В связи с большой протяженностью тепловых сетей трудно содержать их в идеальном порядке, поскольку на магистраль постоянно воздействуют различные факторы. Тем, кто заинтересован в решении данной проблемы, будет интересно узнать, как в этом могут помочь компенсаторы для трубопроводов. Также изучить их виды, и для чего каждый из них нужен.
Компенсаторы для тепловых сетей Источник trivel.su
Назначение устройств
Любая теплотрасса постоянно работает под серьезной нагрузкой. Стенки трубопровода выдерживают большое давление. Регулярно происходят температурные перепады. И к тому же с разной периодичностью система получает сильные гидроудары.
Все это заставляет материал, из которого сделана теплосеть, то сжиматься, то наоборот расширяться. Подобные подвижки неизбежно приводят к деформациям и необратимым перегрузкам. И в конце концов вся система быстро выходит из строя.
Избежать регулярных аварий и продлить эксплуатационный срок работы теплотрассы позволяют специальные защитные меры. Для увеличения службы сети устанавливаются такие элементы, как компенсаторы для трубопроводов отопления. Данные детали, благодаря своей эластичности, способны значительно сглаживать критические нагрузки в системе.
Фланцевый компенсатор Источник climatik.su
Важность таких защитных элементов неоспорима. Они ощутимо гасят вибрацию, которая возникает в системе из-за работы насосов. Ее можно даже не ощутить тактильно, но она есть.
А самая большая опасность возникает тогда, когда вибрация, передаваемая помпой, совпадает с колебаниями самого трубопровода.
Подобный резонанс в разы увеличивает частоту пульсаций, а разрушающие последствия наступают гораздо быстрее.
Вторым важным моментом выступает уравновешивание размеров самого трубопровода. Материалы укорачиваются или удлиняются под постоянными воздействиями разных температур, которую имеет жидкость, проходящая по трубам. Подобные изменения больше всего затрагивают сварные соединения. Не меньше достается и муфтовым сочленениям. Такие нагрузки способны привести к скорому разрушению этих узлов.
На сегодняшний момент установка защитных элементов в тепломагистраль выступает, как обязательное мероприятие для обеспечения надежной работоспособности системы отопления. Подобная мера значительно увеличивает периоды между профилактическими ремонтами. А в целом создает благоприятные условия для долгосрочной эксплуатации всего оборудования.
Трубопровод с П-образными компенсаторами Источник vse42.ru
Виды компенсаторов
К выбору защитного элемента необходимо подходить ответственно еще на этапах подготовки. Поскольку теплосети монтируются из разных материалов, то для них изготавливаются различные виды компенсаторов трубопроводов. При этом нужно выполнить расчет возможной перегрузки, а уже затем подбирать элемент с подходящими параметрами.
Это вид предохранителя применялся одним из первых. И хотя способ довольно-таки старый, его продолжают использовать до сих пор. Потому что он гарантирует сглаживание увеличения размеров деталей из-за высокой температуры на протяжении всей системы, какой длины она бы не была. Но у подобного компенсатора масса недостатков.
Минусы сальниковых элементов:
- Необходим постоянный контроль для обнаружения протечек.
- Плохо переносят угловые напряжения.
- Ремонт дорого обходится и его трудно выполнять.
- Не способны противостоять химическим агрессиям.
Сальниковый компенсатор Источник gryazeviky.ru
Но даже при таком изобилии недостатков, сальниковые элементы позиционируются лучшими, чем сильфонные компенсаторы трубопроводов. А все дело в том, что способность к сглаживанию у первых возрастает пропорционально повышению объема сети. Чем длиннее монтируется трубопровод, тем надежнее он работает.
В стальную конструкцию входят две обечайки с разным объемом. Меньшая вставляется в большую, а соединение герметизируется специальной прокладкой. Сальниковый компенсатор способен выдержать давление до 2,5 мПа и повышение температуры среды до +300 °C.
Внутренняя труба может двигаться внутри большего элемента, компенсируя удлинения и сжатия. А протечки не допускаются благодаря надежному уплотнению. Но из-за необходимости регулярно подтягивать гидробуксу, теплосеть обязана иметь над каждой смотровой колодец.
Резиновые
Эти предохранители, следующие по популярности в использовании. Потому что они являются универсальными и подходят, как для стальных конструкций, так и для полипропиленовых их аналогов. Их коренное отличие в том, что рабочим элементов выступает резиновая вставка.
Резиновый компенсатор Источник stblizko.ru
К достоинствам резиновых компенсаторов причисляют:
- Большой срок эксплуатации (не меньше 20 лет). Причем на всем периоде не требуется ремонтов и обслуживания.
- Более надежная устойчивость к смещениям по циклам, относительно первичной установки.
- Стойкость к кратковременным осевым деформациям (растяжения и сжатия).
- Способность переждать возникновение вакуума.
- Устойчивость к агрессивной химической среде.
Рабочий резиновый элемент располагают между двумя стальными фланцами. Предохранитель также выдерживает давление в системе до 2,5 мПа. Но повышение температуры не должно превышать +200 °C. Защиту начали использовать, чтобы заменить П-образный компенсатор, который был популярен ранее, но не всегда справлялся с возложенными задачами.
Тканевый
Особый вид, который проектировался под газопровод, работающий под небольшим давлением. Применяется, чтобы сгладить тепловое расширение в системе. А при изготовлении тканевого механизма главной заботой является обеспечить достаточную прочность у рабочего элемента при различных температурных режимах.
Тканевый компенсатор Источник prom.st
Используют компенсатор из ткани для:
- трубопровода, обслуживающего агрессивные химические реагенты;
- теплотрасс, в которых температура превышает установленные нормы для других компенсаторов;
- систем, работающих на морозе.
Кроме способности работать в значительном температурном диапазоне, тканевый механизм отличается высокой стойкостью к ультрафиолету.
Линзовое устройство
Хорошо зарекомендовало себя для применения в котельных. И часто используется, как компенсатор для полипропиленовых труб на небольших участках, где нет больших температурных расширений. Но подходят и для стальных продувочных магистралей. Чаще встречаются рядом с насосным оборудованием для горячего водоснабжения.
Эффективнее всего справляются с осевыми и угловыми перемещениями сети, вызванными повышениями температуры. Способны стабильно работать при больших ее показателях. И этим выгодно отличаются от сильфонных собратьев. Но не могут обеспечить длительное функционирование на высоком уровне. Хотя намного жестче других видов.
Линзовый компенсатор Источник ompspb.ru
Штампуют полулинзы из стального листа, а затем сваривают по гребню. Непосредственно в механизм устанавливается от одной до четырех линз. А в трубопровод конструкция врезается либо сваркой, либо при помощи фланцевого соединения.
Способ изготовления хорош тем, что позволяет производить компенсаторы для трубопровода, практически, любого диаметра. И это помогает охватить сети состоящие из небольшой трубы в 100 мм до громадных конструкций обхватом более чем в два метра. Существуют квадратные и прямоугольные линзовые механизмы, которые применяют для горячего воздуховода.
Сильфонные
Современный вид устройств представляет собой гофрированное изделие, выполненное из стали. Причем конструкция делается двухслойной и внутренняя стенка гофры чуть ли не в два раза тоньше внешней. Такая особенность позволяет достигнуть значительной прочности и сохранить рабочие качества.
Существует сильфонный компенсатор для полипропиленовых труб. Для его изготовления подбирают специальный пластик, способный выдерживать большие температурные перепады. Такие конструкции более компактны и это обстоятельство позволяет снизить земляные работы.
Про то, какие бывают компенсаторы отопления, расскажет следующее видео:
Другие виды устройств
Если магистраль отопления или водоснабжения проложена зигзагами, либо имеет изогнутые участки, то применяются радиальные варианты компенсирования. В этом случае происходит естественное сглаживание благодаря смещению в районе поворотов трассы.
Такие же функции выполняют П-образные компенсаторы. И это не отдельные элементы. Просто магистраль через равные промежутки имеет П-образные отходы. Именно они позволяют сгладить температурные расширения. Но для работы такой системы требуется выполнение одного условия.
Все повороты трубопровода укладываются в специальный короб. Его ширина должна быть достаточной, чтобы хватило места для удлинения магистрали при нагревании. Для этого предварительно производят расчеты будущих нагрузок, а затем обустраивают место для поворота.
По подобному принципу действует компенсатор полипропиленовый. Это кусок обычной пластиковой трубы, закрученный в кольцо. Такой элемент не закапывают в землю. Его обычно устанавливают в помещениях. Он создает подвижность в системе и это компенсирует расширения или сжатия.
В этом видео показаны компенсаторы для полипропиленовых труб отопления:
Коротко о главном
Прежде чем обустраивать магистраль, связанную с отоплением, необходимо позаботиться о ее защите. Работа под высоким давлением и периодично меняющаяся температура приводит к регулярным сжатиям и расширением системы. Это чревато скорейшему выходу из строя соединительных узлов трубопровода.
Существует достаточно много специальных компенсаторов, которые способны сглаживать, как вибрации в трубах от работы оборудования, так и расширение магистрали при повышении температуры.
Но прежде чем устанавливать защитный предохранитель, необходимо произвести расчеты нагрузок на теплосеть. Опираясь на полученные данные следует выбрать компенсатор нужной конструкции и из подходящего материала.
Это обеспечит надежность в дальнейшей работе всей системы.
Прочитать позже
Отправим материал на почту
Технология монтажа компенсаторов. — Промышленная группа Империя
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 1оС 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:
- ?l (t — tВ)
- ?l = мм
- 100
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 самокомпенсацией
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.
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 из сварных отводов используют для трубопроводов условным диаметром не более 500мм. Для трубопроводов пара и горячей воды такие компенсаторы можно применять на трубопроводах III и IV категорий на условное давление до 64кгс/см2.
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 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 +450оС.
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 +450оС.
- 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.
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.
Стальные сальниковые компенсаторы применяют на условное давление до 16кгс/см2, а чугунные (из серого чугуна марки не ниже Сч 15-32) — до 13 кгс/см2 при температуре не выше 300оС.
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.
Для обеспечения нормальной работы П-образный компенсатор устанавливают не менее чем на трёх подвижных опорах (рис.5). Две опоры располагают на прямых участках трубопровода, присоединяемых к компенсатору (при этом край опоры должен отстоять от сварного стыка не менее чем на 500мм), третью опору ставят под спинку компенсатора, обычно на специльной колонне.
Для предварительной растяжки П-образного компенсатора применяют винтовое приспособление, состоящее из двух хомутов, между которыми установлены винт и распорка с натяжной гайкой.
Перед растяжкой замеряют длину компенсатора в свободном состоянии, а затем путём вращения гайки разводят его на необходимую величину. Распорное приспособление устанавливают параллельно спинке компенсатора.
Стык, у которого будет произведена растяжка компенсатора, указывают в проекте. Если указания нет, то во избежание перекоса для растяжки нельзя использовать стык. Непосредственно прилегающий к компенсатору.
Для этой цели нужно оставлять зазор в соседнем стыке.
При подъёме компенсаторы следует захватывать в трёх точках и ни в коем случае за распорное приспособление. Лишь после прихватки стыков и заркепления компенсатор отсоединяют от грузо-подъёмных средств. Необходимо также проверить надёжность установки распорного приспособления.
П-образные компенсаторы устанавливают в проектное положение с помощью одного или двух кранов.
При групповом расположении П-образных компенсаторов параллельных трубопроводов (один внутри другого) и в некоторых других случаях предварительную растяжку компенсаторов заменяют натяжением трубопровода в холодном состоянии. В этом случае при установке компенсаторов трубопровод собирают обычным способом, но в одном из стыков (сварном или фланцевом) оставляют зазор, равный заданной величине растяжки компенсатора.
Перед растяжкой следует убедиться в том, что все сварные стыки на данном участке трубопровода заварены, окончательно закреплены неподвижные опоры.
При установке компенсаторов без предварительной растяжки для удобства монтажа трубопровода в стык, намеченный для растяжки, вставляют патрубок длиной, равной величине расятжки, и прихватывают электросваркой к обеим кромкам трубопровода.
Иногда на концах стыкуемых труб наплавляют кольцевые валики и устанавливают временные хомуты из уголков . Через отверстия в них пропускают удлинённые стяжные шпильки и, затягивая гайки, зажимают временное прокладочное вставное кольцо, установленное между торцами стыка.
После сварки стыка хомуты удаляют.
Фланцевый стык, оставленный для растяжки, сременно (без постоянных прокладок) стягивают удлинёнными шпильками, устанавлива их через одну и оставляя отверстия для постоянных болтов. Диаметр и количество шпилек для натяжения трубопроводов в холодном состоянии указывается в проекте.
После установки компенсаторов в проектное положение, сварки всех стыков(кроме одного) и закрепления трубопровода на всех неподвижных опорах по обе стороны компенсатора удаляют временное прокладочное кольцо и стягивают стяк для сварки путём затяжки гаек на удлинённых шпильках. При фланцевом соединении перед окончательной затяжкой устанавливают прокладку, предусмотренную проектом. После затяжки фланцевого соединения постоянными болтами удлинённые шпильки вынимают, и на их место устанавливают постоянные болты или шпильки.
При установке линзовых компенсаторов необходимо следить за тем, чтобы дренажные штцера (если они имеются) находились в нижнем положении, а направляющий стакан компенсатора был вварен по направлению движения продукта.
Линзовые компенсаторы рекомендуется устанавливать на трубах, узлах или блоках до подъёма в проектное положение.
Собранный узел или блок с линзовыми компенсаторами необходимо на время транспортирования, подъёма и установки предохранять от деформаций и повреждений.
Для этого применяют дополнителные жесткости на компенсаторах. После установки узлов на опоры и закрепления временные жёсткости удаляют.
При монтаже вертикальных участков трубопроводов необходимо принимать меры, исключаюище возможность сжатия и дефомации компенсаторов под действием силы тяжести трубопроводов. Дял этого параллельно компенсаторам на трубопровдах приваривают по три скобы, которые срезают по окончании монтажа трубопровода.
- Линзовые компенсаторы растягивают на половину их компенсирующей способности.
- Линзовый компенсатор растягивают при монтаже после его сварки или окончательного соединения на фланцах с трубпороводом, а также после установки всех опор и подвесок трубопроводов и закрепления трубопроводов в неподвижных опорах.
- В этом случае растяжку компенсатора произодят за счёт стягивания ближайшего от компенсатора монтажного стыка, у которого специально оставляют соответствующий дополнительный зазор.
Сжатие компенсатора осуществляют после окончательного соединения с трубопроводом, но до закрепления на неподвижных опорах. Для сжатия или растяжки линзового компенсатора применяют приспособление, состоящее из двух стяжных хомутов, закрепляемых на трубопрооде по обе стороны от компенсатора, и удлинённых стяжных шпилек с гайками.
При установке на линии трубопровода нескольких линзовых компенсаторов в проекте должны быть предусмотрены неподвижные опоры за каждым компенсатором, чтобы исключить возможность прогиба трубопровода, находящегося в сжатом состоянии, и обеспечить более равномерную деформацию всех компенсаторов, установленных на трубопроводе, так как действительная жёсткость всех компенсаторов может быть неодинаковой.
У волнистых компенсаторов перед установкой проверяют строительную длину; с помощью проставок и шпилек устанавливают зазор, соответствующий предварительной растяжке.
Осевые компенсаторы монтируют в такой последовательности. Сначала их приваривают одним концом к трубопроводу. Между вторым концом и привариваемой трубой проверяют зазор, равный величине предварительной растяжки, производят растяжку компенсатора с помощью имеющихся на нем гаек со шпильками, приваривают второй конец компенсатора к трубопроводу, после чего удаляют шпильки и гайки.
При установке шарнирных или универсальных компенсаторов их приваривают к трубопроводу обоими концами в соответствии с монтадной схемой, не снимая болтов, скрепляющих щеки шарниров и предохраняющих компенсатор от изгиба.
Далее проверяют зазор между фланцами на трубопроводе, после чего снимают болты и производят растяжку шарнирной схемы, стягивая фланцы шпильками.
Сальниковые компенсаторы при монтаже необходимо устанавливать строго сооно с трубопроводом, без перекосов во избежание заедания подвижных частей и повреждения набивки компенсатора.
Направляющие устройства трубопроводов в местах подсоединения к сальниковым компенсаторам должны плотно обжимать трубы пригнанными к ним роликами и центрировать трубу в горизонтальной и вертикальной поверхностях, не создавая больших продольных усилий трения.
Сальниковые компенсаторы не подвергаются растяжке после установки, так как при приварке компенсатора к трубопроводу его раздвигают на величину,указанную в проекте и определяемую по расстоянию между рисками, нанесёнными на его корпусе и стакане.
При этом между упорными кольцами на патрубке и в корпусе компенсатора должен быть оставлен зазор на случай понижения температуры по сравнению с температурой воздуха в момент монтажа.
Минимальная велиина зазора при длине участка трубопровода 100мм должна составлять при температуре наружного воздуха в момент монтжа ниже -5оС — 30мм, от -5оС до +20оС — 50мм, свыше +20оС — 60мм.
При установке необходимо предусмотреть, чтобы в случае срыва неподвижных опор движущаяся часть трубы не вырывалась из корпуса компенсатора. В большинстве случаев для этого на скользящую часть трубы приваривают ободок так, чтобы он не мешал работе компенсатора.
Монтаж и установка — компенсатор для трубопровода
Трубопроводные системы при изменении режимов работы по перекачке рабочей среды или колебаний погодных условий подвергаются деформациям, называемыми температурными.
При нагреве стальных труб суммарной длиной 100 п.м., до температуры в 50 градусов Цельсия они могут вытягиваться на расстояние от 40 до 60 мм. Учитывая то, что те же магистральные трубопроводы тянутся на многие километры, то сумма удлинения, составляет серьезные цифры.
Тепловая деформация приводит к тому, что в системе появляются большие продольные усилия.
Они оказывают воздействие на фиксированные промежуточные опоры. Кроме того, возникающие воздействия не только разрушают опоры, но и приводят к прогибу труб. Все перечисленные избыточные усилия могут привести к тому, что существующие соединения (сварочные или фланцевые) могут быть повреждены.
Защита трубопроводных систем от излишних нагрузок
Защита трубопроводных систем от излишних нагрузок начинается на стадии проектирования. Проектировщики и конструкторы рассчитывают его таким образом, чтобы его составные части (трубы) имели возможность свободно изменять свою длину при перепадах температуры при этом система и ее составные части не должны испытывать дополнительных нагрузок.
Другими словами, трубопроводные системы, разумеется, правильно спроектированные, получают возможность изменять свои линейные размеры, но лишь в пределах допустимых нагрузок и без использования специального оборудования называют самокомпенсацией.
Она (самокомпенсация) может быть реализована только потому, что трубопроводы состоят не только из прямых участков, как правило, между опорными точками размещают повороты или отводы.
Эти конструктивные элементы — повороты или отводы и помогают компенсировать колебания длины. Она напрямую связана с эластичностью конструкции на прямом участке, другая часть компенсируется за счет характеристик металла, который использован для производства труб.
Но заложить в проект возможность самокомпенсации не всегда представляется возможным или использовать ее в полном объеме нельзя, тогда в трубопроводной системе монтируют устройства, под названием компенсаторы.
В нашей компании освоен серийный выпуск следующих типов компенсационных изделий:
- сильфонных;
- линзовых ПГВУ;
- линзовых ОСТ;
- сальниковых;
- тканевых.
Особенности монтажа П-образных компенсаторов
Перед монтажом компенсационных устройств, на место, предусмотренное в конструкторской документации, необходимо выполнить его внешний осмотр. На поверхности изделия не может быть повреждений, замятий и других дефектов, которые могут оказать негативное влияние на их работоспособность.
Компенсаторы, перед началом их монтажа на место приводят в нагруженное состояние, то есть их или растягивают или сжимают на величину, определённую в проектной документации.
Их монтаж выполняют совместно со вспомогательным устройством, обеспечивающим распор или сжатие. Устройство удаляют только после выполнения окончательной установки компенсационного устройства на проектное место.
Размер предварительной натяжки или удлинения определяют на стадии проектирования.
Растяжку используют для горячих трубопроводных систем, а сжатие для холодных. Операция предварительной деформации компенсаторов называетсят — холодным натягом. Основная ее цель — снижение напряжений, появляющихся во время тепловой деформации трубопроводной системы.
Результаты предварительной деформации компенсационного устройства заносят в Акт. В нем указывают все строительные длины, устанавливаемых компенсационных устройств до и после нагружения.
Компенсаторы, выполненные в виде буквы П, монтируют в параллельно земле. Но при необходимости их могут устанавливать под определенным углом к горизонту или перпендикулярно к уровню земли. В нижних точках отводов необходимо врезать дренажные краны или штуцеры. В верхней части компенсационного изделия, в обязательном порядке, должны быть установлены воздухоотводяще клапаны.
П-образный компенсатор монтируют на трех опорах. Две из них должны быть установлены на прямом участке трубопроводной системы, стыкующейся с компенсационным изделием. Между опорой и стыком должно быть оставлено не меньше 0,5 м. Третью опору устанавливают под спину устройства для компенсации, для этого сооружают специальную конструкцию в виде колонны.
Предварительное нагружение П-образного компенсационного изделия выполняют при помощи специального технологического приспособления, в состав которого входят два хомута. Между ними устанавливают винт и распорку.
Прежде чем привести компенсационное изделие в рабочее состояние, необходимо выполнить замер длины компенсатора в свободном положении. После этого, на заранее установленном приспособлении, проворачивают гайку. Таким образом, выполняется приведение компенсатора в рабочее состояние.
В проекте должен быть показан стык, рядом с которым будет выполнено растяжение компенсационного устройства. Если в рабочей документации нет каких-либо отметок, то надо помнить, что установка растяжки рядом со стыком, расположенным рядом с компенсационным устройством недопустимо.
При выполнении погрузочно-разгрузочных работ компенсатор разрешено поднимать только по трем точкам. Выполнять подъём компенсационного устройства за распорное устройство категорически запрещено.
Освобождение компенсатора от грузозахватных приспособлений допустимо выполнять только после того, выполнена прихватка стыков.
Компенсационные устройства устанавливают в рабочее положения с помощью одного или двух подъемных кранов.
В некоторых случаях, например, тогда, когда компенсаторы П-образной формы, расположены параллельно между собой, вместо их растяжения выполняют натяжение.
То есть, на месте где должен располагаться сварной или фланцевый стык, оставляют зазор. Его размер должен равняться длине растягивание компенсационного изделия.
Перед тем как начать растяжку необходимо убедиться в том, что на данном участке трубопровода сварены и готовы к эксплуатации все стыки.
Особенности монтажа линзовых компенсационных устройств
При монтаже линзовых компенсаторов необходимо отслеживать расположение дренажных устройств, это могут быть штуцеры или краны. Кроме того, направляющий стакан должен быть установлен по оси движения перемещаемой рабочей среды.
Линзовые компенсационные устройства целесообразно устанавливать в трубах, узлах или блоках до того, как их установят в предусмотренное конструкторской документацией положение.
При транспортировке, хранении готового с линзового компенсационного устройства необходимо обеспечить сохранность изделия. Для этого используют специальные приспособления их называют жесткость.
После монтажа готового изделия их надо удалить.
Во время сборки трубопроводов, расположенных в вертикальной плоскости, монтажники должны приварить скобы, устанавливаемые параллельно компенсатору и срезаемые по окончании работ.
Перед монтажом линзовые компенсационные устройства должны быть растянуты на половину их способности выбирать температурную деформацию.
Эти изделия могут быть растянуты и во время монтажа, по окончании сварочных работ или сборки на фланцах. Кроме того, должны быть смонтированы все стационарные опоры, подвесные устройства и пр.
В таком случае растяжку компенсаторов выполняют путем его притягивания к ближайшему, специально подготовленному стыку.
Сжатие изделия проводят после того как оно окончательно связано с трубопроводом, до того, пока оно не закреплено на стационарных опорах. Для манипуляций с компенсационным устройством используют приспособление, в состав которого входят — два хомута и удлиненные шпильки.
При установке в трубопроводной системе нескольких компенсаторов проектировщики обязаны предусмотреть наличие стационарных опор, располагаемых за устанавливаемым изделием.
Такой подход позволяет предупредить прогиб трубопроводной линии, находящейся в нагруженном состоянии. Такой подход обеспечит равномерную деформацию всех, смонтированных на этом участке компенсационных изделий.
Все дело в том, у каждого линзового компенсатора собственные параметры жесткости.
У линзовых, их иногда называют волнистыми, компенсаторов перед монтажом необходимо проверить строительную длину, затем выставляют зазор, который должен соответствует предварительному нагружению (растяжке).
Компенсационные изделия и трубопровод
Компенсационные изделия осевого типа устанавливают в определённой очередности. На первом этапе их фиксируют с помощью сварки одним концом к трубе.
Между противоположной стороной и торцом трубы оставляют зазор, который равен длине заранее выполненной растяжки. Для операции растяжки компенсационного изделия применяют метизы различной формы (гайки, шпильки).
При монтаже шарнирных компенсационных устройств их сваривают во соответствии со схемой монтажа, при этом болты, скрепляющие щеки шарниров, не снимают.
Их демонтируют после проверки длины зазоров между стыками и затягивания крепежных изделий
Компенсаторные изделия сальникового типа требуют обеспечения соосности со стыкуемыми трубами. Смещение осей при монтаже недопустимо, в противном случае может произойти заклинивание движущихся частей или выход из строя набивки компенсационного устройства. Направляющие, которые установлены на трубы обживают ее, и таким образом, происходит центрирование труб в разных плоскостях.
Технология монтажа компенсаторов трубопроводов
П-образные, компенсаторы устанавливают в горизонтальном положении и лишь в исключительных случаях, при отсутствии необходимой площади, вертикально или наклонно.
Вертикальное или наклонное расположение компенсаторов нежелательно, так как в нижних точках происходит скопление конденсата, для отбора которого требуется установка дренажных штуцеров.
Во всех случаях элементы компенсатора должны располагаться в одной плоскости.
К установке допускаются компенсаторы, прошедшие после изготовления контрольную проверку.
Все компенсаторы перед их окончательным креплением к трубопроводу должны быть растянуты или сжаты на величину, указанную в проекте (от 50 до 100% теплового удлинения участка трубопровода).
Растяжку применяют для горячих линий трубопровода, а сжатие для холодных.
Операция растяжки или сжатия называется холодным натягом трубопровода и производится для того, чтобы уменьшить напряжение в металле при тепловом удлинении трубопровода.
Она может быть выполнена предварительно, до установки компенсатора на место или непосредственно на трубопроводе. Для предварительной растяжки применяют винтовое приспособление. Перед растяжкой замеряют длину компенсатора в свободном состоянии, а затем путем вращения гайки разводят его на необходимую величину.
До установки компенсатора трубопровод должен быть уложен на все опоры, а неподвижные опоры его должны быть окончательно затянуты. Компенсаторы необходимо устанавливать не менее чем на трех подвижных опорах.
Предварительно растянутый компенсатор вместе с распорным приспособлением устанавливают в проектное положение, после чего его соединяют с линией трубопровода на фланцах или прихваткой сварных стыков. Окончательно сваривают стыки или затягивают фланцевые соединения после сборки и выверки всего участка трубопровода.
Распорное приспособление снимают с помощью грузоподъемных средств по окончании всех работ, связанных с монтажом компенсатора.
На растяжку компенсаторов независимо от способа ее выполнения составляют акт, в котором указывают строительные длины компенсаторов до и после растяжки.
При групповом расположении П-образных компенсаторов нескольких параллельных трубопроводов (один внутри другого) их предварительно не растягивают.
При установке нерастянутого компенсатора трубопровод собирают обычным способом, но в одном из стыков (сварном или фланцевом) оставляют зазор, равный величине растяжки компенсатора. Стык, у которого будет произведена растяжка компенсатора, указывают в проекте.
Если указания нет, то во избежание перекоса для растяжки не следует использовать стык, непосредственно прилегающий к компенсатору. Для этой цели нужно оставлять зазор в соседнем стыке.
После установки компенсатора в проектное положение, сварки всех стыков (кроме одного) и закрепления трубопровода на всех неподвижных опорах по обе стороны компенсатора стык стягивают до требуемого зазора, а затем его сваривают.
Стык на фланцевом соединении стягивают с помощью удлиненных (монтажных) болтов или шпилек, устанавливаемых во фланцах в шахматном порядке. Между монтажными болтами или шпильками оставляют отверстия для установки постоянных болтов. Диаметр и количество шпилек для холодного натяга трубопроводов указаны в проекте.
После затяжки фланцевых соединений постоянными болтами удлиненные шпильки удаляют и на их место устанавливают постоянные болты или шпильки.
Загрузка...
