство представляет собой сильфон, который специально разработан для установки в трубопроводы диаметром 20 и 25 мм. Устройство с обеих сторон имеет вставки из полипропилена, поэтому трудностей с установкой этого устройства не будет. Внутри устройства находится алюминиевая гофра. Устройство способно обеспечить деформацию основной трубы до 25-63 мм. Гарантированное количество циклов сжатия-разжимания 50000.
Все представленные компенсаторы трубопроводов отопления относятся к устройствам осевого типа, то есть они лучше всего срабатываются при включении их в ровный вертикальный или горизонтальный участок.
Для других типов установки, например, со сдвигом, или Z-образные участки или для угловых поворотов используются модифицированные П-образные и петельные компенсаторы.
Как выбрать и установить компенсатор для полипропиленовых труб
Для систем отопления в квартире или доме обычно используются полипропиленовые трубы диаметром 20 или 25 мм. Использовать трубы большего диаметра считается нерационально, особенно если устанавливается котел с циркуляционным насосом. Поэтому чаще всего для установки выбираются самые простые и надежные схемы и устройства.
Несмотря на надежность сильфонного компенсатора, для небольших по диаметру труб его установка весьма сложна. Куда проще использовать для этого П-образный переход или петлю. А вот компенсатор Козлова стал сегодня настоящей находкой. Его просто устанавливать, да и по своим характеристикам он отлично подходит именно для скрытой установки, ведь его внешний диаметр ненамного больше диаметра труб отопления.
П-образные компенсаторы чаще всего устанавливаются на горизонтальных отрезках. Петельный компенсатор отлично показал себя для вертикальной установки. Именно петельный тип чаще всего используется при монтаже водопровода.
Компенсатор Козлова устанавливается независимо от положения, он одинаково удобен и для горизонтальной, и для вертикальной установки.
Что важно знать при подборе компенсаторов на полипропиленовые трубы?
Приступая к расчету параметров системы и подбору оборудования важно помнить о следующих правилах:
Расчет компенсаторов выполняется по формуле:
L – длина прямого участка трубопровода;
Т – температура нагрева жидкости теплоносителя относительно начальной температуры в помещении;
K – коэффициент теплового удлинения.
Полученный результат и будет означать показатель линейного расширения прямого участка трубопровода.
Установка компенсаторов для полипропиленовых труб
Компенсаторы для трубопроводов отопления устанавливаются во время сборки или ремонта системы. Во время работ теплоноситель из системы должен быть слит.
Алгоритм работ по установке П-образной конструкции компенсатора выглядит следующим образом:
Получившуюся конструкцию необходимо закрепить монтажными клипсами к стене. Для крепления выбираются точки в середине П-образного отводка и в 10-15 см от точек врезки в магистраль по обе стороны от врезки.
Теперь, когда понятна технология расчета и установки компенсаторов линейного расширения, нет большой проблемы самостоятельно сделать все необходимые работы и самостоятельно провести сборку устройства.
Компенсаторы для трубопроводов отопления: их виды, назначение и установка
Компенсаторы трубопроводов для отопления
Главная » Отопление » Компенсаторы трубопроводов для отопления
Современные тепловые сети имеют очень большую протяженность, и в условиях нашего климата, требуют больших усилий для поддержания их рабочего состояния. Поэтому повышение работоспособности тепловых сетей, а также их надежности, является актуальной проблемой.
Одним из способов решения этой задачи стали компенсаторы для трубопроводов отопления. Такие приспособления применяются не только на магистральных трубах и распределительных сетях, но и внутри домовых тепловых (и не только) разводках.
Виды компенсаторов
Конструктивно такие приспособления бывают следующих видов:
Установка компенсирующих систем весьма желательна на трубопроводах систем отопления и разводках горячего водоснабжения внутридомовых тепловых сетей частного дома.
Установка компенсаторов обязательна независимо от материала трубопровода;
Кроме основной функции гашения вибраций успешно работает при тепловых деформациях трубопроводов для отопления, а также в случае возникновения радиальных смещений и угловых деформаций.
Компенсатор изготавливается из резины специальных сортов с добавлением полипропиленового каучука. Применяется армирование синтетическими нитями, что увеличивает срок службы изделия.
Такой тип приспособлений наиболее распространен для применения на водопроводных системах, поскольку, при своей надежности и простоте, имеет самую низкую стоимость.
Зачем нужны данные устройства
Компенсационные элементы для теплотрассы – это очень важные ее составные элементы. Не все имеют точное представление, под какой нагрузкой работает теплотрасса или трубопровод. А их функционирование находится под постоянным влиянием температуры и давления.
Высокая нагрузка от давления, гидроударов, температуры вызывает сжатие и удлинение материала, из которого произведена сеть. Все эти факторы приводят к деформационным изменениям и повреждениям системы. Если всего этого не учесть, и не поставить защитный элемент, то система быстро выйдет из строя.
Выбор специального механизма лучше сделать еще на этапе планирования системы, предварительно выполнив расчет возможной перегрузки системы теплоснабжения или водоснабжения. После этого можно устанавливать эластичную конструкцию, которая имеет способность компенсирования.
Применять детали для сглаживания нагрузок рекомендовано ко всем магистралям. При этом необходимо четко понимать, что безаварийная работа и надежность трубопровода отопления из стали или пластика напрямую зависит от правильно решенного вопроса компенсации.
Компенсационные механизмы в свою очередь так же изготовляют из различных материалов. Поэтому к выбору устройства для той или иной ситуации необходимо подойти со всей ответственностью, ведь только так можно продлить срок службы сети отопления или водоснабжения, а значит сэкономить на дорогостоящих ремонтах.
Компенсаторы на трубопроводах из полипропилена
Композитные материалы и пластики все более активно входят в жизнь в части использования их на трубопроводах. Хотя коэффициент линейного теплового расширения пластиков заметно ниже, чем у металла, компенсировать тепловые деформации не менее важно. Вибрационные нагрузки для трубопроводов из таких материалов также крайне нежелательны.
Предохраняющее устройство, имеющее вид петли для трубопроводов из полипропилена представляется крайне простой конструкцией, что позволяет легко монтировать в отопительную сеть. Такие изделия широко применяются по назначению для трубопроводов всех видов.
Применяя такие предохранители, исключают негативное влияние гидроударов, а также резкого повышения температуры (системы отопления). Таким образом, их можно рассматривать как предохранительные устройства, обеспечивающие целостность системы отопления или горячего водоснабжения.
Назначение компенсаторов для отопления
Устройства этого типа выполняют специфические, но крайне важные функции:
Применение таких предохранителей на трубах систем отопления значительно повышает срок их службы, увеличивает межремонтные периоды на теплотрассах.
Установка компенсаторов в настоящее время является обязательным мероприятием при строительстве тепловых сетей.
Установка и монтаж приспособлений в жилом доме
Установка компенсаторов на систему водоснабжения жилого дома должна быть произведена в соответствии с требованиями проектной документации. Способ его крепления – приваркой патрубков изделия к трубопроводу.
Установка компенсаторов производится при отсутствии давления, а также продуктов перекачки в трубопроводе. Необходимо контролировать соосность трубы с корпусом компенсатора, что позволит избежать возникновения радиальных нагрузок на систему при эксплуатации. Возникновение таких нагрузок чревато заеданием и поломкой подвижных частей устройства.
К работам по монтажу данных конструкций на трубопроводах систем отопления нужно приступать после закрепления его секции в неподвижных опорах и только на прямых участках. На вертикальных участках нужно избегать давления весом системы на компенсатор.
Кроме неподвижных, на трубопроводе нужно устанавливать скользящие опоры для предотвращения его деформации под нагрузкой при тепловом расширении.
Величина трения на этих узлах учитывается при расчете максимальной длины участка с компенсатором при проектировании. Если устанавливаются устройства в сильфонном исполнении, на этом участке нельзя применять опоры подвесного типа.
При проектировании неподвижных опор необходимо учесть следующее:
Установка предохраняющих конструкций допускается как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопровода. При этом стрелка на корпусе изделия должна быть направлена по направлению тока теплоносителя, а на вертикальных участках – всегда вниз независимо от направления перемещения теплоносителя.
Компенсаторы не обслуживаются, при возникновении неисправности подлежат замене на новый.
Производители
Рынок этих изделий наполняется, как правило, за счет отечественных производителей. Их продукция характерна вполне сносным качеством, устойчивой работой. Резиновые вибрационные вставки успешно выпускает компания «Армартек», их продукция собственной разработки имеет небольшие размеры, удобна в монтаже.
Активно развивается производство сильфонных компенсаторов, которые представляются компаниями «Металкомп» и «Компенз» с довольно приличным качеством.
Однако охватить всю размерную и типовую гамму, востребованную на рынке, на сегодняшний день не удается. Поэтому ряд размеров компенсаторов приходится завозить из-за рубежа, что успешно делают компании «АНТ» и «Апель», закрывая нишу дефицита за счет импорта и одновременно производя собственную продукцию.
Заключение
Различные конструкции компенсаторов для отопления, значительно увеличивают срок службы отопительных систем в целом, устраняя дополнительные нагрузки.
Затраты, понесенные при их приобретении и установке, с лихвой окупаются длительным сроком эксплуатации отопления. Успехов вам!
Компенсаторы для трубопроводов систем отопления и водоснабжения
Система трубопроводов подвергается воздействию многих внешних факторов. Из-за высоких нагрузок материалы, из которых сделаны магистрали, подвергаются сжатию и удлинению.
Гидроудары и перепады давления ведут к деформации и как следствие к серьезным повреждениям.
Компенсаторы для трубопроводов являются особыми устройствами, которые воспринимают и компенсируют вибрации, смещения, перемещения и температурные деформации.
При проектировании трубопровода необходимо помнит о перегрузках системы, и сделать гибкую конструкцию с возможностью самокомпенсации. С данной задачей должны справляться компенсаторы, которые соединяют два конца трубопровода, и всю компенсацию берут на себя. Эти устройства достаточно гибкие и способны растягиваться в границах собственной деформации и давать высокий уровень герметичности.
Функциональные возможности компенсаторов
Используются в строительстве, ЖКХ, ВПК, газовой и нефтяной промышленности, кораблестроении, атомной промышленности, энергетике и в прочем.
Установка компенсирующих устройств на всех магистралях, и их использование в дальнейшем дает возможность существенно увеличить срок эксплуатации труб. Это довольно актуально для магистралей большой длины, так как от длины линии зависит сила воздействия на нее.
Использование элементов для сглаживания нагрузок, рекомендуется ко всем трубопроводам. При этом необходимо помнить, что надежная и безаварийная работа пластиковой или металлической магистрали отопления напрямую правильно устроенной компенсации.
Задачи данных конструкций довольно специфичны, но вместе с тем и крайне важны:
Монтаж компенсаторов, это обязательное условие в наши дни при возведении тепловых сетей.
В конструкции системы отопления, компенсатор подключается к местам с большей вероятностью возникновения гидроударов. В момент возникновения поднимающееся давление жидкости давит на мембрану аккумулятора. Воздух, который находится над ней, сжимается и мембрана смещается в его сторону. Из-за объема, который занимает жидкость, напор в ней уменьшается.
В момент прекращения гидроудара, мембрана возвращается на свое место. Благодаря использованию гидроаккумуляторов можно попутно отобрать лишнюю жидкость из системы.
Для того чтобы сделать эффект амортизации, в водопроводах кроме гидороаккумуляторов применяют специальные гасители.
Виды компенсирующих устройств
Из-за довольно широкого спектра использования существуют различные виды компенсаторов трубопроводов. Они бывают:
При конструировании делается расчет компенсаторов для трубопроводов, и внимание главным образом уделяется обеспечению общего уровня безопасности, что определяется правильным монтажом и выбором устройства (сальниковым, линзовым и прочие).
Различия в принципах функционирования и направленностях определяют основные виды компенсаторов для трубопроводов, которые делятся на две главных категории:
Наиболее популярными являются П-образные компенсаторы, воздействующие на перемещение трубопровода радиальной направленности, Z-образные участки и угловые повороты.
Как выбрать приспособление?
При выборе компенсатора для трубопроводов теплосетей и водоснабжения (и вообще – все компенсаторы любого назначения) необходимо помнить о следующих нюансах:
Цена на компенсирующие устройства зависит от производителя, а также специфики разновидностей и составляет:
Обычно, сильфоны компенсаторов делаются из латуни, бериллиевой или фосфорной бронзы. Используют также и нержавеющую сталь.
Во время изменений температуры и показателей давления материалы подвергаются некоторой деформации, расширению либо сужению во время резкого охлаждения.
В случае если в трубопроводе не использовать установку подобного устройства, то трубы не смогут справиться с компенсацией, и довольно быстро выйдут из строя.
Правила монтажа предохранителя в трубопровод
Компенсаторы на трубопроводах с горячей водой и их другие разновидности устанавливаются с учетом строгих правил и требований:
Монтаж всех компенсаторов на трубопроводах варьируется в зависимости от типа устройства – изделие соединяется с трубопроводом предусмотренным методом. Это может быть сварка, муфтовое или фланцевое соединение.
Монтаж предохраняющих конструкций допускается и на горизонтальных и на вертикальных участках трубопровода. При этом необходимо строго соблюдать соответствие направления стрелки относительно движения теплоносителя, на вертикальных же участках, она должна быть направлена строго вниз, вне зависимости от направления движения теплоносителя.
Компенсирующие приспособления не подлежат обслуживанию, и при возникновении неисправностей их заменяют новыми аналогичными изделиями.
Технология монтажа компенсаторов (стр. 1 из 2)
1. Технология монтажа компенсаторов.
1.1. общие сведения о компенсаторах.
Все трубопроводы при изменении температуры транспортируемого продукта и окружающей среды подвержены температурным деформациям. Линейное удлинение 1м трубопровода при его нагревании на 1о С называют коэффициентом линейного удлинения.
Поскольку трубопроводы имеют большую протяженность, то суммарное их удлинение может достичь больших величин.
Тепловое удлинение участка трубопровода ∆l определяют по формуле:
Вследствие теплового удлинения в трубопроводе возникают значительные продольные усилия, которые оказывают давление на конечные закрепленные точки (опоры), стремясь сдвинуть их с места. Эти усилия настолько значительны, что могут разрушить опоры, вызвать продольный изгиб трубопровода (рис.1,а) или привести к нарушению фланцевых и сварных соединений.
Для защиты трубопровода от дополнительных нагрузок, возникающих при изменении температуры, его проектируют и конструктивно выполняют так, чтобы он имел возможность свободно удлиняться при нагревании и укорачиваться при охлаждении без перенапряжения материала и соединений труб.
Способность трубопровода к деформации под действием тепловых удлинений в пределах допускаемых напряжений в материале труб называется компенсацией тепловых удлинений.
Способность трубопровода компенсировать тепловые удлинения за счет эластичности конструкции участка линии и упругих свойств металла, без специальных устройств, встраиваемых в трубопровод, называется самокомпенсациейи (рис.1,б).
Самокомпенсация осуществляется благодаря тому, что в линии трубопровода, кроме прямых участков, между неподвижными опорами имеются повороты или изгибы (отводы).
Расположенный между двумя прямыми участками поворот или отвод обеспечивает компенсацию значительной части удлинения благодаря эластичности конструкции, а остальная часть компенсируется за счет упругих свойств металла прямого участка трубопровода.
Когда при проектировании и монтаже нельзя использовать самокомпенсацию трубопроводов или ее недостаточно для защиты трубопровода от усилий, возникающих под действием тепловых удлинении, устанавливают специальные устройства, называемые компенсаторами (рис.1,в).
В зависимоти от конструкции, принципа работы компенсаторы делятся на четыре основные группы: П-образные, линзовые, волнистые и сальниковые.
П-образные компенсаторы обладают большой компенсационной способностью (до 600-700мм) и применяются в трубопроводах для широкого диапазона давлений и температур.
П-образные компенсаторы получили наибольшее применение в технологических трубопроводах ввиду сравнительной простоты их изготовления в эксплуатации.
Их недостатки – большой расход труб, большие габаритные размеры и необходимость сооружения специальных опорных конструкций.
П-образные компенсаторы особенно неэкономичны для трубопроводов больших диаметров, так как значительно удорожают стоимость строительства и увеличивают расход труб.
П-образные компенсаторы изготовляют полностью гнутыми из одной трубы или сварными с применением гнутых, крутоизогнутых или сварных отводов.
Компенсаторы гнутые и сварные с крутоизогнутыми отводами можно устанавливать на трубопроводов для любых давлений и температур.
При этом компенсационная способность трубопроводов с крутоизогнутыми отводами выше, чем гнутых, за счёт более длинных прямых участков.
П-образные компенсаторы, как правило, устанавливают в горизонтальном положении, соблюдая необходимый уклон газопровода. При ограниченной площади компенсаторы можно устанавливать в вертикальном и наклонном положении петлей вверх или вниз, при этом они должны быть снабжены дренажными устройствами и воздушниками.
Для трубопроводов, требующих разборки для очистки, П-образные компенсаторы изготовляют с присоединительными концами на фланцах.
Конструкция П-образных компенсаторов и их размеры должны быть указаны в проекте.
Линзовые компенсаторы (рис.2) состоят из ряда последовательно включённых в трубопровод линз. Линза сварной конструкции состоит из двух тонкостенных стальных штампованных полулинз, и благодаря своей форме легко сжимается. Компенсирующая способность каждой линзы сравнительно небольшая (10 – 16мм).
Число линз компенсатора выбирают в зависимости от необходимой компенсирующей способности. Для уменьшения сопротивления движению продукта внутри компенсатора устанавливают стаканы. Для спуска конденсата в нижних точках каждой линзы вварены дренажные штуцера. Линзовые компенсаторы применяют на уловное давление до 6кгс/см2 при температуре до +450о С.
Устанавливают их на газопроводах и паропроводах диаметром от 100 до 1600мм.
Преимущество линзовых компенсаторов по сравнению с П-образными это небольшие размеры и масса; недостатки – небольшие допускаемые давления, малая компенсирующая способность и большие продольные усилия, передаваемые на неподвижные опоры.
Волнистые компенсаторы – наиболее совершенные компенсаторные устройства. Они имеют большую компенсационную способность, небольшие габариты и могут применяться при сравнительно высоких давлениях и температурах.
Отличительной особенностью волнистых компенсаторов по сравнению с линзовыми является то, что гибкий элемент представляет собой тонкостенную стальную гофрированную высокопрочную и эластичную оболочку.
Профиль волны имеет омегообразную или U-образную форму, благодаря чему гибкий элемент может сокращаться или увеличиваться в длину, а также изгибаться при приложении нагрузки.
В основу технологии изготовления гибкого элемента компенсатора положен принцип гидравлической вытяжки (формовки) волн в цилиндрической обечайке с осадкой её по высоте (для этой цели применяют специальные гидравлические прессы).
Волнистые осевые компенсаторы КВО-2 устанавливают на прямых участках трубопроводов и на повороте.
Волнистые универсальные шарнирные компенсаторы КВУ-2 и КВУ-3 устанавливают в П-образных, Z-образных и угловых шарнирных системах трубопроводов по 2–3 в каждой системе.
Шарнирные сдвоенные компенсаторы КВШ устанавливают в угловых, Z-образных и П-образных системах и на ответвлениях.
Компенсаторы КВУ и КВШ устанавливают на участках трубопроводов при значительных температурных перепадах или при больших расстояниях между жёсткими опорами, на которые передаются сравнительно небольшие усилия.
Волнистые компенсаторы предназначены для работы при температуре от –40 до +450о С.
Техническая характеристика волнистых компенсаторов приведена в таблице 1.
Сальниковый компенсатор представляет собой два патрубка, вставленных один в другой. В зазоре между патрубками установлено сальниковое уплотнение с грундбуксой.
Сальниковые компенсаторы имеют высокую компенсирующую способность, небольшие габариты, но из-за трудности герметизации сальниковых уплотнений в технологических трубопроводах применяются редко, а для трубопрводов горючих, токсичных и сжиженных газов их применять нельзя.
Табл.1.Техническая характеристика волнистых компенсторов.
Основные недостатки сальниковых компенсаторов следующие: необходимость систематического наблюдения и ухода за ними в процессе эксплуатации, сравнительно быстрый износ сальниковой набивки и, как следствие, отсутствие надёжной герметичности.
Сальниковые компенсаторы утсанавливают на водо-, паро- и теплопроводах, а также на трубопроводах, транспортирующих негорючие жидкости. Вследствие малых габаритов они легко размещаются в камерах и проходных туннелях.
По конструкции сальниковые компенсаторы делятся на односторонние и двухсторонние, разгруженные (не создающие большого осевого усилия на неподвижные опоры) и неразгруженные. Компенсаторы соединяют с трубопроводом сваркой или на фланцах.
1.2. монтаж компенсаторов.
Перед установкой компенсаторов в проектное положение необходимо произвести их конроль внешним осмотром.
Как правило, все компенсаторы пред окончательным присоединением к трубопроводу должны быть предварительно растянуты или сжаты на величину, указанную в проекте, и установлены на труюопроводы вместе с распорным (или сжимающим) приспособлением, которое снимают лишь после окончательного закрепления трубпорводов на неподвижных опорах. Величина предварительной растяжки компенсатора указывается в чертжах.
Растяжку применяют для “горячих” линий трубопровода, а сжатие – для “холодных”. Операция растяжки или сжатия называется холодным наятгом трубпорвода и производится для того, чтобы уменьшить напряжение в металле при тепловом удлинении трубопровода.
На растяжку компенсаторов независимо от способа её выполнения составляют акт, в котором указывают строительные длины компенсаторов до и после растяжки.
П-образные компесаторы, как правило, устанавливают в горизонтальном положении и лишь как исключение верикально или наклонно. При установке таких компенсаторов ветрикально или наклонно в нижних точках с обоих сторон компенсаторов необходимо поместить дренажные штуцера для отвода конденсата, а в верхней части – воздухоотводчики.
Назначение компенсаторов (Виды)
На сегодняшний день невозможно представить работу любого промышленного объекта без применения компенсаторов и компенсирующих устройств. Компенсаторы применяются по своему назначению в ЖКХ, строительстве, ВПК, нефтяной и газовой промышленности, в энергетике, судостроении, в атомной промышленности и многих других.
устанавливаются преимущественно на трубопроводах для транспортировки различных видов жидких сред.
Они производят разного типа компенсациио представить работу любого промышленного объекта без применения компенсаторов и компенсирующих уст – осевые, сдвиговые, угловые.
Рабочим элементом является сильфон, выполненный из высококачественных коррозионностойких сплавов на основе хрома, никеля или титана.
предназначены для компенсации температурных расширений на теплотрассах большой протяженности. Это самый старый, применяемый по сей день вид компенсаторов.
Сальниковые компенсаторы имеют существенные недостатки по сравнению с сильфонными.
Это – постоянный контроль протечек, нетерпимость к угловым напряжениям, трудности ремонта, высокие денежные затраты на обслуживание, в том числе на содержание персонала. Из плюсов – высокая компенсирующая способность.
это универсальные компенсаторы предназначены для устранения вибраций и температурных расширений на трубопроводе. Этим видом компенсаторов можно устранять несоосность трубопровода, компенсировать отклонения трубопровода по всем трем направлениям. Устанавливаются преимущественно для гашения вибраций. Способны работать с различными агрессивными средами.
Компенсаторы линзовые КЛО и угловые – стальные компенсаторы, изготавливаются из углеродистой и нержавеющей листовой стали.
Предназначенные для компенсации температурных расширений и приданию жесткости трубопроводу, в котором необходимо поддержание относительно высокого давления.
Данный вид компенсаторов отличаются от сильфонных малой компенсирующей способностью, но имеют большую прочность и способны выдерживать высокие значения угловых и осевых напряжений. Также данный вид компенсаторов применяют для компенсации давлений в емкостях (бойлерах).
Компенсаторы линзовые ПГВУ
стальные компенсаторы предназначены для компенсации удлинений газоходов с невысоким давлением (до 0,015МПа) и температурой до 425 градусов Цельсия.
Стандартные компенсаторы ПГВУ могут состоять из 1-но, 2-х, 3-х и 4-х линз
используют в системах пыле-, газо-отводах преимущественно на промышленных предприятиях.
Данный вид компенсаторов положительно себя зарекомендовал, поскольку он имеет высокую компенсирующую способность во всех видах компенсаций, имеет высокий уровень жаростойкости, химической стойкости к кислой, щелочной и соленой среде.
Способны работать до 800оС с несколькими слоями термозащитного материала, также стойки к низким температурам работая в газоходах и вентиляции.
Тканевые компенсаторы просты в монтаже и имеют малый вес по сравнению с линзовыми компенсаторами ПГВУ.
П-оборазные и Z-образные компенсаторы
предназначены для осуществления эффекта самокомпенсации. Данный вид компенсаторов выполнен в виде фигуры напоминающей букву П или S соответственно из тех же труб из которых изготовлен трубопровод. П-оборазный компенсатор имеет 4 отвода, а S-образный – 2.
