Proč potřebujete kompenzátor?

Moderním způsobem, jak prodloužit životnost potrubních systémů, je použití kompenzátorů. Pomáhají předcházet různým změnám, ke kterým v potrubí dochází v důsledku neustálých změn teploty, tlaku a různých druhů vibrací. Absence kompenzátorů na potrubí může vést k takovým nežádoucím důsledkům, jako je změna délky potrubí, jeho roztažení nebo stlačení, což následně vede k průrazu potrubí. V tomto ohledu je největší pozornost věnována problému spolehlivosti potrubních kompenzátorů a hledá se optimální řešení pro zajištění technické bezpečnosti kompenzačních systémů.

Kompenzátory: vlnovec, gumová šňůra, tkanina

Kovové dilatační spáry

Gumové kompenzátory
Tkaninové dilatační spáry

Hlavní typy kompenzátorů

Dilatační spojky jsou trubkové, ucpávkové, čočkové a vlnovcové. Nejjednodušší je použít přirozenou kompenzaci díky pružnosti samotného potrubí pomocí kolen ve tvaru U. Dilatační spáry ve tvaru U používá se pro nadzemní a kanálové pokládání potrubí. Pro ně jsou při pokládání nad zemí vyžadovány další podpěry a při pokládání do kanálů jsou vyžadovány speciální komory. To vše vede k výraznému nárůstu nákladů na potrubí a nucenému odcizení oblastí drahých pozemků.

Dilatační spáry ucpávky, které se donedávna nejčastěji používaly v ruských tepelných sítích, mají také řadu vážných nevýhod. Na jedné straně může kompenzátor ucpávky poskytovat kompenzaci axiálních pohybů libovolné velikosti. Na druhou stranu v současné době neexistují ucpávky schopné dlouhodobě zajistit těsnost potrubí s horkou vodou a párou. V tomto ohledu je nutná pravidelná údržba kompenzátorů ucpávky, ale ani ta nezabrání úniku chladicí kapaliny. A protože při pokládce teplovodů pod zem jsou potřeba speciální obslužné komory pro instalaci ucpávkových kompenzátorů, výrazně to komplikuje a ztěžuje konstrukci a provoz topných potrubí s dilatačními spoji tohoto typu a jejich provoz.

Kompenzátory objektivu Používají se především na rozvodech tepla a plynu, vodovodních a ropovodech. Tuhost těchto dilatačních spár je taková, že k jejich deformaci je zapotřebí značného úsilí. Čočkové kompenzátory však mají ve srovnání s jinými typy kompenzátorů velmi nízkou kompenzační schopnost, navíc pracnost jejich výroby je poměrně vysoká a velké množství svarů (které je způsobeno technologií výroby) snižuje spolehlivost těchto zařízení. .

S ohledem na tuto okolnost se v současné době stává aktuální použití vlnovcových kompenzátorů, které netěsní a nevyžadují údržbu. Vlnovcové dilatační spáry Jsou malých rozměrů, lze je instalovat kdekoli v potrubí jakýmkoli způsobem pokládky a nevyžadují stavbu speciálních komor a údržbu po celou dobu životnosti. Jejich životnost zpravidla odpovídá životnosti potrubí. Použití vlnovcových kompenzátorů poskytuje spolehlivou a účinnou ochranu potrubí před statickým a dynamickým zatížením v důsledku deformací, vibrací a vodních rázů. Díky použití vysoce kvalitních nerezových ocelí při výrobě vlnovců jsou vlnovcové kompenzátory schopny provozu v nejnáročnějších podmínkách s teplotami pracovních médií od „absolutní nuly“ do 1000 °C a odolávají provozním tlakům od vakua do 100 atm, v závislosti na konstrukci a provozních podmínkách.

Vlastnosti vlnovcových kompenzátorů

Hlavní částí kompenzátoru měchu je měch – elastická vlnitá kovová skořepina, která má schopnost se natahovat, ohýbat nebo posunout pod vlivem teplotních změn, tlaku a jiných typů změn. Liší se od sebe v takových parametrech, jako jsou rozměry, tlak a typy posuvů v potrubí (axiální, smykové a úhlové).

Na základě tohoto kritéria se kompenzátory dělí na axiální, smykové, úhlové (rotační) a univerzální.

Měchy Moderní kompenzátory se skládají z několika tenkých vrstev nerezové oceli, které jsou formovány hydraulickým nebo konvenčním lisováním. Vícevrstvé kompenzátory neutralizují účinky vysokého tlaku a různých typů vibrací, aniž by způsobovaly reakční síly, které jsou zase vyvolány deformací.

Firma Kronštadt (St. Petersburg), oficiální zástupce dánského výrobce Belman Production A/S, dodává na ruský trh vlnovcové kompenzátory speciálně určené pro topné sítě. Tento typ kompenzátoru je široce používán při výstavbě tepelných sítí v Německu a Skandinávii.

Konstrukce tohoto kompenzátoru má řadu charakteristických rysů.

1. Všechny vrstvy měchu jsou vyrobeny z vysoce kvalitní nerezové oceli AISI 321 (analog 08Х18Н10Т) nebo AISI 316 TI (analog 10Х17Н13М2Т). V současné době se při výstavbě tepelných sítí často používají dilatační spáry, u kterých jsou vnitřní vrstvy vlnovce vyrobeny z materiálu nižší kvality než vnější. To může vést k tomu, že při jakémkoli, byť drobném poškození vnější vrstvy, nebo při nepatrné vadě svaru se dovnitř měchu dostane voda, která obsahuje chlór, kyslík a různé soli a po nějaké době dojde k jeho zborcení. . Náklady na měch, u kterého jsou pouze vnější vrstvy vyrobeny z vysoce kvalitní oceli, jsou samozřejmě o něco nižší. Tento rozdíl v ceně však nelze srovnávat s cenou práce v případě nouzové výměny vadného kompenzátoru.
2. Kompenzátory Belman jsou vybaveny jak vnějším ochranným pláštěm, který chrání měch před mechanickým poškozením, tak vnitřní trubkou, která chrání vnitřní vrstvy měchu před účinky abrazivních částic obsažených v chladicí kapalině. Kromě toho přítomnost vnitřní ochrany měchu zabraňuje usazování písku na čočkách měchu a snižuje odpor proudění, což je také důležité při návrhu topného potrubí.

Snadná instalace je další charakteristickou vlastností dilatačních spár Belman. Tento kompenzátor je na rozdíl od svých analogů dodáván zcela připravený k instalaci do topné sítě: přítomnost speciálního upevňovacího zařízení umožňuje montáž kompenzátoru bez jakéhokoli předběžného natahování a nevyžaduje dodatečné zahřívání části topné sítě před instalací . Kompenzátor je vybaven pojistkou, která chrání měch před přetočením při instalaci a zabraňuje nadměrnému stlačení měchu během provozu.

V případech, kdy voda protékající potrubím obsahuje hodně chlóru nebo se může dostat do kompenzátoru podzemní vody, Belman nabízí vlnovec, u kterého jsou vnější a vnitřní vrstvy vyrobeny ze speciální slitiny, která je obzvláště odolná vůči agresivním látkám. Pro bezpotrubní pokládku topných rozvodů jsou tyto kompenzátory vyráběny v izolaci z polyuretanové pěny a jsou vybaveny funkčním systémem dálkového ovládání.

Všechny výše uvedené výhody kompenzátorů pro topné sítě vyráběné firmou Belman ve spojení s vysokou kvalitou zpracování umožňují garantovat bezporuchový provoz vlnovce po dobu minimálně 30 let.

P.N. Antonov, P.A. Karasev
“Kronštadt”

Literatura:

1. Antonov P.N. „O zvláštnostech použití kompenzátorů“, časopis „Trubkové fitinky“, č. 1, 2007.
2. Polyakov V. „Lokalizace deformace potrubí pomocí vlnovcových kompenzátorů“, „Industrial Gazette“ č. 5-6, květen-červen 2007.
3. Logunov V.V., Polyakov V.L., Slepčenok V.S. „Zkušenosti s používáním axiálních vlnovcových kompenzátorů v topných sítích,“ časopis Heat Supply News, č. 7, 2007.

Vysoké zatížení způsobuje deformaci materiálu (stlačení a protažení), změny středního tlaku a vodní rázy vedou ke změnám potrubí a jejich poškození. Při projektování potrubí je nutné počítat s přetížením systému a možností samokompenzace. Tuto funkci plní kompenzátory. Jejich použití vám umožní získat komplexní ochranu:

• Stabilizace tlaku.
• Prevence vírových proudů.
• Vysoká těsnost (v důsledku natažení v mezích deformace).

Označení výztuže

Kompenzátory se používají v různých potrubních systémech – bydlení a komunální služby, stavebnictví, energetika, ropný a plynárenský průmysl, jaderný průmysl atd.

Hlavním předmětem kompenzace jsou vibrační zatížení, která doprovázejí potrubí topného systému, přívod vody a rozvody. Vibrace mohou být způsobeny změnami teploty, čerpacími jednotkami nebo vnějšími faktory, jako jsou srážky nebo vítr.

Když je potrubí neustále vystaveno vibracím, vedou k deformaci spojů a ztrátě těsnosti systému. Může dojít k netěsnostem a nehodám. Vady v systému (trubky, podpěry, upevňovací prvky) také zvyšují sílu vibrací.

Použití kompenzátorů umožňuje kompenzovat vibrace, „absorbovat“ je a prodlužovat životnost potrubního systému.

Typy kompenzátorů pro potrubí

Existují čtyři typy kompenzátorů, které se liší konstrukcí a rozsahem použití: vlnovec, ucpávka, čočka, antivibrační. Vybírají se v závislosti na parametrech systému, materiálu, ze kterého jsou trubky vyrobeny, instalačních vlastnostech a vybavení.

Omentální

Ucpávkové kompenzátory se používají v potrubních systémech s následujícími parametry:

• Pracovní médium – voda a pára.
• Pracovní tlak – až 25 kgf/cm2 (2,5 MPa).
• Střední teplota – ne více než 200 °C pro vodu, do 300 °C pro páru.

Použití kompenzátorů ucpávek je nepřijatelné pro úhlová namáhání, s tím je třeba počítat při návrhu trasy potrubí.

Hlavní výhody tohoto typu produktu – vysoká kompenzační schopnost, životnost.

Hlavní nevýhody – vysoké náklady, drahé a složité opravy, vysoce kvalifikovaní pracovníci obsluhující zařízení.

Měchy

Vlnovcové kompenzátory se používají v ropném, plynárenském a chemickém průmyslu a poskytují vysokou kompenzaci různých defektů způsobených změnami teploty, nesouosostí potrubí v systému a vibracemi širokého rozsahu.

Hlavní výhody – praktičnost, spolehlivost, malé rozměry, vysoká kompenzační kapacita a snadná instalace. Tyto dilatační spáry se používají při velkém zatížení a jsou určeny pro systémy se složitým uspořádáním.

Pracovní médium – kapaliny, pára, pracující pod vysokým tlakem a vysokou teplotou.

Čočka

Čočkové kompenzátory se používají ve vysokotlakých potrubních systémech. Navrženo pro kompenzaci tepelné roztažnosti a zajištění tuhosti potrubí pracujících pod tlakem. Mohou mít různý počet čoček – od 1 do 4. Použití kompenzátorů čoček umožňuje také vyrovnat tlak v kotlích.

Hlavní výhody — zvýšená pevnost výrobků, schopnost odolat značnému zatížení (axiálnímu a úhlovému).

Hlavní nevýhody – nízká samokompenzace, velké množství svarových spojů, složitá konstrukce a nižší spolehlivost oproti jiným typům kompenzátorů (zejména vlnovcové).

Antivibrační

Antivibrační kompenzátory (flexibilní tlumiče vibrací) jsou speciální zařízení, která pomáhají zamezit deformaci potrubí (jejich expanzi a prodloužení), korozi a snižují sílu vodního rázu. Jsou vyrobeny z pryže a dokážou účinně eliminovat vibrace a snížit provozní hlučnost.

Hlavní výhody — vysoká účinnost, dostupné náklady.

Hlavní nevýhody – omezená aplikace.

Vlastnosti výběru a instalace

Kompenzátory jsou instalovány na potrubí podle určitých pravidel v několika fázích.

Je velmi důležité dodržovat tato pravidla:

• Práce nelze provádět při tlaku v systémech, proto je nutné nejprve odčerpat pracovní médium.
• Potrubí je nutné upevnit na pevné a posuvné podpěry. Použití závěsných podpěr pro kompenzátory měchu je zakázáno.
• Kompenzátor se instaluje pouze na rovné úseky potrubí. Zvláštní pozornost je třeba věnovat instalaci na svislé úseky trasy (na zařízení by neměl být žádný tlak).

Základní parametry konečného systému jsou stanoveny ve fázi návrhu kompenzovaného potrubí. Návrh musí zahrnovat maximální délku sekce a třecí sílu v prostoru instalace.

Při výběru kompenzátoru pro potrubí musíte analyzovat vlastnosti různých typů produktů, jako je tlak v rozsahu provozních teplot, průtok pracovní tekutiny a materiál potrubí.

Za zvážení také stojí:

• Nejdelší životní cyklus produktu. Ucpávkové kompenzátory jsou oblíbeným typem zařízení pro generální opravy složitých potrubních systémů.
• Životní cyklus výplně a hladkost zrcadla mají přímý vztah. Modely s hladším zrcadlem mají delší životnost.
• Vícevrstvé kompenzátory nelze použít v sítích s možností drobného poškození zařízení.

Při výběru kompenzátoru je také třeba věnovat pozornost stavu zvlnění. Tato položka se během přepravy snadno poškodí.