Применение сильфонных компенсаторов в тепловых сетях, теплоснабжении

Что такое компенсаторы

Для прокладки отопления или водопроводной сети чаще всего берут полипропиленовые трубы. Они отлично зарекомендовали себя, потому, что обладают внушительным рядом положительных характеристик.

Но, при таком числе качественных показателей, они имеют существенный недостаток – при тепловом воздействии увеличиваются и провисают.

По этим причинам, при конструировании сети протяженностью выше 10 метров устанавливают гибкие компенсаторы.

Это простые состыковочные конструкции, отличающиеся гибкостью, и визуально напоминают петлю. Но, они играют очень важную роль.

Компенсаторы для прокладки полипропиленовых сетей отопления .

Как правило, они стоят не много, а простота строения дает возможность легко поставить устройство в трубомагистраль. Так повышают надежность сети и продлевают длительность ее использования.

Конструкция устройства

Осевой сильфонный компенсатор имеет небольшое количество спиралей, малую массу и габариты и в простейшем исполнении состоит из гофрированной обечайки (сильфона) и двух патрубков.

Гофрированная обечайка, или как ее принято называть сильфон, является основной деталью компенсатора и обеспечивает компенсацию температурного удлинения трубопровода при сохранении его полной герметичности. При ее сжатии деформация гофр уменьшается от края к середине. Практика показывает, что при сжатии крайнего гофра на допустимую величину пятый гофр от края совсем не деформируется.

Поэтому в обычном осевом компенсаторе количество гофр ограничивается шестью. Нарушение герметичности компенсаторов и разрывы наиболее часто происходят в месте сварного соединения гофрированной обечайки с трубопроводом.

Для более качественного выполнения и контроля сварного шва в заводских условиях компенсатор изготовляют с патрубками. Это упрощает его монтаж и повышает надежность. Встречаются изделия укомплектованные фланцами, а так же комбинированные с фланцами с одной стороны и патрубками с другой.

В конструкцию осевого компенсатора входит защитная обечайка, которую устанавливают внутри гофрированной обечайки и одним концом приваривают к патрубку. Второй конец ее входит в противоположный патрубок с зазором не менее 1,5 мм.

Защитная обечайка уменьшает гидравлическое сопротивление компенсатора и потерю теплоты, предотвращает осаждение твердых веществ из транспортируемой среды в гофры и увеличивает устойчивость гофрированной обечайки от выпучивания.

Осевые сильфонные компенсаторы с однослойной гофрированной обечайкой толщиной не менее 2 мм, предназначенные для горизонтальных и наклонных трубопроводов, изготовляются со штуцерами, которые ввариваются в вершины гофр и выполняют роль дренажей или воздушников.

На волнистые и сильфонные компенсаторы устанавливают натяжное устройство и кожух. Натяжное устройство состоит из тяг, фланцев, гаек и предназначено для выполнения холодной растяжки на монтаже и для разграничения деформации гофрированной обечайки.

Кожух защищает гофрированную обечайку от повреждений и служит основанием для тепловой изоляции компенсатора. При необходимости увеличения компенсирующей способности изготовляются многогофровые осевые компенсаторы с десятью и более гофрами. Их конструкции различны, известна конструкция осевого компенсатора с гофрами переменной высоты, которая возрастает от края к середине гофрированной обечайки.

Поскольку высокие горфы имеют меньшую жесткость, то обечайка сжимается более равномерно. На компенсаторах с однослойной гофрированной обечайкой, которая имеет толщину не менее 2 мм, для равномерного сжатия внутри каждого гофра устанавливается кольцо, имеющее ширину, меньшую ширины гофра. Для центровки к кольцу приваривается ребро.

Устройство и сфера применения

Полипропиленовые магистрали отличаются рядом существенных достоинств: они достаточно устойчивы к воздействию химических компонентов, имеют небольшой вес и обладают высокой прочностью. При помощи пластиковых труб возможно создать систему любой конфигурации, придав трубопроводу вертикальное или горизонтальное направление под любым углом. Единственным недостатком системы является склонность к линейному расширению труб при увеличении температуры теплоносителя. В результате длительного воздействия горячего теплоносителя трубы удлиняются и провисают. Для того чтобы этого не произошло, на длинных участках трубопровода стали использовать специальное соединительное устройство, получившее название полипропиленового компенсатора.

Компенсатор представлен петлеобразной конструкцией, которая берёт на себя физические нагрузки, возникающие вследствие увеличения давления и температуры в трубах. Изготавливают компенсаторы с использованием метода инжекционной опрессовки, а в качестве материала применяется полипропилен. Несмотря на простоту конструкции и бюджетную стоимость, П-образный компенсатор считается значимой деталью магистрали: он существенно продлевает срок службы трубопровода и повышает надёжность системы в целом.

Элемент способен выдерживать давление в 10–18 атмосфер и может быть установлен на любой участок полипропиленовой трубы, длина которого превышает 10 метров. Единственным ограничением для использования компенсатора является температура воды, превышающая 90, а в некоторых моделях и 100 градусов.

Кроме уменьшения последствий линейных расширений, компенсаторы гарантируют полную герметичность системы при гидравлическом ударе, стабилизируют показатели рабочего давления, гасят вихревые течения и заметно увеличивают срок эксплуатации труб. Сфера применения компенсаторов достаточно широка. Соединитель может быть установлен в коммуникациях, обеспечивающих водоснабжение всех видов зданий, а также в отопительных коммуникациях и канализационных системах помещений любого назначения. Установка элемента может быть выполнена на вертикальных и горизонтальных трубах, включая как ровные участки магистрали, так и угловые соединения и ответвления.

Разновидности компенсаторов

Изделия выпускаются разного диаметра и длины

Конструктивное решение компенсатора определяет назначение изделия и его смещение при работе. Выпускают устройства без тепловой и гидроизоляции либо предварительная защита предусматривается на корпусе в зависимости от вида теплотрассы (воздушная или подземная).

Производитель изготавливает типы расширительных вставок:

Разгруженные компенсаторы применяют в теплотрассе для предупреждения распорной нагрузки, сейсмические виды используются в районах предполагаемых землетрясений. Устройства внешнего давления ставят в магистралях, когда в окружающей среде присутствует высокий напор жидкости или газа или ощущается его недостаток.

Конструкции отличаются длиной и диаметром, числом сильфонов и видом стали, размером и маркой металла патрубков. Изделия работают на поворот, растяжение, сгиб, сжатие, выпускаются с соединительными фланцами или без них.

Осевой

Осевой компенсатор предназначен для установки на прямом участке трубы

КСО компенсаторы для трубопроводов уменьшают осевой сдвиг трубопровода, снижают вибрацию и предупреждают разрушение от расширения при нагревании. Эффективность работы зависит от числа сильфонов и колец. Отличие от других типов заключается в резьбовом соединении с патрубками магистрали.

Осевые компенсаторы отличаются характеристиками:

• проходной размер 15 – 100 мм;
• выдерживает напор 16 бар;
• размер по длине – 260 мм;
• допускает перемещение по оси на сжатие до 30 мм, на расширение – 20 мм;
• параметр осевой жесткости – 30 – 89 кг/мм.

Ограничитель движения и патрубок выполнены из оцинкованного металла, сильфон и внутренний экран – из нержавейки. Для защитного корпуса используется сталь, устройство выпускается односекционным и рассчитано на температуру энергоносителя до +90°С.

Фланцевый

Фланцевый компенсатор из резины

Сильфон этого вида выполняется из резины или каучука, для фланцев сырьем служит жаропрочный металл, а корд делается из прочной ткани. Монтаж фланцевым методом значительно упрощает установку изделий. Компенсаторы используются в химически активной среде, применяются в теплоснабжении и кондиционировании, ставятся при реконструкции и ремонте котельного оборудования.

Фланцевые конструкции снижают вибрацию, уменьшают температурные сдвиги по длине, компенсируют отхождение от центральной оси трубопровода.

• условный диаметр – 32 – 800 мм;
• выдерживают температуру энергоносителя -10 – +135°С;
• работают с напором 16 Бар.

Фланцы бывают свободные и цельные по строению, к элементам труб крепятся шпильками, болтами с помощью шайб и гаек. Используются паронитовые прокладки, иногда ставятся стальные, из термо расширяющегося гранита или фторопласта.

Угловой

Угловой компенсатор

КСП (поворотный) ставится в случае ограниченности места, когда есть возможность компенсировать только сдвиг по оси и оборот контура без перемены в плоскости. Содержит в составе сильфон, направляющий элемент и крепеж. Устройство предусматривает сдвиг трубы по выбранному углу, для этого стоят шарнирные или карданные ограничители.

Характеристики поворотных (угловых) компенсаторов:

• проходной условный диаметр – 15 – 1600 мм;
• максимальный напор – 1,6 – 4 МПа;
• перемещение по оси – 24 – 200 мм;
• экран и защитный короб из стали;
• материал сильфона – нержавейка;
• выпускается с одной или двумя секциями;
• работает с энергоносителем, нагретым до +85 – +150°С.

Угловые конструкции применяются в составе теплотрассы и для перекачки нефти, газа, используются в химической отрасли.

Карданный

Карданный компенсатор

Сильфонные компенсаторы трубопроводов уравновешивают передвижение контура в разных плоскостях, благодаря шарнирным элементам, изгибаются в направлении центральной оси. Смещение магистрали возмещается по осям X, Y, Z и в плане поворота из-за усадок, вибрации. Гибкая конструкция предусматривает деформацию в жестких контурах.

• проектируются, рассчитываются и производятся в соответствии со стандартом EJMA;
• содержат в строении 2 сильфона с шарнирами карданного типа;
• смещаются вбок на расстояние, кратное 100 мм (100, 200, 300, 400), другие размеры сдвигов заказываются отдельно;
• проходной условный диаметр – 25 – 1000 мм;
• работает с температурами энергоносителя -190 – +850°С.

Сильфон делается из нержавейки, соединители, патрубки из хромированной стали. Ставится в проектное положение сваркой или с помощью поворотного фланца. Используется в системе любых трубопроводов.

Сдвиговый

КССО компенсаторы уравновешивают сдвиг из-за продольного сжатия или удлинения контура под действием температуры, устраняют последствия несоосности. В конструкции есть гофрированная капсула, направляющая деталь и элементы крепежа. С помощью направляющих шпилек координируется продольное смещение.

Параметры сдвиговых компенсирующих устройств:

• условный диаметр прохода – 32 – 500 мм;
• максимальный напор 0,6 – 4 МПа;
• сильфон, стяжки и патрубок изготавливаются из нержавейки;
• материал защитного экрана выбирается заказчиком;
• выдерживает температуру энергоносителя до +850°С.

Сдвиговые устройства выполняются одно и двухсекционными, служат для компенсации напряжения в трубопроводах нефти, воды, пара, газа. Используются в разных промышленных отраслях и в энергетических комплексах.

Стартовый

Стартовый компенсатор применяется одноразово при запуске системы подачи горячей воды

СКК компенсатор используется временно в качестве одноразового устройства при запуске отопительной магистрали или трубопровода горячей воды.

• диаметр Ду проходной условный – 50 – 100 мм;
• сдвиг по центральной оси – 80 – 175 мм;
• жесткость устройства на уровне 430 – 2300 Н/мм;
• транспортирует воду температурой до +150°С, пар – 250°С;
• допускает скорость водяного потока до 5 м/с, пара – 65 м/с;
• нормируемое давление при запуске магистрали не должно превышать 1,5 МПа.

Стартовый компенсатор применяется при укладке контура бесканальным методом. Материал корпуса, патрубков и сильфона выбирается заказчиком.

Виды, цены и технические параметры

Начнем с того, что различных модификаций компенсирующих устройство существует великое множество, а рассматривать их все особого смысла нет (по крайней мере, во всех подробностях). Поэтому ниже приведены самые распространенные модификации.

Обратите внимание! Что же касается стоимости, то она также варьируется. К примеру, компенсаторы с маркировкой КСО (от 50-10-25 до 400-25-80) будут стоить от 1 045 до 26 570 рублей за штуку. Двухсекционное устройство КСО (от 50-10-50 до 400-25-160) обойдется в сумму от 1 568 до 46 220 рублей. А вот осевой прибор модификации КМШ будет стоить от 1 803 до 4 104 рублей.

Как видим, ценовой диапазон достаточно широк, а конкретная цифра зависит от модификации и габаритов. Теперь ознакомимся с основными видами сильфонных компенсационных приборов. для удобства посетителей информация приведена в виде таблицы.

Таблица. Разновидности сильфонных компенсаторов.

Наименование, иллюстрация	Особенности, где используется
Сдвигово-поворотные устройства (К011)	Используются для того, чтобы гасить вибрации сразу нескольких видов смещений. Рабочий диаметр колеблется в пределах 6,5-40 сантиметров. Предназначаются для транспортировки любых сред, вплоть до химических агрессивных. Рабочая температура – от минус 30 до плюс 50 градусов, эксплуатационный срок достигает 30 лет.
Универсальные устройства	Диаметр может составлять от 6 до 40 сантиметров, в то время как максимальная температура транспортируемой субстанции может достигать 500 градусов. Температура окружающей среды такая же, как у предыдущего варианта. Изделия могут быть одно- и двухсекционными (то есть, на один и на два сильфона).
Стартовые устройства	Отличаются тем, что не предназначены для постоянной эксплуатации, а свои функции выполняют исключительно при запуске магистрали. Диаметр варьируется в пределах 5-100 сантиметров. Выдерживает жидкость с температурой до 150 градусов и газы с температурой не более 250 градусов. При этом важно, чтобы концентрация хлорида в рабочей среде составляла не более 200 миллиграммов на килограмм.
Газовые устройства	Применяется в разного рода системах, где транспортируется газообразная субстанция (воздух, выхлопы, конденсат, аргон, природный газ и проч.). Диаметр может составлять от 2,5 до 20 сантиметров. При изготовлении таких компенсаторов соблюдаются все требования ГОСТа 12815-01.
Фланцевые устройства (ОФН)	Применяются в различных промышленных сферах, в частности, устанавливаются в электро- и теплосети, магистрали и установки ГВС, проч. Условный диаметр колеблется в диапазоне 6,5-100 сантиметров, рабочая температура транспортируемой субстанции – не более 500 градусов.
Двухблочные устройства (КСОР2)	Эти сильфонные компенсаторы отличаются повышенной способностью компенсировать и достаточно большим ресурсом. Температура транспортируемой жидкости не должна превышать 150 градусов, предельное давление – 25 килограммов на кв. сантиметр.
Сильфонные устройства (ОПКР2)	Могут применяться как в под-, так и в надземных магистралях. Диаметр колеблется в диапазоне 5-140 сантиметров, предельная температура рабочей среды – 150 градусов.
Сильфонные устройства (ОПКР)	Характеристики сходы с описанными выше устройствами, поэтому останавливаться на них не будем.
Устройства с пенополиуретановой изоляцией (СКУ.ППУ)	Могут иметь одну или две секции. Относятся к необслуживаемым приспособлениям, так как их не нужно осматривать и уж тем более ремонтировать в течение всего эксплуатационного срока.
Карданные устройства	Предназначаются для компенсации углового смещения, причем сразу в нескольких плоскостях. Благодаря данному компенсатору обеспечивается полная стабильность трубопровода, а значит, уже не требуется использование основных крепежных систем.
Устройства углового типа	Уже из названия ясно основное предназначение такого компенсатора. Рабочий диаметр колеблется в пределах 6,5-100 сантиметров.
Сдвиговые устройства	Предназначаются для компенсации сдвигов по оси и поперечных перемещений. Могут применяться как для жидких, так и для газообразных сред. Рабочий диаметр составляет от 20 до 40 сантиметров.
Сильфонные устройства модификации ОПН	Устанавливается на линии ГВС, пара, химических веществ. Предельная температура – 1 500 градусов (для пара – 3 000 градусов). Диаметр – от 17,1 до 152,2 сантиметра.
Фланцевые устройства (КСОФ)	Отличается тем, что крепится к трубам посредством фланцевого соединения. Предельная температура – 150 градусов (250 градусов для пара), эксплуатационный срок составляет 11 лет.
Осевые устройства (КСО)	Предназначаются для компенсации удлинения под действием высокой температуры. Сфера применения достаточно широкая. Диаметр может составлять от 5 до 40 сантиметров.

Преимущества и недостатки

Целесообразность использования полипропиленовых компенсаторов обусловлена рядом неоспоримых достоинств этих элементов.

• Покупательская доступность и низкая стоимость позволяют за небольшие деньги сформировать технически безупречную систему трубопровода, которая будет полностью соответствовать всем строительным нормам и правилам.
• Выравнивание давления и отсечение вихревых потоков внутри системы способствуют равномерному распределению нагрузки на внутреннюю поверхность труб и обеспечивают целостность конструкции.

• Благодаря простому устройству и высокому качеству материалов изготовления компенсаторы отличаются общей надёжностью и долгим сроком службы. При правильной установке и соблюдении условий эксплуатации компенсаторы могут прослужить 50 и более лет.
• Полная совместимость компенсаторов со всеми видами полипропиленовых труб гарантирует абсолютную герметичность и правильное функционирование системы.

Недостатком компенсаторов является их сочетаемость только с трубами из полипропилена. Для установки на металлические трубопроводы данный вид соединений не подходит.

Установка

Монтаж компенсатора для трубопроводов требует соблюдения ряда важных правил. Сам процесс установки разделен на несколько этапов – подготовительный, основной и тестовый. На первом шаге из труб необходимо откачать рабочую среду.

• Работы начинают только при полном отсутствии давления в системе.
• Перед этим секции труб закрепляют на стационарные и скользящие опоры (последние уберегут оборудование от повреждений при расширении). Применение подвесных опор в случае выбора сильфонной модели недопустимо.
• Установка компенсатора производится на прямых участках маршрута. Особое внимание стоит уделить безопасности монтажа на вертикальные секции (давления системы на устройство быть не должно).

Базовые характеристики конечной системы задаются еще при проектировании участка трубопровода с компенсацией (в проекте обязательно должна учитываться максимальная длина участка и соответствующая ей сила трения в зоне монтажа).

Правила выбора

Выбор компенсатора для трубопровода любого назначения строится на анализе конкретных характеристик моделей разных видов. Базовые параметры (отправные точки поиска) – давление в системе, диапазон температур, расход рабочей среды, материал труб. Кроме этого, перед принятием решения стоит учитывать следующее:

• самый длительный жизненный цикл – у сальниковых вариантов, это одна из причин, которые сделали сальниковые устройства популярными для капремонтов сложных систем и ремонта сетей теплоснабжения;
• между гладкостью зеркала и сроком службы набивки есть прямая связь (у моделей с более гладким зеркалом срок службы набивки больше);
• в сетях, где велика вероятность небольших повреждений оборудования, не стоит использовать многослойные компенсаторы (при минимальных деформациях они теряют герметичность камер/каналов);
• одно из уязвимых мест конструкции – гофра, она легко повреждается при погрузках/выгрузках и транспортировках, потому перед приемкой ее целостность надо проверять.

Порядок монтажа компенсаторов

Монтировать компенсаторы не сложнее, чем сваривать полиэтиленовые трубы. Навык работы со сварочным аппаратом пригодится наверняка, однако следует придерживаться некоторых основных правил, ведь часто по причине халатности мы склонны про них забывать.

• Участок, где планируется проводить монтаж сильфонного компенсатора, застилается асбестовой тканью. Они является отличным теплоизолятором и убережет полиэтилен от случайного попадания сильно нагретых тел на поверхность. Такую ткань рекомендуется подстилать и под низ в целях пожарной безопасности.
• Сильфонный компенсатор монтируется только на прямом участке трубопровода. Длина этого участка превышает размер самого устройства в десятки раз, иначе целесообразность его использования ставится под сомнение.
• После монтажа необходимо всеми силами и средствами проверить герметичность соединения, причем сделать это необходимо сразу, не дожидаясь завершения всех монтажных работ.
• Необходимо помнить, что не все компенсаторы крепятся с помощью сварочного способа. Так называемая «американка» позволяет произвести переход с металла на пластик и наоборот. Эта система с разъемными фитингами с резьбой.

Общий алгоритм монтажа сильфонных компенсаторов можно представить поэтапно, это планировка, вычисление количества компенсаторов, подготовка, разметка элементов и их нарезка, сварка. Правильный монтаж обеспечивает герметичность системы, способной выдерживать давление до 16 бар при температуре теплоносителя до 115°C градусов. Этих параметров более чем достаточно, чтобы обеспечить подачу горячей воды в промышленных целях и для отопления помещений.

Резиновые модели

Модели этого типа изготавливаются из эластомеров и отличаются кордовым усилением. Обычно используют для работы в жидких средах. Собственно, исходя из характеристик теплоносителя, и следует подбирать эластомер. Например, к самым популярным относится каучук на основе этилен-пропилена или бутадиен-нитрильна. В первом случае предполагается использование устройства в условиях водной среды, а второй вариант предназначен для работы с нефтепродуктами. С кислотами и щелочами способны работать далеко не все компенсаторы для трубопроводов. Резиновые модели, предназначенные для агрессивных сред, изготавливаются из специального материала под названием гипалон. Для усиления стойкости перед химическим воздействием производители обеспечивают материал компенсатора и напылениями из тефлона. Заботятся технологи и о конструкционной функциональности резиновых изделий, снабжая их всевозможными соединительными тягами и угловыми ограничителями.

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.

Способы компенсации температурного расширения

Распространение получили два основных способа борьбы с эффектом температурного расширения полипропиленовых труб (какие использовать для водопровода в квартире узнайте здесь) и его негативными последствиями:

1. самокомпенсация;
2. компенсация с использованием упругих элементов из других материалов.

К дополнительным методам борьбы с тепловым расширением относят установку необходимого для устранения провисания трубы количества опор.

Сглаживание тепловых деформаций

Способ основан на использовании амортизационных свойств самого материала, участков труб, фитингов.

Достигается положительный эффект, за счет упругой деформации отдельных участков при температурном удлинении магистрали.

Примеры устройств, использующих этот способ:

• Г-образные,
• П-образные,
• кольцевые компенсаторы,
• устройства в форме змейки.

При удлинении основного участка магистрали происходит отклонение плеча компенсатора (например, для П-образных устройств) или упругая деформация всего тела компенсатора (для кольцеобразных устройств или компенсаторов в форме из змейки).

Они принимают на себя механически нагрузки, разгружая участок трубопровода и устройства соединения.

После прекращения действия факторов, вызывающих расширение трубы, за счет упругости материала компенсаторов система возвращается в исходное положение.

Способ достаточно широко распространен, благодаря дешевизне компенсаторов и простоте их использования.

Монтаж устройств ведется теми же средствами (фото ФУМ-ленты посмотрите здесь), что и сборка трубопровода.

Гашение расширений за счет упругих свойств других материалов

Этот способ получил наибольшее распространение.

На это повлияли простота изготовления, не сложный монтаж (как правильно наматывать сантехнический лен, прочитайте ) и применение устройств, их высокая эффективность и малые габариты.

Большинство применяемых на полипропиленовых трубах компенсаторов, таких как сильфонные, реализуют этот принцип.

Установка и монтаж приспособлений в жилом доме

Установка компенсаторов на систему водоснабжения жилого дома должна быть произведена в соответствии с требованиями проектной документации. Способ его крепления – приваркой патрубков изделия к трубопроводу.

Установка компенсаторов производится при отсутствии давления, а также продуктов перекачки в трубопроводе. Необходимо контролировать соосность трубы с корпусом компенсатора, что позволит избежать возникновения радиальных нагрузок на систему при эксплуатации. Возникновение таких нагрузок чревато заеданием и поломкой подвижных частей устройства.

К работам по монтажу данных конструкций на трубопроводах систем отопления нужно приступать после закрепления его секции в неподвижных опорах и только на прямых участках. На вертикальных участках нужно избегать давления весом системы на компенсатор.

Кроме неподвижных, на трубопроводе нужно устанавливать скользящие опоры для предотвращения его деформации под нагрузкой при тепловом расширении.

Величина трения на этих узлах учитывается при расчете максимальной длины участка с компенсатором при проектировании. Если устанавливаются устройства в сильфонном исполнении, на этом участке нельзя применять опоры подвесного типа.

При проектировании неподвижных опор необходимо учесть следующее:

• Усилие, создаваемое компенсатором «на распор».
• Усилие жесткости устройства.
• Силу трения в скользящих опорах.

Установка предохраняющих конструкций допускается как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопровода. При этом стрелка на корпусе изделия должна быть направлена по направлению тока теплоносителя, а на вертикальных участках – всегда вниз независимо от направления перемещения теплоносителя.

Компенсаторы не обслуживаются, при возникновении неисправности подлежат замене на новый.

Линзовые модели

В данном случае под линзой подразумевается сварная конструкция, в которой используются два металлических тонкостенных компонента. Именно благодаря им и происходит безвредное деформационное сжатие. Как правило, линзовые компенсаторы трубопроводов используются не в единственном числе, а сериями. Это может быть ряд установленных последовательно элементов, каждый из которых принимает свою компенсирующую нагрузку. Внутри элемента предусмотрены специальные стаканы, посредством которых можно ослабевать сопротивление движению воды. Чтобы обеспечивался выпуск конденсата, в нижних частях таких линз также предусматриваются дренажные штуцеры. Такие модели эффективны в том смысле, что позволяют рационально использовать и потенциал самого компенсатора, и ресурс трубопровода за счет подбора оптимального количества элементов.

Чем опасно тепловое расширение

В результате ошибок проектирования, когда не учитывается температурное расширение трубопровода, его участки при нагреве отклоняются в стороны, создавая волнообразную форму. При этом уровень шума от текущей жидкости значительно усиливается. В результате видоизменения труб происходит:

• разрушение опор крепления;
• снижение пропускной способности из-за скопления воздуха в верхних точках;
• падение температуры радиаторов отопления;
• образование трещин на изгибах и утечек через них.

Функциональные возможности компенсаторов

Используются в строительстве, ЖКХ, ВПК, газовой и нефтяной промышленности, кораблестроении, атомной промышленности, энергетике и в прочем.

Установка компенсирующих устройств на всех магистралях, и их использование в дальнейшем дает возможность существенно увеличить срок эксплуатации труб. Это довольно актуально для магистралей большой длины, так как от длины линии зависит сила воздействия на нее.

Использование элементов для сглаживания нагрузок, рекомендуется ко всем трубопроводам. При этом необходимо помнить, что надежная и безаварийная работа пластиковой или металлической магистрали отопления напрямую правильно устроенной компенсации.

Задачи данных конструкций довольно специфичны, но вместе с тем и крайне важны:

1. Уменьшение вибрации трубопровода, которые возникают по сети из-за работы насосов. Даже в том случае если подобное явление невозможно почувствовать или увидеть, тем не менее, оно есть. В тоже время возникает риск возникновения резонанса, который многократно увеличивает амплитуду колебаний, которая приводит к быстрому разрушению трубопроводов.
2. Компенсация в магистралях при линейном тепловом расширении во время изменения температуры теплоносителя. Из-за происходящих удлинений или укорачивания труб на муфтовых или сварных соединениях возникают дополнительные напряжения, из-за чего уменьшается их срок службы, вплоть до разрушения.

Монтаж компенсаторов, это обязательное условие в наши дни при возведении тепловых сетей.

В конструкции системы отопления, компенсатор подключается к местам с большей вероятностью возникновения гидроударов. В момент возникновения поднимающееся давление жидкости давит на мембрану аккумулятора. Воздух, который находится над ней, сжимается и мембрана смещается в его сторону. Из-за объема, который занимает жидкость, напор в ней уменьшается.

В момент прекращения гидроудара, мембрана возвращается на свое место. Благодаря использованию гидроаккумуляторов можно попутно отобрать лишнюю жидкость из системы.

Для того чтобы сделать эффект амортизации, в водопроводах кроме гидороаккумуляторов применяют специальные гасители.

Сальниковые компенсаторы

Конструкция представляет собой комбинацию двух патрубков, соединенных между собой. Если быть точнее, то они интегрируются друг в друга. С целью повышения герметизирующей функции производители снабжают устройства сальниковыми уплотнителями с грундбуксой. В итоге такая система позволяет обеспечить довольно высокий компенсирующий эффект, обладая при этом небольшими размерами. Однако в технологических коммуникациях такие модели практически не используют из-за сложности герметизации уплотняющих прокладок. Лучше использовать сальниковые компенсаторы для трубопроводов отопления и в других коммуникациях, где не предполагается интенсивный износ уплотнителя

Важно помнить, что повреждение сальника будет означать нарушение герметизации, что особенно недопустимо в трубопроводах, по которым транспортируются горючие и токсичные среды.

Как производится монтаж компенсационных узлов для труб

Для корректной работы по монтажу компенсационных узлов следует соблюдать ряд инструкций:

1. Перед началом сваривания поверх полипропиленовых труб нужно постелить асбестовую ткань – она защитит материал от металлических искр.
2. Установка узлов производится на прямых отрезках водопроводной разводки.
3. Проверка качества и исправности компенсатора перед монтажом позволит в дальнейшем избежать проблем с водопроводом и обеспечит герметичность системы.
4. Для каждого конкретного типа компенсационных устройств предусмотрена особая технология монтажа. Поэтому нельзя всегда использовать один и тот же способ. Мастера довольно часто пользуются сварочным методом, а также «американкой», то есть креплением компенсатора на разъемных фитингах из полипропилена с металлической резьбой.

В целом процесс монтажа компенсационного узла состоит из таких этапов, как предварительная подготовка, планировка и расчет мест крепления всех конструкционных элементов системы, разметка и нарезка труб, а также финишная сварка.

Чтобы сварка была максимально качественной, лучше пользоваться профессиональным паяльником с большой мощностью. Также обязательно нужно тщательно зачистить торцевые части труб, до получения гладкой поверхности. Использовать паяльник можно после нагрева его до 260 ℃, когда погаснет индикатор на устройстве.

Установив на сварочный аппарат насадки, соответствующие диаметру труб и узлов, изделия нагревают до нужной температуры, чтобы края начали оплавляться, а затем плотно прижимают их друг к другу, чтобы полипропилен схватился и остыл. На время застывания детали жестко фиксируют и не перемещают, чтобы получить герметичные швы. Если речь идет о стыковке полипропиленовых гибких деталей и металлических труб, оптимальными методами соединения будут резьбовое и наплавление.

Слив из системы воду, снимают все вентили и прочищают трубы от осадка, чтобы он не мешал работе. Далее выполняют комбинированное соединение элементов. Сначала гибкий участок трубы припаивают на фланец, а потом на резьбу соединяют металлические отрезки.

Если все работы по монтажу компенсаторных устройств для полипропиленовых труб выполнены грамотно, то соединение будет герметичным, а внутри трубопровода будут гаситься вихревые потоки, а также поглощаться процессы линейного расширения при подаче горячей воды в водопроводе или системе отопления.

Особенности крепления компенсаторов

Профессионалами выделяется несколько способов крепления, а именно:

В первом случае компенсатор фиксируется «намертво». Окончание трубы спаивается с устройством с применением упомянутой выше сварки. Для максимальной герметичности шва диаметры обоих элементов должны совпадать, равно как их сечение либо толщина стенок. Основываясь на этих параметрах, вы сможете с легкостью все рассчитать и подобрать подходящую модель.

При фланцевом креплении устройство фиксируется не на трубопроводе, а на встречном фланце. А благодаря этому соединения получаются разъемными и, если вдруг случится аварийная ситуация, требуемые технические узлы можно будет попросту заменить.

Обратите внимание! Второй вариант крепления достаточно сложен в выполнении, поэтому он под силу лишь квалифицированным специалистам. .

Условия эксплуатации

Компенсаторы для полипропиленовых трубопроводов используются в основном в установках горячего водоснабжения. И потому температура теплоносителя не должна быть больше +90ºС, при этом максимальное давление в трубопроводе может составлять до 10 атмосфер.

Компенсаторы в принципе нельзя применять при строительстве в регионах, где наружная температура опускается ниже -40ºС. Также их не рекомендуют использовать в сейсмоактивных районах, если возможная сейсмическая активность может превышать 9 баллов.

Установка компенсаторов возможна лишь на прямолинейных участках магистрали. При этом полипропиленовые трубы имеют свойство от повышения коэффициента линейного расширения удлиняться и провисать. И потому для магистралей длиной более 10 метров рационально использовать гибкие компенсаторы. То есть предварительно произвести расчет длины магистрали. Его конструкция позволяет быстро и без хлопот вмонтировать такое устройство в водопроводную систему.

Когда выполняется монтаж, и в самом процессе эксплуатации, необходимо не допускать затопления компенсаторов грунтовыми водами. Сами же приспособления нельзя нагружать массой труб, механизмов и разных конструкций.

Устройство и назначение (видео)

Подбор и подготовительные работы

В том случае, если подбираются компенсаторы для полипропиленовых труб, необходимо учитывать диаметры обоих элементов. Они должны совпадать. В большинстве случаев используют диаметр, колеблющийся от 2 до 4 сантиметров.

Сильфонный осевой компенсатор

Для трубопровода в жилых зданиях рекомендуется использовать приспособления в 2 сантиметра диаметром. Одни из самых известных производителей компенсаторов – фирмы Kayse и Kompencator PPHV. Они уже долгое время занимают лидирующие роли на рынке трубопроводной продукции и прославились своим качеством.

Подбирая компенсаторы, проводят расчет 3 важных параметров: Диаметр (Ду), Давление (Ру), а также максимальную компенсирующую способность в миллиметрах. Скользящие опоры должны иметь охватывающие свойства, например хомуты, рамочные опоры и т.п., также желательно отсутствие больших сил трения. Рационально применять фторопластовые прокладки. Они обеспечивают отсутствие заклиниваний и перекосов при разнонаправленном движении труб.

Перед установкой компенсатора, нужно произвести расчет возможных влияющих сил, таких как сила трения, коэффициент упругости сильфонов и др. Первоочередной задачей является монтаж опоры, которая будет воспринимать давление от компенсатора. В тех местах, где трубы соединяются с агрегатами, такими как насосы, , установка опор также предпочтительна.

Трубные модели

Это простейший вид компенсатора, который также называют П-образным. К его особенностям можно отнести возможность использования эффекта самокомпенсации труб. Такая способность линии обычно достигается благодаря специальному проектированию коммуникаций. Итак, что же дает на практике установка компенсаторов на трубопроводах П-образной формы? Для начала стоит отметить, что использовать их можно даже при условии высокого уровня температурных показателей. Таким образом, трубный компенсатор позволяет уберечь конструкцию в самых жестких условиях эксплуатации и при повышенном давлении. Отчасти этому способствует надежное устройство самой детали – в изготовлении элемента используется изогнутая труба или несколько фрагментов гнутых отводов, соединенных посредством сварки. Но есть и минусы у такой разновидности. В большинстве случаев это массивные компоненты, требующие для изготовления соответствующий объем расходных материалов. Соответственно, это не самое дешевое решение проблемы деформации на трубопроводах.

Технология монтажных работ

Компенсаторы могут быть установлены при помощи фланцевого и сварного соединений. При использовании сварки элементы фиксируются таким образом, что разорвать соединение без применения резки не представляется возможным. Преимуществом данного метода является абсолютно герметичный шов, а к минусам относят невозможность быстрого снятия детали при авариях или ремонте. Для выполнения соединения сварным способом следует использовать специальный паяльник, предназначенный для полипропиленовых труб.

Перед началом монтажа та часть компенсатора, которая будет входить в полипропиленовую трубу, должна быть тщательно очищена от заусениц. Терморегулятор паяльника следует выставить на отметку 260 градусов, и после того, как индикатор нагрева погаснет, можно начинать сварку. Процесс соединения выглядит следующим образом: конец трубы и торцевая часть компенсатора нагреваются паяльником до тех пор, пока полипропилен не начнёт плавиться, после чего детали плотно соединяются и некоторое время удерживаются в таком положении.

Во время схватывания и застывания полипропилена запрещено поправлять и вращать соединяемые элементы. Определяющее значение имеет жёсткая фиксация и обеспечение неподвижности стыка до момента полного застывания материала.

Фланцевый способ является более распространённым. Он формирует разъёмные соединения и отличается методом крепления компенсатора на трубопровод. При использовании данной технологии в качестве крепления используется не сама поверхность труб, а торец встречного фланца. Это обеспечивает более прочное и жёсткое соединение и сводит к минимуму вероятность протечек. Преимуществом такого типа крепления является возможность быстрого размыкания системы трубопровода при возникновении аварийных ситуаций. К минусам можно отнести сложность выполнения монтажа и необходимость обращения к специалистам.

Перед установкой компенсаторов нужно убедиться в совместимости соединителя и трубы, а также проверить детали на предмет отсутствия механических повреждений и брака. Перед выполнением работ следует накрыть узлы тканью из асбеста. Это предотвратит попадание на внешнюю часть трубопровода и компенсатора раскалённых брызг и сохранит их первоначальный внешний вид. При проведении монтажных работ следует помнить, что между двумя соседними неподвижными опорами следует размещать только один соединитель.

Особое внимание заслуживает установка угловых моделей. При их монтаже трубопровод необходимо хорошо закрепить. Для закрепления конструкции рекомендуется использование скользящего и фиксированного типа опор. Причём опора, находящаяся непосредственно рядом с компенсатором, должна быть надёжно зафиксирована при помощи хомута и резиновых прокладок. Установка угловых компенсаторов требует сделать расчёт возможного расширения как основной трубы, так и её перпендикулярных ответвлений.

После проведения расчётов результаты вычислений наносятся на чертёж. При составлении схемы необходимо учитывать разности сечений не только соединяемых труб, но и всех элементов трубопровода. Основываясь на результатах расчётов, следует определиться с мощностью моделей и выбрать способ их установки.

Полипропиленовые компенсаторы являются важными элементами систем отопления и ГВС. Они помогают сформировать устойчивый и не склонный к деформациям трубопровод и значительно увеличивают срок эксплуатации магистральных сетей.

Установка компенсаторов

Есть два способа монтажа компенсаторов:

Первый способ предполагает наиболее герметичное соединение при помощи сварки. Сторонники этого метода говорят о том, что только путем сварки создается максимальная герметичность системы.

Фланцевый способ соединения предполагает разъемное соединение с обеих концов компенсатора. Один фланец устанавливается на трубе, другой на компенсаторе. Затем они соединяются шпильками и гайками. Фланцевый тип крепления позволяет быстро заменить вышедший из строя компенсатор.

Если вы решили соединять детали при помощи сварки, сначала зачистите фрагмент компенсатора, который войдет в трубу. Накройте трубы рядом с местом сварки асбестовой материей. Так брызги расплавленного металла не испортят поверхность ПП труб.

Сварка проводится паяльником для работы с полипропиленом. Также вам потребуются насадки, подходящие под диаметр труб.

Важно! Предварительно торцы компенсатора и трубы разогреваются примерно до 260С. . Соединяют уже разогретые детали

Важно выполнять соединение сразу правильно, так как повороты деталей могут нарушить герметичность.

Соединяют уже разогретые детали. Важно выполнять соединение сразу правильно, так как повороты деталей могут нарушить герметичность.

Если используется комбинированный способ соединения, сочетающий оба метода, сначала выполняется монтаж фланцевым способом, а потом сваривание деталей.

Советы по установке:

• Перед тем, как устанавливать компенсаторы, освободите магистраль от содержимого. Это касается водопроводов и систем отопления.
• Фланцевые соединения необходимо тщательно герметизировать с помощью прокладок, чтобы исключить протечки.
• Перед началом сварки убедитесь, что компенсатор и трубопровод соответствуют друг другу по всем параметрам (материал, диаметр, толщина стенок, тип компенсатора), и место для установки детали было выбрано верно.

Какой выбрать

Компенсаторы должны обеспечить снижение нагрузок, возникающих в продольном и поперечном направлении, а также под углом к оси трубопровода при удалении трубы.

Г-образные, П-образные, кольцевые компенсаторы и устройства в форме змейки представляют собой участки трубопровода (из того же полипропилена, или близких по характеристикам, но обладающих большей упругостью и эластичностью материалов), которым придана соответствующая форма.

Монтируются они также, как и участки основной магистрали (сколько слоев ФУМ-ленты надо наматывать, написано здесь).

В конструкцию включают фитинги для получения формы (например, для П-образных компенсаторов) или добиваются нужных характеристик без их использования.

Ассортимент устройств, реализующих компенсацию теплового расширения за счёт других материалов, гораздо шире.

К ним относятся:

осевые сильфонные компенсаторы КСО и ОПН.Эти устройства предназначены для компенсации деформация трубы в направлении, совпадающей с ее осью.

Используют в качестве рабочего элемента упругую конструкцию — сильфон из гофрированной сантехнической резины или из тонкой нержавеющей стали.

Практическое замечание!
Устройства типа ОПН отличаются простотой установки за счет наличия в конструкции крепежных узлов служащих опорами при монтаже трубопровода;
сдвиговые компенсаторы КС.
Устройства предназначены для компенсации деформаций в направлении, не совпадающем с осью трубы, и, соответственно, имеют степени свободы в обеих (вертикальной и горизонтальной) плоскостях.Конструкция компенсаторов включает один или два гофрированных сильфона.

При использовании двухсоставного устройства надежность соединения сильфонов достигается за счет применения связующей арматуры;

поворотные компенсаторы КСП.
Функция этих устройств — компенсация линейного расширения обоих участков трубы в местах поворота магистрали.Применяются там, где по условиям прокладки угол поворота трубопровода должен оставаться неизменным;

универсальные компенсаторы КСУ. Устройства позволяют компенсировать все виды отклонений трубопровода, возникающих за счёт теплового расширения.

Соответственно, рабочий ход этих устройств рассчитан на осевое, поперечное и угловое отклонения.

Особенности конструкции этих устройств диктуют их применение на коротких участках магистралей или в тех местах, где использование других типов сильфонных компенсирующих устройств, по каким-либо причинам, ограничено или невозможно;

резиновые сильфонные элементы КР (фланцевые).
Эти компенсаторы используют для компенсации отклонения оси трубопроводов.Кроме того, устройства выполняют роль демпфирующих, способны погасить гидроудар на обслуживаемом участке магистрали.

Кроме функционального назначения компенсаторы делятся по способу монтажа.

Для полипропиленовых трубопроводов применяют сварные и фланцевые компенсаторы.

При сварном способе используется традиционный для полипропиленовых труб метод монтажа с применением сварочного оборудования (какой нужен инструмент написано ).

Такой способ соединения предъявляет обязательные условия для выбора компенсаторов:

• идентичность диаметра,
• толщины стенок,
• внутреннего сечения компенсирующего устройства и участка трубопровода.

Для фланцевого метода на участке трубы, где устанавливается компенсатор, монтируется металлический фланец.

Установка компенсирующего устройства производится за счёт соединения фланцев на компенсаторе и трубопроводе.

Достоинством такого метода считается получение разъемного соединения, которое легко обслуживать и ремонтировать.

Основной недостаток — повышенная сложность монтажа и большее число технологических операций.

Внимание! Установка металлического фланца на полипропиленовый трубопровод — задача не простая.

Поэтому ее выполнение лучше поручить специалистам, имеющим соответствующий опыт.

К сведению!
При определенных условиях применение сильфонных компенсаторов кроме борьбы с тепловым расширением решает задачу устранения вихревых потоков жидкости в трубопроводе, что повышает безопасность его эксплуатации.

Эффективная работа компенсирующих устройств возможна только при соблюдении правил их установки.

Особенности пластиковых трубопроводов

Полипропилен — это полимер, достоинства которого обусловили его широкое применение для сетей внутренних коммуникаций.

В числе которых:

• рабочее давление для труб из этого материала составляет до 10 атмосфер (возможно, надо будет провести испытание трубопроводов на прочность и герметичность);
• верхний предел диапазона рабочих температур превышает 90 градусов.
  Этого достаточно для разводки систем горячего водоснабжения и отопления;
• материал, абсолютно, не подвержен коррозии, инертен по отношению к большинству применяющихся в быту химических веществ, не подвергается биологическому разложению;
• качество поверхности полипропиленовых труб и свойства материала препятствуют отложению на стенках налета, в том числе, известкового;
• срок службы полиэтиленовых трубопроводов — не менее 30-50 лет;
• полипропилен, абсолютно, безопасен для здоровья человека, не выделяет в воду и воздух токсичных соединений;
• этот полимер пожаробезопасен.

Технология монтажа предполагает использование сварки (утюга для пайки полипропиленовых труб) для получения надежных соединений.

При наличии соответствующего оборудования освоить навыки монтажа систем из полипропиленовых труб, доступно, каждому.

Какой вариант лучше установить на полипропилен

Ассортимент устройств, предлагаемый изготовителями, позволяет подобрать нужный тип для полипропиленовых трубопроводов любого назначения и способа прокладки. В зависимости от условий применения используются:

1. Осевые компенсаторы сильфонного типа, предназначенные для работы в системах отопления и горячего водоснабжения. С трубами соединяются с помощью муфт. Сильфон из тонкой нержавеющей стали выдерживает давление до 16 атмосфер при температуре 115 ⁰C.
2. Сдвиговые устройства с двумя гофрами – компенсируют тепловое расширение одновременно по 2 направлениям.
3. Поворотные – применяются в местах изменения линии трубопровода на 90⁰.
4. Универсальные разновидности – используются на небольших участках с отводами. Компенсируют поперечные, угловые, осевые смещения. Устанавливаются там, где использовать другие виды нет возможности.
5. Фланцевые компенсаторы из мягких материалов – предназначены для смягчения гидроударов. Сгладят небольшие огрехи, допущенные в процессе прокладки труб. Легко устанавливаются и заменяются, так как при монтаже не требуется сварка.
6. Компенсаторы в виде змеевиков.
7. Петлеобразные – наиболее простые. Их нетрудно изготовить самостоятельно из отрезка полипропиленовой трубы. Несмотря на незамысловатость конструкции, успешно выполняют те же функции, что и заводские аналоги, но занимает больше места.

Как выбрать и установить компенсатор для полипропиленовых труб

Для систем отопления в квартире или доме обычно используются полипропиленовые трубы диаметром 20 или 25 мм. Использовать трубы большего диаметра считается нерационально, особенно если устанавливается котел с циркуляционным насосом. Поэтому чаще всего для установки выбираются самые простые и надежные схемы и устройства.

Несмотря на надежность сильфонного компенсатора, для небольших по диаметру труб его установка весьма сложна. Куда проще использовать для этого П-образный переход или петлю. А вот компенсатор Козлова стал сегодня настоящей находкой. Его просто устанавливать, да и по своим характеристикам он отлично подходит именно для скрытой установки, ведь его внешний диаметр ненамного больше диаметра труб отопления.

П-образные компенсаторы чаще всего устанавливаются на горизонтальных отрезках. Петельный компенсатор отлично показал себя для вертикальной установки. Именно петельный тип чаще всего используется при монтаже водопровода.

Компенсатор Козлова устанавливается независимо от положения, он одинаково удобен и для горизонтальной, и для вертикальной установки.