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:

• во время прокладки водопроводной системы.
• во время монтажа теплого пола.
• в канализационной системе.
• в отопительной системе, в водопроводе с горячей водой.

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:

• К разрушению крепежных опор.
• К тому, что снижается пропускная способность, потому что воздух скапливается в верхних частях трубопровода.
• К падению у отопительных радиаторов температуры.
• В участках с изгибами появляются трещины, что влечет к протечкам.

Применяя устройства, обеспечивается:

1. Бесперебойная работы системы в течение долгого времени.
2. Поддержание в трубах во время его изменений.
3. Гидроударная защита.
4. Исключение деформации во время перепадов температуры.

Виды устройств для компенсации

Широкий спектр изделий разрешает выбрать изделия, исходя из типа трубопровода и особенностей монтажа системы. Компенсаторы, устраняющие деформацию труб, бывают естественными либо в виде конструкций, выполненных с помощью упругих материалов. Естественный вид подразумевает использование особого свойство трубы – амортизацию.

Естественные устройства бывают:

• Г-образные, которые применяют на поворотах системы.
• П-образные, которые применяют для трубопроводов отопительной системы и горячего водоснабжения, выдерживают температуру свыше 50 градусов. До установки изделие растягивают для увеличения предельных размеров компенсации.
• Z-образные служат, чтобы монтировать отведение.
• Кольцевые конструкции отличаются высокими показателями компенсаций.

Самыми технологическими считаются:

• Сильфонные устройства служат для защиты во время гидроударов, во время расширения трубы при изменении температуры, от разных вибраций. Изделия отличаются по виду, бывают: сдвиговыми, осевыми и поворотными, и универсальными.
• Компенсатор осевого типа применяется для отопительных систем и прокладки водопровода с горячей водой. Изделие выполнено из стальной нержавейки, противостоят давлению шестнадцать атмосфер, когда температура достигает 115 градусов. Сдвиговые имеют две гофры, работают сразу в двух направлениях.

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

Оснащение компенсаторами отопительной системы и водопроводов в жилых сооружениях проводят согласно проекту. Компенсаторы закрепляют к основной конструкции при помощи сварки.

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.

Как и для чего работают компенсаторы

Как и для чего работают компенсаторы

Трубопроводы подвержены таким изменениям, как расширение или удлинение в размере. Всем известно, что происходит это в связи с резкими перепадами температуры теплоносителя или окружающей атмосферы. А если вспомнить, что трубы имеют довольно большую протяженность, то выходит, что такие деформации могут достигать гигантских размеров.

Чтобы защитить трубопровод от подобных происшествий, проектировщики конструируют систему так, что трубы имеют возможность спокойно менять свои размеры при резких охлаждениях или перегревах. Причем без всякого напряжения для материала или соединений в трубопроводе. Такая способность труб, как приспосабливание к температурным перепадам в допустимых пределах для материала, называется компенсацией тепловых удлинений. Самокомпенсацией называют способность компенсации с помощью гибких конструкций части линий и эластичных свойств металла. Эта способность реализуется за счет поворотов и изгибов в общей системе трубопровода. Но бывает, что способность самокомпенсации невозможно применить или ее становится недостаточно. Тогда на помощь приходят компенсаторы.

Компенсаторами называют специальные устройства, имеющие хорошую эластичность и гибкость в пределах своих упругих деформаций, которые применяются в различных системах трубопровода. Основной задачей компенсаторов является обеспечение герметичного соединения движущихся деталей трубопровода тепловых сетей, устройств, механизмов и электрических станций.

Компенсаторы различают, исходя из их конструкций и принципа работы. П-образные или трубные, линзовые, сальниковые и сильфонные – вот четыре основных вида компенсаторов.

Трубные компенсаторы

Данный вид компенсаторов – самый простой вид использования свойств самокомпенсации. П-образные компенсаторы используются при большом диапазоне температур и давлений. Они производятся целиком изогнутыми из одной трубы. Или же с помощью сварки с использованием сварных, крутоизогнутых или гнутых отводов. Существуют трубные компенсаторы с присоединительными концами на фланцах. Они производятся для трубопроводов, которым необходима разборка для очищения. У данного вида компенсаторов есть несколько минусов. Основными из них являются довольно большой расход труб, крупные размеры. И, последнее, для них обязательно нужны опорные конструкции. Для трубопроводов больших диаметров использование п-образных компенсаторов очень нерационально, так как строительство резко подорожает и увеличится расход труб.

Линзовые компенсаторы

Линза – это элемент сварной конструкции, состоящий из двух металлических, точнее стальных, тонкостенных полу линз. Исходя из этого, ясно, что такая конструкция легко сжимается. Линзовые компенсаторы – это ряд из последовательно включенных в трубопровод линз. Каждая такая линза имеет сравнительно небольшие компенсирующие свойства. И именно, исходя из требуемой компенсирующей способности, выбирается количество линз компенсатора. Внутри компенсатора встроены стаканы для ослабления сопротивления движению теплоносителя. А для выпуска конденсата в нижние части каждой линзы ввариваются дренажные штуцера.

Сальниковые компенсаторы

Сальниковые компенсаторы – это два вставленных друг в друга патрубка. Для герметизации пространства между патрубками применяется сальниковое уплотнение с грундбуксой. Данный вид компенсаторов обладает хорошим компенсирующим свойством и довольно небольшими размерами. Но их очень редко используют в технологических трубопроводах, из-за трудности герметизации сальниковых уплотнений. Также их совершенно не рекомендуется применять для трубопроводов токсичных, горючих и сжиженных газов. Сальниковые компенсаторы имеют ряд значительных недостатков. Таких, как: они требуют постоянный уход в процессе работы, сальниковое уплотнение очень быстро изнашивается, то есть нарушается герметизация.

Сильфонные компенсаторы

Компенсаторы данного вида имеют небольшие размеры. Их можно применять на любом участке трубопровода и при любом варианте его прокладки. Сильфонные компенсаторы не нуждаются в особом уходе и создании специальных камер. Срок эксплуатации таких компенсаторов равен сроку эксплуатации труб. Сильфонные компенсаторы отлично защищают трубы от динамических и статических нагрузок, которые могут возникнуть из-за гидроудара, вибрации или деформации. При производстве сильфонных компенсаторов применяют только высококачественные, нержавеющие стали. Поэтому они легко работаю в самых различных условиях, даже очень жестких (например, при температуре рабочей среды от 0 до 1000 градусов Цельсия и давлении от вакуума до 100атм). Конечно, исходя из внешних условий и конструкции компенсатора.

Сильфонные компенсаторы встречаются следующих видов:

1. Угловые или ангулярные
2. Стартовые
3. Латеральные или сдвиговые
4. Разгруженные
5. Аксильные или осевые

Подробнее о компенсаторах

Угловые компенсаторы работают в основном при угловом смещении осей патрубков в той же плоскости, но с изгибом по дуге оси сильфона.

При стартовом разогреве трубопровода используются стартовые компенсаторы.

Если оси патрубков параллельны и смещение происходит в различных плоскостях, помогают сдвиговые компенсаторы.

Для компенсации температурной деформации труб с изгибом 90 градусов применяются разгруженные компенсаторы.

Осевые компенсаторы применяются для компенсации линейной деформации при перепадах температуры из-за растяжения или сжатия сильфона по направлению оси. Его конструкция может содержать внутренний направляющий экран, внешний защищающий кожух, разнообразные типы соединительной арматуры, приспособления для предварительного натяжения или ограничители осевого хода.

Металлический компенсатор под приварку 2834:

1. 1.Сделан из нерж. стали марки AISI 304.
2. 2.Вибрация редуцирована.
3. 3.Макс. рабочее давление 16 бар
4. 4.Макс. рабочая температура 300° С.
5. 5.Внутренний рукав препятствует чрезмерному напору и возможному накоплению продукта в мехах.

Фланцевый металлический компенсатор 2835:

1.Фланцевое соединение согласно нормам DIN PN 16.
2.Сделан из нерж. стали марки AISI 304.
3.Фланцы-гальванизированая углеродистая сталь.
4. Вибрация редуцирована.
5. Регуляторы.
6.Макс.рабочее давление 16 бар
7.Макс.рабочая температура 300° С
8.Внутренний рукав препятствует чрезмерному напору и возможному накоплению продукта в мехах.

Рассмотрим более детальное устройство компенсатора на примере 2834:

1 Соединительный патрубок
2 Гофрированная мембрана (сильфон)
3 Внутренний рукав

Существует еще такой тип компенсаторов, как вибровставки или резиновые компенсаторы. Вибровставки – это эластичные соединители, которые производятся из синтетических или натуральных эластомеров. Применяются для температурных деформаций, перемещений труб, для уменьшения шумов и вибраций, которые возникают при работе трубопровода ил других механизмов, а также при несоосности участков трубопровода. По конструкции это каркас плюс внешний и внутренний слои.

Внутренний слой – это трубка без швов, которая попадает на бортики компенсатора и соприкасается со средой. Вообще, он защищает каркас от нежелательного действия теплоносителя. Внешний слой защищает каркас от внешней среды. Нейлоновым кордом называют эластичную поддерживающую деталь, которая состоит из нескольких слоев синтетической ткани.

Примером могут служить модели 2830 и 2831:

Муфтовый резиновый компенсатор с резьбовым соединением 2830:

1. Корпус — EPDM, соединения — углеродистая сталь.
2. Резьба согласно стандарту DIN 2999.
3. Макс.рабочее давление 10 бар
4. Диапазон рабочих температур -10° С +105° С.

Фланцевый антивибрационный компенсатор 2831:

1. Кoрпус — EPDM, соединения — углеродистая сталь.
2. Фланцевое соединение согласно DIN 2501 PN 10.
3. Макс.рабочее давление 10 бар
4. Диапазон рабочих температур -10° С +105° С.

Рассмотрим устройство на примере 2830:

1 Корпус
2 Зажим
3 Соединение (Гайка)
4 Резьбовой патрубок

Рассмотрим варианты поведения компенсатора на примере диаграмм смещений

Из всего выше сказанного ясно, что компенсаторы дают возможность значительно снизить траты на создание качественного и сбалансированного трубопровода. Плюс позволяют обойтись без постоянного обслуживания, а значит и дальнейших расходов.