Vysoké zatížení způsobuje deformaci materiálu (stlačení a protažení), změny středního tlaku a vodní rázy vedou ke změnám potrubí a jejich poškození. Při projektování potrubí je nutné počítat s přetížením systému a možností samokompenzace. Tuto funkci plní kompenzátory. Jejich použití vám umožní získat komplexní ochranu:
- Stabilizace tlaku.
- Prevence vírových proudů.
- Vysoká těsnost (v důsledku natažení v mezích deformace).
Označení výztuže
Kompenzátory se používají v různých potrubních systémech – bydlení a komunální služby, stavebnictví, energetika, ropný a plynárenský průmysl, jaderný průmysl atd.
Hlavním předmětem kompenzace jsou vibrační zatížení, která doprovázejí potrubí topného systému, přívod vody a rozvody. Vibrace mohou být způsobeny změnami teploty, čerpacími jednotkami nebo vnějšími faktory, jako jsou srážky nebo vítr.
Když je potrubí neustále vystaveno vibracím, vedou k deformaci spojů a ztrátě těsnosti systému. Může dojít k netěsnostem a nehodám. Vady v systému (trubky, podpěry, upevňovací prvky) také zvyšují sílu vibrací.
Použití kompenzátorů umožňuje kompenzovat vibrace, „absorbovat“ je a prodlužovat životnost potrubního systému.
Typy kompenzátorů pro potrubí
Existují čtyři typy kompenzátorů, které se liší konstrukcí a rozsahem použití: vlnovec, ucpávka, čočka, antivibrační. Vybírají se v závislosti na parametrech systému, materiálu, ze kterého jsou trubky vyrobeny, instalačních vlastnostech a vybavení.
Omentální
Ucpávkové kompenzátory se používají v potrubních systémech s následujícími parametry:
- Pracovní médium – voda a pára.
- Pracovní tlak – až 25 kgf/cm2 (2,5 MPa).
- Střední teplota – ne více než 200 °C pro vodu, do 300 °C pro páru.
Použití ucpávkových kompenzátorů je pro úhlové namáhání nepřípustné, s tím je třeba počítat při návrhu trasy potrubí.
Hlavní výhody tohoto typu produktu – vysoká kompenzační schopnost, životnost.
Hlavní nevýhody – vysoké náklady, drahé a složité opravy, vysoce kvalifikovaní pracovníci obsluhující zařízení.
Měchy
Vlnovcové kompenzátory se používají v ropném, plynárenském a chemickém průmyslu a poskytují vysokou kompenzaci různých defektů způsobených změnami teploty, nesouosostí potrubí v systému a vibracemi širokého rozsahu.
Hlavní výhody – praktičnost, spolehlivost, malé rozměry, vysoká kompenzační kapacita a snadná instalace. Tyto dilatační spáry se používají při velkém zatížení a jsou určeny pro systémy se složitým uspořádáním.
Pracovní médium – kapaliny, pára, pracující pod vysokým tlakem a vysokou teplotou.
Objektiv
Čočkové kompenzátory se používají ve vysokotlakých potrubních systémech. Navrženo pro kompenzaci tepelné roztažnosti a zajištění tuhosti potrubí pracujících pod tlakem. Mohou mít různý počet čoček – od 1 do 4. Použití kompenzátorů čoček umožňuje také vyrovnat tlak v kotlích.
Hlavní výhody — zvýšená pevnost výrobků, schopnost odolat značnému zatížení (axiálnímu a úhlovému).
Hlavní nevýhody – nízká samokompenzace, velké množství svarových spojů, složitá konstrukce a nižší spolehlivost oproti jiným typům kompenzátorů (zejména vlnovcové).
Antivibrační
Antivibrační kompenzátory (flexibilní tlumiče vibrací) jsou speciální zařízení, která pomáhají zamezit deformaci potrubí (jejich expanzi a prodloužení), korozi a snižují sílu vodního rázu. Jsou vyrobeny z pryže a dokážou účinně eliminovat vibrace a snížit provozní hlučnost.
Hlavní výhody — vysoká účinnost, dostupné náklady.
Hlavní nevýhody – omezená aplikace.
Vlastnosti výběru a instalace
Kompenzátory jsou instalovány na potrubí podle určitých pravidel v několika fázích.
Je velmi důležité dodržovat následující pravidla:
- Práce nelze provádět při tlaku v systémech, proto je nutné nejprve odčerpat pracovní médium.
- Potrubí je nutné upevnit na pevné a posuvné podpěry. Použití závěsných podpěr pro kompenzátory měchu je zakázáno.
- Kompenzátor se instaluje pouze na rovné úseky potrubí. Zvláštní pozornost je třeba věnovat instalaci na svislé úseky trasy (na zařízení by neměl být žádný tlak).
Základní parametry konečného systému jsou stanoveny ve fázi návrhu kompenzovaného potrubí. Návrh musí zahrnovat maximální délku sekce a třecí sílu v prostoru instalace.
Při výběru kompenzátoru pro potrubí musíte analyzovat vlastnosti různých typů produktů, jako je tlak v rozsahu provozních teplot, průtok pracovní tekutiny a materiál potrubí.
Za zvážení také stojí:
- Nejdelší životní cyklus produktu. Ucpávkové kompenzátory jsou oblíbeným typem zařízení pro generální opravy složitých potrubních systémů.
- Životní cyklus výplně a hladkost zrcadla mají přímý vztah. Modely s hladším zrcadlem mají delší životnost.
- Vícevrstvé kompenzátory nelze použít v sítích s možností drobného poškození zařízení.
Při výběru kompenzátoru je také třeba věnovat pozornost stavu zvlnění. Tato položka se během přepravy snadno poškodí.
Vlnovcové kompenzátory jsou speciální zařízení určená ke kompenzaci změn délky úseku konstrukce potrubí. Změna délky může být způsobena nesprávnou instalací systému nebo vlivem teploty. Musí být instalovány na všechna potrubí s nebezpečím tepelné roztažnosti.
Vlnovcové kompenzátory – co to je?
Kompenzátory s měchem se používají v různých oblastech lidské činnosti. Nejrozšířenější jsou v energetice, hutnictví, rafinériích ropy a bytových a komunálních službách.
Instalace vlnovcových kompenzátorů na potrubí je nezbytná pro kompenzaci tepelné roztažnosti. Proto jsou nutné při instalaci polyetylenových systémů (pomocí přírubového spojení) z důvodu nejvyššího koeficientu tepelné roztažnosti materiálu. Zároveň u ocelových výrobků má tento parametr nejnižší ukazatele.
Kromě eliminace deformace potrubí při tepelné roztažnosti plní tyto výrobky další důležité funkce.
Za prvé, chrání potrubí před mechanickým poškozením. Za druhé, umožňují kompenzovat instalační nuance a nedostatky vzniklé během instalace potrubního systému. Za třetí, slouží k tlumení vibrací, které vznikají při pohybu média v systému a při provozu připojených zařízení. Za čtvrté jsou potřebné kompenzátory pro zajištění požadovaných parametrů těsnosti v dopravních potrubích.
Další funkcí vlnovcových kompenzátorů je možnost použití těchto výrobků jako spojovacího prvku pro potrubí různých průřezů.
Technologie výroby a technické vlastnosti vlnovcových kompenzátorů
Vlnovec (vlnovitá vlnovcová trubka) je nejdůležitější součástí konstrukce kompenzátoru. Je vyroben z nerezové oceli se zvýšenými pevnostními charakteristikami. Pomocné prvky vlnovcových kompenzátorů jsou vyrobeny z uhlíkové oceli.
Výhody nerezového vlnovce:
- Vysoká odolnost proti korozi.
- Odolný vůči agresivním látkám.
- Odolnost vůči změnám teploty.
- Ekologická kompatibilita.
- Dlouhá životnost.
- Estetický vzhled bez nutnosti dalšího lakování.
Výroba měchu probíhá ve dvou fázích. Nejprve se tenkostěnný plech válcuje a svařuje podélným švem, aby se získal válec. Poté se na něm vytvoří vlnitý povrch. Stěny měchu jsou vyrobeny vícevrstvé, aby byla zajištěna maximální flexibilita trubky. Výsledkem je, že výrobek dobře odolává vysokému tlaku bez ztráty pružnosti.
Princip činnosti kompenzátoru vlnovce
Pro pochopení principu činnosti vlnovcového kompenzátoru je nutné pochopit, že teplota pracovního prostředí je vždy stejná, ale okolní teplota se může měnit. Teplotní změny vedou ke zúžení (při nízkých okolních podmínkách) nebo roztažení (s rostoucí teplotou) potrubí. To má špatný vliv na komunikaci a může vést k odtlakování systému.
Instalace vlnovcových kompenzátorů na plynovodech a jiných potrubích umožňuje neutralizovat účinky deformací a vyhnout se ztrátě provozních vlastností komunikací. Princip činnosti zařízení je založen na zamezení přenosu dodatečných sil vznikajících při zužování/roztahování v určitém úseku dále podél potrubí. Umožňuje chránit systém před deformacemi jejich lokalizací v určité oblasti.
Stojí za to pamatovat, že jak teplota stoupá, potrubí se rozšiřuje jak horizontálně, tak vertikálně. Proto je velmi důležité správné upevnění posuvných a statických částí potrubí.
Označení kompenzátoru vlnovce na výkresech
Odrůdy vlnovcových dilatačních spár
Existuje mnoho typů vlnovcových kompenzátorů používaných pro instalaci na potrubí v závislosti na zatížení, které má být stabilizováno. Jsou klasifikovány podle následujících parametrů:
- Hodnota pracovního tlaku média.
- Jmenovitý průměr průchodu média.
- Teplotní podmínky.
- Přepravovaná látka.
Charakter pracovního prostředí přímo závisí na materiálu použitém k výrobě vlnovcových kompenzátorů. Jsou vyrobeny z vysoce kvalitní nerezové nebo molybdenové oceli.
Axiální
Takové výrobky jsou instalovány na rovných úsecích potrubí mezi statickými podpěrami. Používají se ke stabilizaci axiálních deformací a montují se svařováním.
Nejčastější chyby při instalaci vlnovcových axiálních kompenzátorů:
- Nesprávná instalace z důvodu nesprávného přečtení návodu nebo nedodržení požadavků na instalaci.
- Použití kompenzátoru, když dvě trubky nejsou vyrovnány před sebou.
- Kontaminace mezivlnitého prostoru.
- Použití nekvalitního materiálu pro vodicí podpěry, což má za následek sesedání zeminy, které může vést k axiálnímu posunutí trubky.
- Použití kompenzačního zařízení v potrubí s prostředím s vysokým obsahem chloridů, které může poškodit plášť měchu.
Pokud pečlivě vyberete axiální kompenzátor a provedete správnou instalaci produktu, vydrží dlouho bez jeho výměny za nový.
Instalace přírubového kompenzátoru na potrubí
Přírubové
Přírubové kompenzátory jsou nejběžnějším typem výrobku používaného pro spojování potrubí pomocí přírub. Umožňují vytvořit rozebíratelné spojení a stabilizovat zatížení v osovém směru.
Kompenzátory tohoto typu se vyznačují vysokou tepelnou stabilitou, spolehlivostí a odolností proti statickému i dynamickému zatížení. Používají se v potrubních systémech přepravujících média s teplotami do 250C.
Hranatý
Úhlové kompenzátory s vlnovcem se instalují na otáčky potrubí. Mohou mít různé úhly a pomáhají kompenzovat síly prostředí, které vznikají při otáčení trubky. Jsou vybaveny speciálním kloubovým prvkem, který určuje povahu pohybu zařízení.
Rohové výrobky se mohou pohybovat pouze v jedné rovině (bez axiálních ohybů). Kloubové provedení chrání měch před zkroucením.
gimbal
Kardanové vlnovcové kompenzátory se mohou pohybovat v jakékoli rovině díky přítomnosti dvou kloubových prvků. To jim umožňuje pohybovat se také axiálně.
Stříhat
Smykové axiální kompenzátory se instalují v místech, kde se může objevit síla, která může vést k vzájemnému posunu jednotlivých částí potrubí. Nejběžnější místo instalace je na vstupu potrubního systému do konstrukce. Tímto uspořádáním kompenzátor chrání komunikace před deformací a možnými nehodami.
Tato zařízení se také používají ke stabilizaci chyb při instalaci při pokládání potrubí. Ve svém provedení mají dva vlnovce, proto se jim také říká dvousekční kompenzátory.
K dispozici je speciální startovací vlnovcový kompenzátor, který má dvoudílné ochranné pouzdro, ale je považován za axiální model zařízení.
Charakteristika a účel vlnovcového kompenzátoru
Vlnovcové kompenzátory jsou vyrobeny z nerezové oceli v jedné nebo dvou sekcích. Mají speciální plášť, který chrání měch před vnějšími vlivy a mechanickým poškozením.
Označení vlnovcového kompenzátoru na schématech.
Pro zvýšení těsnosti a tepelné izolace jednotky se používají polyuretanová těsnění (PPS), pro hydroizolaci pak polyetylenové nebo pozinkované vložky. Pozinkovaná verze hydroizolace je vhodná pro systémy umístěné na povrchu terénu a polyetylen je vhodný pro potrubí instalovaná uzavřenou metodou.
Vlnovcové kompenzátory mají širokou škálu použití:
- Systémy vytápění a zásobování vodou pro obytné budovy a průmyslové objekty.
- Výrobní podniky zabývající se rafinací plynu a ropy.
- Vojensko-průmyslová zařízení.
- Různé oblasti průmyslu – chemický, potravinářský atd.
- Automobilový průmysl.
- Výroba kryogenních zařízení.
Montují se na různé části potrubí v závislosti na účelu zařízení. Jsou instalovány na křižovatce potrubí a také při připojování různých zařízení k systému.
Použití vlnovcových kompenzátorů je důležité zejména u vícepodlažních budov, kde je nutné snížit zatížení vodorovných ohybů mezi podlažími.
Postup instalace
Vlnovcové kompenzátory se instalují na potrubí současně s montáží potrubí. V tomto případě je nutné důsledně dodržet projekt a dodržet rozměry a vyhnout se působení zatížení. Tělo zařízení je označeno speciální šipkou označující směr pohybu pracovního média v potrubí.
Podle typu připojení ke komunikačním systémům se kompenzátory rozlišují na přírubové, spojkové nebo svařované.
Při instalaci vlnovcového kompenzátoru na potrubí je třeba dodržet určitou sekvenci:
- Proveďte vnější kontrolu výrobku a potrubní části pro instalaci, zda nevykazuje vady.
- V případě potřeby se kompenzátor připevní k potrubí a odstraní se tovární konzervace.
- Prostudujte si pas a průvodní dokumentaci od výrobce o nutnosti předtažení.
- Upevněte konce potrubí ve vzdálenosti určené rozměry výrobku.
- Zkontrolujte axiální vyrovnání trubek.
- Připojte potrubí ke kompenzátoru.
- Proveďte sériové připojení zařízení k potrubí. Nejprve je namontován jeden konec, poté druhý konec.
- Montáž ochranného pouzdra. Při instalaci měchu na potrubí s otevřenou metodou instalace je nutné ochranné pouzdro, které chrání zařízení před vnějšími vlivy, srážkami a neoprávněnými osobami.
Montáž se provádí v souladu s pokyny výrobce bez působení torzního nebo ohybového zatížení.
Kompenzátor se vybírá na základě výpočtů lineární roztažnosti potrubí, jejich parametry musí odpovídat konstrukčním výpočtům. Mezi dva pevné upevňovací prvky lze nainstalovat pouze jeden kompenzátor.
Výhoda použití vlnovcových kompenzátorů:
- Nevyžadují údržbu ani preventivní prohlídky.
- Dlouhá životnost.
- Možnost instalace téměř kdekoli v potrubním systému. Při výběru umístění výrobku je však nutné počítat s možností posunutí pláště po celé jeho délce.
Vlnovcový kompenzátor je univerzální zařízení vyznačující se elasticitou a elasticitou. Umožňuje vám zajistit integritu potrubního systému a stabilní provoz komunikací.