Тепломережі - це великий протяжності трубні магістралі, які зазнають серйозних навантажень як із зовнішнього боку, так і зсередини. Тому утримувати їх у технічно справному стані складно. Для вирішення деяких проблем мережу встановлюють спеціальні елементи, які називаються компенсаторами. Численні види компенсаторів для трубопроводів, представлені на ринку широким асортиментом, запобігають аварійним ситуаціям.
Для чого служать компенсатори
Необхідно розуміти, що теплові мережі - це трубні системи, якими переміщуються носії теплової енергії. Найчастіше це гаряча вода, рідше насичена пара. Тому на такі магістралі діють два основні навантаження та два малозначні. Але навіть мала значимість нерідко призводить до великих аварій.
Основні проблеми:
- перепади температури;
- перепади тиску.
Під дією цих двох навантажень відбувається то розширення труб, то їх стиск. Такі рухи часто призводять до деформацій, а згодом до зростання навантажень. Кінцевий результат - руйнація всієї системи чи ділянки, що однаково неприємний момент, економічно затратний.
Дві незначні навантаження:
- вібрація труб від роботи насосних установок;
- власна вібрація самої магістралі.
Якщо ці дві складові по амплітуді збігатимуться, швидко відбудеться руйнування трубної конструкції, особливо в місцях стиків її елементів.
Щоб цього уникнути, в трубопровід встановлюють компенсатори. Це свого роду еластичні конструкції (пристосування), які гасять не лише вібрацію, а й наслідки розширення та звуження труб. По суті, вони компенсують навантаження, що діють на трубопровід.
Труби під дією змінних температур і тиску не тільки розширюються або звужуються в поперечній площині. Є таке поняття, як лінійне розширення матеріалів. Воно в конструкції трубопроводів тепломереж відбувається постійно.
Це серйозне навантаження, витримати яке труби можуть тільки за допомогою компенсаторів. Якщо їх не встановити, то в першу чергу виходити з ладу почнуть зварні шви та місця з'єднання ділянок, які проведені муфтами.
Тому сьогодні монтаж різних видів теплових компенсаторів у трубопроводах тепломереж – обов'язкова операція, яка не обговорюється. Тільки так можна забезпечити ефективну та довгострокову роботу трубних теплових систем.
Компенсуючий пристрій у системі трубопроводу
Чим загрожує розширення труб
Список того, що може статися з трубопроводом, якщо в нього не встановити один із видів компенсаторів:
- вигин магістралі, що негативно позначиться на швидкості руху гарячої води, також постраждають опори, встановлені під труби;
- злом по ділянках у місцях стикування елементів магістралі;
- поява протікання (це знижує ефективність роботи теплотраси).
Це робить систему недовговічною і призводить до необхідності постійних ремонтних робіт, що позначається на собівартості послуг, що постачаються.
Види пристроїв для компенсації
Пропоновані виробниками компенсатори поділяються на кілька видів. В основі класифікації є різні параметри.Перед тим як робити вибір, необхідно вивчити, які параметри матиме трубопровід тепломережі. А точніше, з якого матеріалу були виготовлені труби, що встановлюються. При цьому обов'язково на стадії проектування розраховується перевантаження системи.
Сальникові
Цей вид був створений найпершим. Хоча й сьогодні такі запобіжники виправдовують себе. Особливо це стосується вартості виробу. Сальниковий компенсатор чудово себе показав у роботі. З його допомогою можна компенсувати розширення трубопроводу по всій його довжині.
Але цей вид має й низку недоліків:
- на ділянці його установки швидко з'являються протікання;
- проводити ремонт непросто;
- погано витримує кутові навантаження;
- не здатний протистояти навантаженням від хімічно активних рідин.
Але цей вид має один великий плюс - чим довший трубопровід, тим ефективніше працює компенсатор. Тобто надійність компенсування залежить безпосередньо від довжини магістралі.
Сальниковий вигляд компенсаторів
Конструктивно це дві обичайки, виготовлені з жароміцної сталі, з різними діаметрами. При складанні одна вставляється в іншу, а між ними прокладається спеціальний матеріал, що герметизує. При лінійному розширенні внутрішня обичайка переміщається всередині зовнішньої. Обидва елементи прикріплюються до двох кінців труб, що з'єднуються.
Компенсатор витримує тиск до 2,5 МПа та температуру до +300°С.
Ще один мінус - постійно необхідно підтягувати сполучний елемент - гідробуксу. Тому в місцях, де розташовується компенсатор, споруджують колодязь, в якому проводять профілактичні та ремонтні роботи.Гумові
Цей вид вважається універсальним, тому що можна встановлювати на теплотраси із сталевих або поліпропіленових труб. По суті, це ті ж дві сталеві обичайки, виготовлені у вигляді товстих фланців. Між ними встановлюється гумова вставка. Вона виконує функції компенсатора.
У цього пристосування досить багато значних плюсів:
- легко витримує осьові та поперечні навантаження;
- добре справляється з вакуумом, який нерідко утворюється на різних ділянках теплотрас;
- показує високу стійкість до агресивних середовищ;
- має велику циклічність «розширення-стиснення»;
- має термін служби 20 років.
Витримує тиск до 2,5 МПа, температуру - +200°С. Причиною появи гумового вигляду стала погана робота П-подібної моделі, яка погано справлялася з кутовими навантаженнями.
Гумовий різновид
Тканинний
Це вид вважається особливим, тому що розроблявся не для теплотрас, а для газопроводів. Але згодом його почали використовувати і в інших трубних системах:
- опалення;
- гарячий водопровід;
- мережі, що експлуатуються на морозі;
- трубопроводи з агресивними рідинами та газами.
Найбільший плюс тканинного компенсатора - здатність витримувати значні температурні перепади. До того ж він має підвищений захист від ультрафіолетових променів.
Сильфонний
Свою назву цей вид компенсатора для трубопроводів набув за рахунок форми. Він є двома гофри з двошарової роздільної сталі, вставлені друг в друга. При цьому товщина внутрішньої стінки набагато більша за товщину зовнішньої.
Такі конструктивні особливості дають можливість постійно підтримувати необхідні технічні та експлуатаційні характеристики приладу.
Лінзовий
Цей вид компенсатора є особливим. Його встановлюють на різних ділянках залежно від матеріалу, з якого трубопровід виготовлено.
- Сталеві труби. Монтаж проводять або на продувних ділянках, або біля насосної установки, яка працює в системі гарячого водопостачання.
- Пропіленові. Використовуються на головних магістралях, але з умовою, що вони короткі.
Прилад має непогані характеристики:
- добре справляється з осьовими та кутовими навантаженнями;
- прекрасно працює при високих температурах;
- має високу жорсткість.
Єдиний мінус - працює нестабільно, особливо в умовах постійних підвищених комплексних навантажень.
Лінзовий компенсатор збирають із сталевих лінз, які формуються способом штампування. Технологія дозволяє виготовляти лінзи будь-якого діаметра. Після цього вони просто з'єднуються між собою електрозварюванням. Зазвичай у конструкції є від однієї до чотирьох лінз, але є види і з великою кількістю елементів, як показано на фото нижче.
Лінзові моделі
З'єднання з трубопроводом проводиться зварюванням або фланцями. За формою перерізу вони можуть бути круглими або прямокутними.
Інші види компенсаторів
До цієї категорії входять моделі, що встановлюються на поворотах теплотраси. Тут складно врахувати різні фактори, що впливають на трубопроводи та їх з'єднання. Тому на таких ділянках монтують два види компенсаторів:
- радіальний;
- П-образний.
Щоб встановити другий, необхідно виконати одну вимогу. В основі лежить короб, який розміщують на ділянці повороту магістралі. Його ширина вибирається такою, щоб зміни форми та розмірів труб не створювали перешкод для подовження траси.
Вигляд компенсатора для поліпропіленового трубопроводу
Це найпростіший пристрій, виготовлений з тієї ж труби, що і вся трубна система. Використовувана форма - петля, яка забезпечує максимальну компенсацію лінійного розширення поліпропіленових труб.
Такий захисний пристрій легко справляється не тільки з переміщенням труб та зміною їх розмірів, але і з гідроударами, які часто зустрічаються в трубних конструкціях.
Компенсатор петля
П-подібні компенсатори також часто використовуються в поліпропіленових конструкціях. Їх легко виготовити з тих самих труб. Але є певні нюанси, які стосуються способу кріплення ділянок пристрою:
- посередині конструкції застосовують жорстке, воно ж нерухоме кріплення;
- у місцях приєднання до трубопроводу - ковзне або рухоме кріплення.
На фото нижче конструктивні особливості компенсатора добре видно.
П-подібний компенсатор для поліпропіленових труб
Важливо правильно розрахувати параметри компенсуючого пристрою. Тут враховуються співвідношення довжини різних ділянок компенсатора. Основні позиції:
- Оптимальне співвідношення ширини пристрою до його вильоту (довжині) - 1:1,5.
- Співвідношення вильоту до загального обсягу приладу - 1:4.
- Напруга в спинках - не більше 1,1 МПа.
- Температура рідини, що протікає всередині, - не більше +200°С.
- Тиск усередині трубопроводу - не більше 1,6 МПа.
Додаткові рекомендації:
- П-подібний компенсатор можна встановлювати тільки на горизонтальні ділянки;
- потрібна повна симетрія - плечі розташовуються на однакових відстанях;
- пристрій не повинен зазнавати зовнішніх навантажень: вітер, удари та інше;
- у конструкції використовуються стандартні гладкі відводи з пластику.
Цей компенсатор входить до категорії сильфонних моделей. Чисто конструктивно це сильфон, виготовлений із двошарової сталі товщиною 1,5 мм. Компенсатор поміщений у поліпропіленову трубу, яка виконує функції кожуха. На кінцях встановлені муфти, за допомогою яких конструкція приварюється до трубопроводу.
Механізм Козлова
Особливості монтажу компенсуючих пристроїв
Будь-які монтажні операції на ділянках теплотрас проводяться за проектом. У цьому документі точно вказані місця встановлення компенсаторів. Змінювати їх самовільно не можна. Будь-які доповнення або відхилення від проекту призведуть до непоправних наслідків.
З'єднання компенсаторів до трубопроводів здійснюється зварюванням або фланцями. При використанні поліпропіленових виробів - пайкою або зварюванням.
Перед тим як провести кріплення, стики між кінцями труб та компенсаторів виставляються по одній осі. Не можна допустити навіть найменше усунення. Воно призведе до збільшення поперечних навантажень саме в неправильно проведеному стику.
Всі роботи проводяться в процесі монтажу трубопроводу. Існують деякі вимоги:
- під сальниковий вигляд обов'язково встановлюється опора;
- під сильфонний вигляд не можна монтувати підвісні опорні конструкції;
- монтаж проводиться тільки на горизонтальних та вертикальних ділянках;
- сам компенсатор встановлюється на горизонтальній ділянці трубопроводу так, щоб його стрілка на корпусі вказувала рух теплоносія;
- якщо монтаж проводиться на вертикальній ділянці, то установка проводиться стрілкою вниз незалежно від напрямку руху гарячої води.
компенсуючі пристрої ремонту не підлягають. Їх можна тільки замінити на нові.
Компенсатори відіграють важливу роль в ефективній роботі трубопроводів теплотрас різного виду та призначення. Сьогодні без них жодна трубна магістраль, якою рухаються рідини та гази під високим тиском і з підвищеною температурою, не експлуатується.
Сподобалася стаття - поставте її в закладки, поділіться з друзями в соцмережах. Якщо виникли питання, готові їх вислухати у ваших коментарях.
Також рекомендуємо подивитися добірку відео, які закріплять знання і дадуть відповідь на питання, що залишилися.
Сильфонні компенсатори - види.
Компенсатор Козлова - витончене рішення для опалення та водопостачання.
Джерела:
- https://trubanet.ru/truby-dlya-otopleniya/kompensatory-dlya-polipropilenovykh-trub-silfonnye-p-obraznye-kompensator-kozlova.html
- https://m-strana.ru/articles/kompensatory-dlya-truboprovodov
- https://iseptick.ru/truby-i-fitingi/polipropilenovye-truby/kompensatory-dlya-truboprovodov.html