Как мы знаем из законов физики, все твердые тела под действием тех или иных сил подвержены деформации. Тепловые сети не являются исключением. Под воздействием внешних факторов, таких как сейсмическое движение и вибрация, а также внутренних факторов, таких как перепад температуры и давления, трубопроводы и техническое оборудование подвергаются опасным изменениям. Для того, чтобы избежать потенциально опасных аварийных ситуаций, приводящих к разгерметизации стыков, а также к разрушению оборудования, необходимо учитывать при проектировании установку компенсационных устройств.
Компенсационное устройство (компенсатор) — это такое устройство, которое имеет хорошую гибкость и эластичность, необходимую для обеспечения герметичного соединения подвижных деталей теплопровода, а также способствует компенсации температурного расширения тепловых сетей [2].
Существует большое количество видов этих устройств, но они все направлены на снижение вредных воздействий и нагрузок на тепловые сети.
Далее мы рассмотрим и проанализируем виды компенсационных устройств:
– П-образный компенсатор
Это такие конструкции, которые представляют собой изгиб труб в виде буквы «П». Они создаются из отрезков труб или отводов, сваренных друг с другом. Эти компенсаторы изготавливаются из того же материала, что и сами тепловые сети. Важно отметить, что радиус изгиба отводов при изготовлении компенсаторов должен быть равен четырем наружным диаметрам трубопровода [2].
Таблица 1
Достоинства, недостатки иособенности монтажа П-образных компенсаторов
|
Достоинства |
Недостатки |
Особенности монтажа |
|
– в период эксплуатации не нуждаются в контроле; – за счет изменения своего положения по продольной оси эффективно гасят колебания; – большой диапазон давлений. |
– необходимость в большой площади земли; – применяются для небольших диаметров трубопровода (до 600 мм); – увеличивается общее сопротивление движению теплоносителя; – высокая стоимость. |
– вылет для компенсаторов с правой стороны (если смотреть от источника тепла к конечному пункту); – в процессе монтажа компенсатор следует растянуть по максимуму, зафиксировав его с обоих сторон, для увеличения его эффективности. |
– Сильфонный компенсатор
Главным элементом этого компенсатора является сильфон (тонкостенная и прочная гофрированная оболочка, концы которой соединяются с помощью патрубков). Эти вставки отлично реагируют на температурные изменения трубопровода, а также значительно уменьшают влияния вибрации [2].
Таблица 2
Достоинства, недостатки иособенности монтажа сильфонных компенсаторов
|
Достоинства |
Недостатки |
Особенности монтажа |
|
– небольшие габариты; – не нуждаются в тщательном уходе; – большой срок эксплуатации; – работа в жестких условиях (температура среды от 00C до 10000C); – —возможность устаноки в труднодоступных местах; – значительное осевое смещение. |
– низкий показатель уплотнения; – изнашивание уплотнительного материала. |
– сварку необходимо проводить аккуратно, чтобы на поверхности сильфона не оказались брызги металла. Для этого он оборачивается тканью из асбеста; – перед приваркой компенсаторов обязательно предусматривают растяжку; – при обнаружении не герметичности компенсатор демонтируется и устанавливается новый, так как ремонту данные изделия не подлежат. |
– Сальниковый компенсатор
Это такое устройство, которое состоит из двух патрубков, врезаемых в трубопровод. Между патрубками находится уплотнительный материал, служащий герметиком для данного типа компенсирующего устройства, а также способствует движению патрубков относительно друг друга. На сегодняшний день используют два типа сальниковых компенсаторов: двухсторонний (устанавливается посередине пролета между неподвижными опорами) и односторонний (устанавливается в непосредственной близости от неподвижной опоры). Данный вид компенсаторов изготовляется из стальных труб, а также из листовой стали [2].
Таблица 3
Достоинства, недостатки иособенности монтажа сальниковых компенсаторов
|
Достоинства |
Недостатки |
Особенности монтажа |
|
– значительная экономия пространства вследствие малых габаритов; – возможность быстрого ремонта и обслуживания; – высокие компенсационный качества бля бытовых сетей; – относительно невысокая цена. |
– -требуется постоянная замена уплотнительного материала; – нередко возможны протечки; – усложнённый монтаж; – высокие затраты на обслуживание. |
– при установке сальников необходимо применять вставки, гасящие вибрацию; – данное устройство предпочтительнее устанавливать на прямолинейных участках сети; – монтаж сальникового компенсатора необходимо производить при температуре воздуха не ниже 20 градусов Цельсия. |
– Линзовые компенсаторы
Такой компенсатор состоит из линз, представляющие собой сваренные по окружности полулинзы из стали. При помощи такой формы и конструкции он может сжиматься и растягиваться, компенсируя удлинение трубопровода. Внутри компенсационного устройства располагаются стаканы из стали, позволяющие уменьшить сопротивление потоку жидкости. В нижней части линз приварен штуцер, чтобы сливать конденсат [3].
Таблица 4
Достоинства, недостатки иособенности монтажа линзовых компенсаторов
|
Достоинства |
Недостатки |
Особенности монтажа |
|
– небольшие габариты; – не нуждаются в периодическом обслуживании; – не занимают большого пространства; – надежны в эксплуатации; – хорошо переносят высокую температуру; – небольшая стоимость. |
– сложны в изготовлении; – маленькая компенсирующая способность; |
– при установке компенсатор растягивают на половину и закрепляют на конце трубопровода с помощью сварки. Далее его благодаря двум хомутам сжимают и закрепляют на трубопроводе; – участок трубопровода (где устанавливается компенсатор), должен находиться на опорах, чтобы устранить прогиб. |
– Резиновый компенсатор
Это устройство представляет собой упругий и гибкий элемент, который служит для снижения уровней шума, гашения вибраций и гидроударов. Для их изготовления применяется жаростойкая синтетическая резина различных сортов и специальные полимерные композиции. Основным рабочим элементом является корд, который изготовлен из синтетической ткани многослойной комбинации эластомеров. Данный вид устройств еще называют вибровставкой [3].
Таблица 5
Достоинства, недостатки иособенности монтажа резиновых компенсаторов
|
Достоинства |
Недостатки |
Особенности монтажа |
|
– износоустойчивость; – защита от смещения и растяжения; – могут применяться в коммуникациях холодного и горячего снабжения; – простое устройство; – легкость монтажа; – небольшой вес; – высокая химическая и температурная стойкость; – не нуждается в уходе. |
– неремонтируемое изделие; – не высокая износостойкость резины; |
– не допускается скручивать компенсатор; – перед началом монтажа нужно отцентрировать отводящий и подводящий трубопроводы – гайки устанавливаются на стороне противоположной резиновым элементам; – не допускается одновременная работа компенсационного устройства на сдвиг и растяжение. |
– Самокомпенсация
Наряду с компенсационными устройствами применяют эффект самокомпенсации (углы поворота теплотрассы). Он широко используется на практике и применим для различных способов прокладки. Этот эффект нашёл своё применение на участках с поворотами за счёт упругости трубопровода.
Введение в проект резиновых, сильфонных, линзовых, сальниковых компенсаторов имеет целесообразность только, если невозможно реализовать естественную компенсацию.
В ходе нашей работы были рассмотрены основные, часто применяющиеся на практике, компенсационные устройства. В заключение мы можем сказать, что каждый вид компенсаторов имеет ряд как положительных сторон, так и отрицательных. С уверенностью нельзя сказать, какой тип будет предпочтительнее в использовании. Только после тщательного анализа проектируемого теплопровода, а также условий эксплуатации, можно определиться с выбором компенсирующего устройства.
Литература:
- СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41–02–2003.
- Виды и назначение компенсаторов. — URL: http://tpa.vgs.ru/articles/vidy-kompensatorov/ (дата обращения: 26.11.2018).
- Николаев, А. А. Проектирование тепловых сетей. Справочник проектировщика / А. А. Николаев. — М.: Издательство литературы по строительству, 1965. — 359 с.
