Kompenzacija temperaturnih izduženja cevovoda toplotnih mreža. Vrste kompenzatora

Stranica 1


Kompenzacija toplotnog izduženja cevovoda vrši se ili ugradnjom dilatacionih spojeva, ili savijanjem cevovoda, posebno predviđenim tokom njegovog provođenja. Za ispravan rad dilatacijskih spojeva potrebno je jasno fiksirati dio, čije proširenje mora uočiti, i osigurati slobodno kretanje cjevovoda u ovoj dionici. Za to su nosači cjevovoda učvršćeni i pomični. Dilatacijski spoj mora prihvatiti produžetak između dva fiksna nosača. Pomični oslonci omogućavaju da se cjevovod slobodno kreće u određenom smjeru.

Kompenzacija toplotnog izduženja cjevovoda može se izvršiti i samokompenzacijom i ugradnjom kompenzatora.

Kompenzacija toplotnog izduženja cevovoda se vrši na jedan od dva načina: 1) ugradnja cevovoda sa samokompenzacijom; 2) ugradnja kompenzatora raznih tipova.

Kompenzacija toplotnog izduženja cevovoda vrši se ili ugradnjom dilatacionih spojeva, ili savijanjem cevovoda, posebno predviđenim tokom njegovog provođenja.

Predviđena je kompenzacija za termičko izduženje cjevovoda specijalnih uređaja. Za parne vodove niskog pritiska (do 0,5 MPa) koriste se kompenzatori žlijezda ili sočiva. Broj talasa u kompenzatoru sočiva ne bi trebalo da prelazi 12 da bi se izbeglo izvijanje. U većini slučajeva, savijeni dilatacijski spojevi koriste se za toplinske cijevi, u obliku slova U, u obliku lire i drugih oblika. Izrađuju se na mjestu ugradnje od istih cijevi kao i cjevovod. Najrasprostranjeniji kompenzator u obliku slova U.

Kompenzacija toplotnog izduženja cevovoda se vrši za jedan.

Zaštitno kućište - [ SLIKA ] Šema samokompenzirajućeg cevovoda.

Kompenzacija toplotnog izduženja cjevovoda postiže se ugradnjom cjevovoda sa samokompenzacijom ili ugradnjom kompenzatora različitih tipova.

Kompenzacija toplotnog izduženja cevovoda vrši se ili ugradnjom dilatacionih spojeva, ili savijanjem cevovoda, posebno predviđenim tokom njegovog provođenja. Za ispravan rad dilatacijskih spojeva potrebno je ograničiti dionicu čije proširenje mora uočiti, kao i osigurati slobodno kretanje cjevovoda u ovoj dionici. Za to su nosači cjevovoda fiksirani (mrtve tačke) i pomični. Fiksni nosači fiksiraju cjevovod u određenom položaju i percipiraju sile koje se pojavljuju u cijevi čak i u prisustvu kompenzatora.

Nadoknada toplinskog izduženja cjevovoda osigurava se zbog uglova rotacije cjevovoda ili upotrebe kompenzatora u obliku slova U.

Postavljanje spuštenih plafonskih panela (1 I zid (2 panela u prostoriji. | Zavisnost udaljenosti od ekstremnih visećih zračećih panela do zidova / 3 od visine njihovog ovjesa L. n.

Svrha lekcije. Upoznavanje studenata sa glavnim metodama spajanja cijevi u cjevovode i njihovog rasterećenja od naprezanja uzrokovanih temperaturnim deformacijama.

Odjeljak 1. Priključci cijevi u procesnim cjevovodima]

Spojevi, pojedinačni dijelovi cijevi između sebe i sa spojnicama izvode se na različite načine. Odabir metode ovisi o traženoj pouzdanosti rada, početnoj cijeni, potrebnoj učestalosti demontaže, svojstvima materijala dijelova koji se spajaju, dostupnosti odgovarajućeg alata i vještina montažnog i operativnog osoblja.

Sve vrste priključaka mogu se podijeliti na odvojive i jednodijelne. Odvojivi spojevi uključuju navojne spojeve (uz pomoć spojnica, nazuvica), na prirubnicama, na utičnicama i uz pomoć posebnih uređaja. Trajne veze uključuju zavarivanje, lemljenje ili lijepljenje.

Navojne veze. Priključci cijevi s navojem se uglavnom koriste u cjevovodima snabdijevanje toplotom i vodom i gasovode za kućne potrebe. U hemijskoj industriji, takvi spojevi se koriste u cjevovodima. komprimirani zrak. Za navojne spojeve krajevi cijevi se izrezuju izvana cevni navoj. Takav navoj se razlikuje od normalnog (metričkog) navoja po mnogo manjem nagibu i manjoj dubini. Stoga ne uzrokuje značajno slabljenje stijenke cijevi. Pored toga, cevni navoji imaju ugao vrha od 55°, dok metrički navoji imaju ugao od 60°.

Navoji cijevi se izrađuju u dvije verzije: sa rezom vrha duž ravne linije i zaobljenim. Ravni i zaobljeni navoji cijevi proizvedeni prema odgovarajućim tolerancijama su zamjenjivi.

Za spajanje cijevi u cjevovode visokog pritiska koristi se konusni konac. Spoj na konusnom navoju odlikuje se izuzetnom nepropusnošću.

Krajevi cijevi su spojeni jedni s drugima i sa spojnicama pomoću navojnih spojnica. Spojnica navojne veze obično se koristi za cjevovode prečnika do 75 mm. Ponekad se ova vrsta veze koristi i pri polaganju cijevi velikih promjera (do 600 mm) .

Spojnica (sl. 5.1, a i b) je kratak šuplji cilindar čija je unutrašnja površina potpuno izrezana cijevnim navojem. Spojnice su izrađene od kovanog livenog gvožđa za nominalne prečnike od 6 do 100 mm i od čelika za nazivne prečnike od 6 do 200 mm . Za spajanje sa spojnicom, cijevi koje se spajaju se režu na polovicu dužine spojnice i spajaju vijcima. Ako se spoje dvije prethodno postavljene cijevi, tada se koristi prenapon (slika 5.1, c). Za brtvljenje spojnog spoja prethodno je korištena lanena niti ili azbestni kabel. Da bi se povećala nepropusnost gasovoda, materijal za brtvljenje je impregniran bojom. Trenutno je laneni pramen praktički zamijenjen fluoroplastikom zaptivni materijal(FUM) i specijalna pasta(hermeplast).



Rice. 5.1.- Priključci s navojem. a, 6- spojnice; in- sogon; G- Matica.

Za grananje cjevovoda sastavljenih na navoj koriste se T-i i križevi, za prijelaze s jednog promjera na drugi koriste se posebne spojnice ili umetci.

Prirubnički priključci. Prirubnice su metalni diskovi koji su zavareni ili zašrafljeni na cijev, a zatim pričvršćeni za drugu prirubnicu (slika 5.2). Da biste to učinili, oko perimetra diska se napravi nekoliko rupa. Na ovaj način moguće je spojiti ne samo dva dijela cjevovoda, već i spojiti cijev na rezervoar, pumpu, dovesti je do opreme ili mjerni instrument. Prirubnički spojevi se koriste u energetskoj industriji, industriji nafte i plina, kemijskoj i drugim industrijama. Prirubnice omogućavaju jednostavnu ugradnju i demontažu.

Najviše se proizvode čelične prirubnice, iako se za neke vrste cijevi proizvode i plastične. Prilikom proizvodnje uzima se u obzir prečnik cijevi na koju će se pričvrstiti i njen oblik. Ovisno o obliku cijevi, unutarnja rupa u prirubnici može biti ne samo okrugla, već i ovalna ili čak četvrtasta. Prirubnica je pričvršćena na cijev zavarivanjem. Parna prirubnica je pričvršćena na drugi dio cijevi ili opreme, a zatim su obje prirubnice pričvršćene jedna na drugu kroz postojeće rupe. Prirubnički spojevi se dijele na bezbrtvene i sa zaptivkama. U prvom, nepropusnost se osigurava pažljivom obradom i visokom kompresijom. Drugo, između prirubnica se postavlja brtva. Postoji nekoliko vrsta brtvi, ovisno o obliku samih prirubnica. Ako prirubnica ima glatka površina, tada brtva može biti kartonska, guma ili paronit. Ako jedna prirubnica ima žljeb za izbočenje, koji se nalazi na uparenoj prirubnici, tada se koristi paronit i azbestno-metalna brtva. To se obično radi pri ugradnji na cijevi s visokim pritiskom.

Prema načinu postavljanja na cijev, prirubnice se dijele na zavarene (sl. 5.3, e, g, h), livene integralno sa cijevi (sl. 5.3, a, b), sa vratom na navoju ( Sl. 5.3, c), slobodni na cijevi s prirubnicom (Sl. 5.3, j) ili prstenovima (Sl. 5.3, h), potonji su ravni ili sa vratom za prirubnicu.

Prema drugoj klasifikaciji, prirubnice su slobodne (sl. 5.3, h, i, j), kragne (sl. 5.3, a, b, g, h) i ravne (sl. 5.3, c, d, e, f).

Prirubnice imaju dimenzije u zavisnosti od prečnika cevi ( Dy) i pritisak ( Py), ali priključne dimenzije sve prirubnice su iste za iste Dy i Py.

Priključci utičnice. Utičnice (Sl. 5.4) se koriste pri polaganju nekih vrsta čeličnih, livenih, keramičkih, staklenih, faolitnih, azbestno-cementnih cevi, kao i cevi od plastike. Njegova prednost je relativna jednostavnost i niska cijena. U isto vrijeme, niz nedostataka: teškoća odvajanja priključka, nedovoljna pouzdanost, mogućnost gubitka gustoće u slučaju blagog izobličenja susjednih cijevi, ograničavaju upotrebu ove vrste veze.

Rice. 5.4.- Priključak utičnice. 1 - utičnica, 2 - punjenje

Za zaptivanje spoja utičnice (Sl. 5.4), prsten formirana nastavkom 1 jedne cijevi i tijelom druge, puni se pakovanjem 2, koje se koristi kao nauljeni uže, azbestni gajtan ili gumeni prstenovi. Nakon toga, vanjski dio ovog prostora je kovan ili prekriven nekom vrstom mastike. Način izvođenja ovih radova i vrsta materijala koji se koriste zavise od materijala cijevi. Dakle, utičnice od livenog gvožđa vodovodne cijevi zapuše se lanenim pramenom i kovaju navlaženim cementom, a u posebno kritičnim slučajevima preliju se rastopljenim olovom, koje se potom također kuje. Utičnice keramičkih kanalizacionih cevi su do polovine ispunjene konopljinom smolom. Druga polovina je ispunjena bijelom, dobro opranom glinom. U stambenoj izgradnji, utičnice cijevi od lijevanog željeza su zapečaćene asfaltnim mastikom.

Specijalna oprema . korišteno veliki broj razne posebne cijevne veze. Međutim, najčešće se lako sklapaju. Kao primjer, razmotrite vezu pomoću spojne matice (slika 5.5.)

union nut sastoji se od tri metalna dijela (1, 2 i 4) i mekog zaptivača 3. Glavni dijelovi matice 1 i 4 su zašrafljeni na kratke navoje cijevi. Srednji dio - spojna matica 2 - zateže ove glavne dijelove zajedno. Nepropusnost spoja postiže se mekom (guma, azbest, paronit) zaptivkom 3. Zbog prisustva zaptivke, spojna navrtka ne dolazi u kontakt sa medijumom koji teče kroz cevi, a samim tim postoji opasnost od zaglavljivanja matica je minimizirana.

Spajanje cijevi zavarivanjem, lemljenjem i lijepljenjem. U industriji se široko koriste metode spajanja cijevi zavarivanjem, lemljenjem i lijepljenjem. Zavarivanjem ili lemljenjem mogu se spajati cijevi od crnih metala (osim lijevanog željeza), obojenih metala, a također i od vinil plastike.

Razlika između zavarivanja i lemljenja je u tome što se u prvom slučaju za spajanje cijevi koristi isti materijal kao i onaj od kojeg su napravljene. U drugom - legura (lem) s tačkom taljenja znatno nižom od one materijala cijevi. Lemovi se obično dijele u dvije grupe - meke i tvrde. Meki lemovi uključuju lemove s tačkom topljenja do 300 ° C, tvrde lemove - iznad 300 ° C. Osim toga, lemovi se značajno razlikuju u mehaničkoj čvrstoći. Meki lemovi su legure kalaja i olova (POS). Veliki broj kalaj-olovnih lemova sadrži mali postotak antimona. Najčešći tvrdi lemovi su bakar-cink (PMC) i srebro (PSr) sa raznim aditivima.

Troškovi pripreme cijevi za zavarivanje i trošak samog zavarivanja višestruko su niži od cijene prirubničkog spoja (par prirubnica, brtve, vijci s maticama, rad na postavljanju prirubnice na cijev). Dobro napravljen zavareni spoj je vrlo izdržljiv i ne zahtijeva popravke i povezane prekide proizvodnje, što se događa, na primjer, kada se brtve izvuku na prirubničkom spoju.

Na zavarenom cjevovodu prirubnice se postavljaju samo na mjestima gdje se ugrađuju armature. Međutim, mogući su slučajevi upotrebe čelične armature sa krajevima za sučeono zavarivanje.

Unatoč prednostima zavarivanja i lemljenja cijevi u odnosu na druge vrste priključaka, one se ne smiju izvoditi u tri slučaja:

ako proizvod koji se prenosi kroz cijevi djeluje destruktivno na naneseni metal ili na krajeve cijevi zagrijane tokom zavarivanja;

ako cjevovod zahtijeva čestu demontažu;

ako se cjevovod nalazi u radionici, čija priroda proizvodnje isključuje rad s otvorenim plamenom.

Prilikom spajanja cijevi od ugljičnog čelika može se koristiti i kisik-acetilensko (plinsko) i elektrolučno zavarivanje. Plinsko zavarivanje ima sljedeće prednosti u odnosu na elektrolučno zavarivanje:

metal u šavu je viskozniji;

rad se može obavljati na teško dostupnim mjestima;

Plafonske šavove je mnogo lakše izvesti.

Međutim, elektrolučno zavarivanje ima svoje prednosti:

Jeftinije je 3-4 puta gasno zavarivanje;

Dijelovi koji se zavaruju postaju topliji.

U pripremi za zavarivanje cijevi debljine od najmanje 5 mm, rubovi cijevi se pile pod kutom od 30-45 °. Unutrašnji dio zida ostaje neobrezan na debljini od 2-3 mm . Da bi se osiguralo dobro prodiranje cijevi, između njih se ostavlja razmak od 2-3 mm. . Ovaj razmak također sprječava spljoštavanje i savijanje krajeva cijevi. Duž vanjske površine šava zavarena je armaturna perla visine 3-4 mm . Kako bi se spriječilo da kapljice rastopljenog metala uđu u cijev, šav nije zavaren za 1 mm na unutrašnju površinu cijevi

Spajanje cijevi od obojenih metala zavarivanjem ili lemljenjem izvodi se prema jednoj od metoda prikazanih na sl. 5.6.

Sučeono zavarivanje (Sl. 5.6, a) se široko koristi pri spajanju elektroda i aluminijske cijevi. Zavarivanje (lemljenje) sa demontažom i namotavanjem krajeva (sl. 21, b, c i d) koristi se pri spajanju provodnika i bakarne cijevi. U slučajevima kada su zahtjevi za povezivanje posebno visoka čvrstoća, zavar je napravljen kao što je prikazano na sl. 5.6, d.

Za jačanje šava pri spajanju aluminijskih cijevi metal se zavaruje valjkom (sl. 5.6, a), a kod spajanja olovnih i bakarnih cijevi, vanjski rubovi cijevi su također blago obrubljeni (sl. 5.6, b, c, d).

Spajanje aluminijumskih i olovnih cevi vrši se zavarivanjem metala, kao i glavnog metala cevi, odnosno zavarivanjem; spajanje bakrenih cijevi - i zavarivanjem i lemljenjem (tvrdi lem).

Faolitne cijevi se mogu spajati lijepljenjem prema metodama prikazanim na sl. 5.6, c, e. Viniplast cijevi se spajaju prema metodama prikazanim na sl. 5.6, a, b i c, i povezivanje prema metodi prikazanoj na sl. 5.6, b, vrlo je izdržljiv.

Odjeljak 2. Temperaturno izduženje cjevovoda i njegova kompenzacija.

Temperatura normalnog rada cjevovoda se, često značajno, razlikuje od temperature na kojoj su postavljeni. Kao rezultat termičkog istezanja, u materijalu cijevi nastaju mehanička naprezanja koja, ako se ne preduzmu posebne mjere, mogu dovesti do njihovog uništenja. Takve mjere se nazivaju kompenzacija toplinske ekspanzije ili jednostavno temperaturna kompenzacija cjevovoda.

Rice. 5.7. Savijanje cjevovoda tokom samokompenzacije

Najjednostavniji i najjeftiniji način temperaturne kompenzacije cjevovoda je takozvana "samokompenzacija". Suština ove metode leži u činjenici da se cjevovod polaže sa zavojima na način da ravni dijelovi ne prelaze određenu procijenjenu dužinu. Pravi dio cijevi, koji se nalazi pod uglom u odnosu na svoj drugi segment i čini jedno s njim (slika 5.7), može osjetiti svoje izduživanje zbog vlastitih elastičnih deformacija. Obično oba dijela cijevi smještena pod kutom međusobno percipiraju toplinska izduženja i tako igraju ulogu kompenzatora. Za ilustraciju na sl. 5.7 puna linija cevovod je prikazan nakon ugradnje, a isprekidani je u radnom, deformisanom stanju (deformacija je preuveličana).

Samokompenzacija se lako izvodi na cjevovodima od čelika, bakra, aluminija i vinil plastike, jer ovi materijali imaju značajnu čvrstoću i elastičnost. Na cjevovodima izrađenim od drugih materijala, izduženje se obično opaža uz pomoć dilatacijskih spojeva, čiji je opis dat u nastavku.

Iskorištavanje deformacije pravi deo cijevi se, općenito govoreći, mogu percipirati termičko izduženje bilo koje veličine, pod uslovom da je kompenzaciona sekcija dovoljne dužine. U praksi, međutim, obično ne prelaze 400 mm za čelične cijevi i 250 mm za vinil.

Ako je samokompenzacija cjevovoda nedovoljna za ublažavanje toplinskih naprezanja ili se ne može izvesti, tada se pribjegavaju upotrebi posebnih uređaja koji se koriste kao kompenzatori leća i kutija za punjenje, kao i kompenzatori savijeni iz cijevi.

Kompenzatori sočiva. Rad kompenzatora sočiva temelji se na otklonu okruglih ploča ili valovitih produžetaka koji čine tijelo kompenzatora. Kompenzatori sočiva mogu biti izrađeni od čelika, crvenog bakra ili aluminija.

Prema načinu izrade razlikuju se sljedeće vrste kompenzatora sočiva: zavareni od utisnutih polutalasa (sl. 5.8, a i b), zavareni pločasti (sl. 5.8, c ), zavareni bubanj (sl. 5.8, d) i dizajniran posebno za rad na vakuumskim cjevovodima (slika 5.8, e) .

Rice. 5.8.- Kompenzatori sočiva.

Zajedničke prednosti kompenzatora sočiva svih vrsta bez izuzetka su njihova kompaktnost i nezahtjevno održavanje. Ove prednosti su u većini slučajeva obezvređene njihovim značajnim nedostacima. Glavni su sljedeći:

· kompenzator sočiva stvara značajne aksijalne sile koje djeluju na fiksne nosače cjevovoda;

ograničena sposobnost kompenzacije (maksimalna deformacija kompenzatora sočiva ne prelazi 80 mm):

neprikladnost kompenzatora sočiva za pritiske iznad 0,2-0,3 MPa;

Relativno visok hidraulički otpor;

složenost proizvodnje.

Zbog gore navedenih razloga, kompenzatori sočiva se koriste vrlo rijetko, naime, kada se poklapaju određeni uslovi: pri niskom pritisku medija (od vakuuma do 0,2 MPa), u prisustvu cjevovoda veliki prečnik(ne manje od 100 mm), s malom dužinom dionice koju opslužuje kompenzator (obično ne više od 20 m), prilikom prenosa gasova i para kroz cevovod, ali ne i tečnosti.

Kompenzatori žlijezda. Najjednostavniji tip kompenzatora za punjenje (tzv. jednostrani neuravnoteženi kompenzator) prikazan je na sl. 5.9. Sastoji se od kućišta 4 sa stopom (kojom je pričvršćena za fiksni nosač), stakla 1 i uljne brtve. Potonje uključuje pakovanje kutije za punjenje 3 i grundbuksu (zaptivka za pakovanje) 2. Pakovanje kutije za punjenje je obično napravljeno od azbestnog gajtana natrljanog grafitom, položenog u obliku zasebnih prstenova. Staklo i tijelo su spojeni pomoću prirubnica na cjevovod. Staklo ima obod (označen slovom a), sprečavajući da staklo ispadne iz tela.

Glavne prednosti dilatacijskih spojeva kutije za punjenje su njihova kompaktnost i značajan kompenzacijski kapacitet (obično do 200 mm i više).

Nedostaci kompenzatora kutije za punjenje:

velike aksijalne sile

potreba za periodičnim održavanjem žlijezda (što zahtijeva zaustavljanje cjevovoda),

mogućnost prolaska (curenja) medija kroz kutiju za punjenje,

· mogućnost zaglavljivanja kutije za punjenje, što dovodi do loma bilo kojeg dijela cjevovoda.

Do zalijepljenja kutije za punjenje može doći zbog nepreciznog polaganja cjevovoda u pravoj liniji, slijeganja jednog od nosača tokom rada, zakrivljenosti uzdužne ose cjevovoda pod utjecajem temperaturnih promjena u ogranku, korozije kliznih površina i taloženje kamenca ili rđe na njima.

Zbog gore navedenih nedostataka, dilatacije kutije za punjenje na cjevovodima opće namjene koriste se izuzetno rijetko (na primjer, na toplovodima u skučenim gradskim uvjetima). Koriste se na cevovodima od materijala kao što su: liveno gvožđe (ferosilid i antihlor), staklo i porculan, faolit. Ovi materijali, zbog svojih svojstava, zahtevaju polaganje na krute podloge, što može da obezbedi Dobar posao kompenzatora žlijezda i zbog svoje krhkosti isključuju mogućnost korištenja samokompenzacije. Kompenzatori žlijezde ugrađeni na cjevovode od ovih materijala izrađeni su od materijala otpornih na koroziju, što eliminira rđanje trljajućih površina od zaglavljivanja.

Svi ostali cjevovodi za koje je potrebna kompenzacija za termička izduženja preporučuje se da budu samokompenzirajući ili, ako je moguće, da budu opremljeni kompenzatorima od savijene cijevi. O njima u nastavku.

Kompenzatori savijeni od cijevi. Kompenzatori ovog tipa u uslovima preduzeća i na magistralnim cevovodima su najčešći. Savijeni dilatacioni spojevi izrađuju se od čeličnih, bakrenih, aluminijumskih i vinil plastičnih cevi.

a b
Rice. 5.11 - Savijeni dilatacijski spojevi a - U-oblika; b - u obliku slova S

U zavisnosti od načina proizvodnje razlikuju se kompenzatori: glatki (sl. 5.10, a), presavijeni (sl. 5.10, b), talasasti (sl. 5.10, c) i zavisno od konfiguracije - u obliku lire (sl. 5.10 ), P-oblika (Sl. 5.11, a) i S-oblika (Sl. 5.11, b).

Pojam "presavijeni" odnosi se na dilatacijski spoj čija se zakrivljenost postiže stvaranjem nabora na unutrašnjoj površini krivina, a izraz "valoviti" odnosi se na dilatacijski spoj koji ima valove na zakrivljenim dijelovima u cijeloj površini. dio cijevi. Glavna razlika između ovih kompenzatora leži u njihovom kompenzacijskom kapacitetu i hidrauličkom otporu. Ako kompenzacijski kapacitet glatkog kompenzatora uzmemo kao jedan, tada će, pod svim ostalim jednakim uvjetima, kompenzacijski kapacitet presavijenog kompenzatora biti oko 3, a valovitog oko 5-6. Istovremeno, hidraulički otpor ovih uređaja je minimalan za glatki kompenzator, a maksimum za valoviti kompenzator.

Nedostaci savijenih dilatacijskih spojeva svih vrsta bez izuzetka uključuju:

Značajne dimenzije koje otežavaju upotrebu ovih kompenzatora u uskim prostorima;

Relativno visok hidraulički otpor;

pojava pojava zamora u materijalu kompenzatora tokom vremena.

Osim toga, savijeni dilatacijski spojevi imaju sljedeće prednosti:

značajan kompenzacijski kapacitet (obično do 400 mm);

· mala količina aksijalnih sila koje opterećuju fiksne nosače cjevovoda;

Lakoća proizvodnje na mjestu ugradnje;

nezahtjevan u odnosu na ravnost cjevovoda i pojavu izobličenja u njemu tokom rada;

Jednostavna upotreba (ne zahtijeva održavanje).

Bilo koji materijal: čvrst, tečan, gasovit, u skladu sa zakonima fizike, mijenja svoj volumen proporcionalno promjeni temperature. Za objekte čija dužina znatno premašuje širinu i dubinu, na primjer, cijevi, glavni pokazatelj je uzdužno širenje duž osi - toplinsko (temperaturno) izduženje. Ova pojava se nužno mora uzeti u obzir prilikom izvođenja određenih inženjerskih radova.

Na primjer, tokom vožnje vlakom čuje se karakteristično lupkanje zbog termičkih spojeva šina (slika 1), ili pri polaganju dalekovoda žice se montiraju tako da ulegnu između oslonaca (slika 2).

sl.4

Ista stvar se dešava u inženjerskim vodovodima. Pod uticajem temperaturnih izduženja, kada se koriste materijali koji ne odgovaraju kućištu i odsustvo mera za termičku kompenzaciju u sistemu, cevi se savijaju (slika 4 desno), sile na elemente za pričvršćivanje se povećavaju. fiksni nosači i na instalacijskim elementima, što smanjuje trajnost sistema u cjelini, au ekstremnim slučajevima može dovesti do nesreće.

Povećanje dužine cjevovoda izračunava se po formuli:

ΔL - povećanje dužine elementa [m]

α - koeficijent toplinskog širenja materijala

lo - početna dužina elementa [m]

T2 - konačna temperatura [K]

T1 - početna temperatura [K]

Kompenzacija toplotnih ekspanzija za cjevovode inženjerskih sistema provodi se uglavnom na tri načina:

  • prirodna kompenzacija promjenom smjera trase cjevovoda;
  • korištenje kompenzacijskih elemenata koji mogu ugasiti linearno širenje cijevi (kompenzatori);
  • zatezanje cijevi ( ovu metodu prilično opasno i treba ga koristiti s velikim oprezom).

sl.5


Prirodna kompenzacija se uglavnom koristi za “skrivenu” metodu ugradnje i predstavlja polaganje cijevi proizvoljnim lukovima (slika 5). Ova metoda je pogodna za plastične cijevi male krutosti, kao što su cjevovodi KAN-therm Push sistema: PE-X ili PE-RT. Ovaj zahtjev je naveden u SP 41-09-2005(Dizajn i montaža interni sistemi vodosnabdijevanje i grijanje zgrada korištenjem cijevi od "poprečnog" polietilena) u klauzuli 4.1.11. U slučaju polaganja PE-S cijevi u podnu konstrukciju, istezanje u pravoj liniji nije dozvoljeno, ali ih treba položiti u lukovima male zakrivljenosti (zmija) (... )

Takvo polaganje ima smisla kod postavljanja cjevovoda po principu “cijev u cijev”, tj. u valovitoj cijevi ili u toplotna izolacija cijevi, što je navedeno ne samo u SP 41-09-2005, već iu SP 60.13330-2012 (Grijanje, ventilacija i klimatizacija) u klauzuli 6.3.3 ... Polaganje cjevovoda od polimernih cijevi treba osigurati skriveno: u pod (u valovitoj cijevi)…

Toplinsko izduženje cjevovoda nadoknađuje se šupljinama u zaštitnom valovite cijevi ili toplotnu izolaciju.

Prilikom izvođenja kompenzacije ove vrste, treba obratiti pažnju na ispravnost armature. Prekomjerno naprezanje zbog savijanja cijevi može dovesti do pucanja T-a (sl. 6). Da bi se to izbjeglo, promjena smjera trase cjevovoda treba se dogoditi na udaljenosti od najmanje 10 vanjskih promjera od mlaznice fitinga, a cijev pored fitinga treba biti čvrsto pričvršćena, što zauzvrat minimizira učinak opterećenja savijanjem na mlaznice za pričvršćivanje.

sl.6

Druga vrsta prirodne temperaturne kompenzacije je takozvano "tvrdo" pričvršćivanje cjevovoda. To je raščlanjivanje cjevovoda na ograničene dijelove temperaturne kompenzacije na način da minimalno povećanje cijevi ne utječe značajno na linearnost njenog polaganja, a prekomjerni naponi idu u napore da se učvrste točke fiksnih oslonaca (sl. 7).

sl.7

Ova vrsta kompenzacije djeluje na izvijanje. Da bi se cjevovodi zaštitili od oštećenja, potrebno je podijeliti cjevovod fiksnim potpornim točkama na kompenzacijske dijelove ne veće od 5 m. Treba napomenuti da kod takvog polaganja, ne samo težina opreme, već i naprezanja od termičkog istezanja utiču na pričvršćivanje cevovoda. To dovodi do potrebe da se svaki put izračuna maksimalno dopušteno opterećenje na svakom od nosača.

Sile koje proizlaze iz termičkih izduženja i djeluju na fiksne potporne točke izračunavaju se pomoću sljedeće formule:

DZ- vanjski prečnik cjevovod [mm]

s - debljina stijenke cjevovoda [mm]

α - koeficijent termičkog izduženja cijevi

E - modul elastičnosti (Youngov) materijala cijevi [N/mm]

ΔT - promjena (povećanje) temperature [K]

Osim toga, vlastita težina segmenta cjevovoda ispunjenog rashladnom tečnošću također djeluje na fiksnu tačku potpore. U praksi je glavni problem što nijedan proizvođač zatvarača ne daje podatke o granici dozvoljena opterećenja na njihovim zatvaračima.

Prirodni kompenzatori za termičko izduženje su G, P, Z-oblik dilatacije. Ovo rješenje se koristi na mjestima gdje je moguće preusmjeriti slobodne termičke produžetke cjevovoda u drugu ravan (slika 8).

sl.8

Veličina ekspanzijske ruke za kompenzatore tipa "G", "P" i "Z" određuje se ovisno o dobivenom toplinskom izduženju, vrsti materijala i prečniku cjevovoda. Obračun se vrši prema formuli:

[m]

K - konstanta materijala cijevi

Dz - vanjski prečnik cjevovoda [m]

ΔL - termičko izduženje dijela cjevovoda [m]

Konstanta materijala K povezana je sa naprezanjima koja može izdržati dati tip materijala cjevovoda. Za pojedinačne KAN-therm sisteme, vrijednosti konstante materijala K su date u nastavku:

Gurnite platinu K = 33

Kompenzacijski krak kompenzatora tipa "G":

A - dužina kompenzacionog kraka

L - početna dužina dijela cjevovoda

ΔL - izduženje dijela cjevovoda

PP - mobilna podrška

A - dužina kompenzacionog kraka

PS - tačka fiksnog oslonca (fiksne fiksacije) cjevovoda

S - širina kompenzatora

Za izračunavanje kompenzacijskog ramena A potrebno je uzeti veću od vrijednosti L1 i L2 kao ekvivalentnu dužinu Le. Širina S mora biti S = A/2, ali ne manja od 150 mm.

A - dužina kompenzacionog kraka

L1, L2 - početna dužina segmenata

ΔLx - izduženje dijela cjevovoda

PS - tačka fiksnog oslonca (fiksne fiksacije) cjevovoda

Za izračunavanje kompenzacionog ramena potrebno je uzeti zbir dužina segmenata L1 i L2 kao ekvivalentnu dužinu Le: Le = L1 + L2.

sl.9


Pored geometrijskih temperaturnih kompenzatora, postoji veliki broj dizajnerskih rješenja za ovu vrstu elemenata:

  • mehovi dilatacioni spojevi,
  • elastomerni dilatacijski spojevi,
  • kompenzatori tkiva,
  • kompenzatori petlje.

S obzirom na relativno visoka cijena neke opcije, takve dilatacije se najčešće koriste na mjestima gdje je prostor ograničen ili tehničke mogućnosti geometrijske dilatacije ili prirodna kompenzacija. Ovi dilatacijski spojevi imaju ograničen vijek trajanja izračunat u radnim ciklusima od potpunog širenja do potpunog skupljanja. Iz tog razloga, za opremu koja radi ciklički ili sa promjenjivim parametrima, teško je odrediti konačno vrijeme rada uređaja.

Dilatacijski spojevi mehova koriste elastičnost materijala mehova za kompenzaciju termičkih izduženja. Mjehovi se često prave od od nerđajućeg čelika. Ovaj dizajn određuje vijek trajanja elementa - otprilike 1000 ciklusa.

Vijek trajanja aksijalnih dilatacijskih spojeva tipa mehova značajno se smanjuje u slučaju neusklađenosti dilatacije. Ova funkcija zahtijeva visoka preciznost njihova ugradnja, kao i njihovo pravilno pričvršćivanje:

  • moguće je montirati najviše jedan kompenzator u području temperaturne kompenzacije između 2 susjedne tačke fiksnih nosača;
  • Pomični oslonci moraju u potpunosti okruživati ​​cijevi i ne stvarati veliki kompenzacijski otpor. Maksimalna veličina zazor ne veći od 1 mm;
  • aksijalni kompenzator preporučuje se, radi veće stabilnosti, ugraditi na udaljenosti od 4Dn od jednog od fiksnih nosača;

    • Ako imate pitanja o temperaturna kompenzacija cjevovoda KAN-therm sistema, možete kontaktirati .

    12.1. Jedan od uslova za održavanje čvrstoće i pouzdanog rada cjevovoda je potpuna kompenzacija temperaturnih deformacija.

    Temperaturne deformacije se kompenziraju zavojima i krivinama trase cjevovoda. Ako se nije moguće ograničiti na samokompenzaciju (na primjer, u potpuno ravnim dijelovima velike dužine), na cjevovode se ugrađuju spojnice u obliku slova U, leće ili valovite dilatacije.

    12.2. Na procesnim cevovodima koji transportuju medije grupa A i B nije dozvoljena upotreba kompenzatora za punjenje.

    12.3. Prilikom izračunavanja samokompenzacije cjevovoda i projektnih dimenzija posebnih kompenzacijskih uređaja može se preporučiti sljedeća literatura:

    Dizajnerski priručnik. Projektovanje toplotnih mreža. M.: Stroyizdat, 1965. 396 str.

    Referenca za dizajn elektrane i mreže. Odjeljak IX. Mehanički proračuni cjevovoda. M.: Teploelektroproekt, 1972. 56 str.

    Valoviti kompenzatori, njihov proračun i primjena. M.: VNIIOENG, 1965. 32 str.

    Smjernice za projektovanje fiksnih cjevovoda. Problem. II. Proračuni čvrstoće cjevovoda uzimajući u obzir kompenzacijske napone, br. 27477-T. Svesavezni državni projektni institut "Teploproekt", Lenjingradski ogranak, 1965. 116 str.

    12.4. Toplinsko izduženje dijela cjevovoda određuje se formulom:

    gdje je  l- termičko izduženje dijela cjevovoda, mm; - prosječni koeficijent linearne ekspanzije, uzet prema tab. osamnaest zavisno od temperature; l- dužina dionice cjevovoda, m; t m - Maksimalna temperatura okolina, °S; t n - projektovana temperatura spoljni vazduh najhladnijeg petodnevnog perioda, °S; (za cjevovode sa negativna temperatura okruženja t n- maksimalna temperatura okolnog vazduha, °C; t m - minimalna temperatura okolina, °S).

    12.5. Kompenzatori u obliku slova U mogu se koristiti za tehnološke cjevovode svih kategorija. Izrađuju se ili savijene od čvrstih cijevi, ili pomoću savijenih, oštro savijenih ili zavarenih krivina; vanjski prečnik, klasa čelika cijevi i krivine uzimaju se kao i za ravne dijelove cjevovoda.

    12.6. Za kompenzatore u obliku slova U, savijene krivine treba koristiti samo od bešavnih, a zavarene - od bešavnih i zavarene cijevi. Zavareni zavoji za proizvodnju dilatacijskih spojeva u obliku slova U dopušteni su u skladu s uputama tačka 10.12.

    12.7. Koristite vodovodne cijevi GOST 3262-75 za proizvodnju dilatacijskih spojeva u obliku slova U nije dozvoljeno, a električno zavareni spiralnim šavom, navedenim u tab. 5, preporučuju se samo za ravne dijelove dilatacijskih fuga.

    12.8. Dilatacijske spojnice u obliku slova U moraju se postaviti vodoravno sa potrebnim ukupnim nagibom. Izuzetno (sa ograničenim prostorom), mogu se postaviti okomito sa petljom prema gore ili dolje uz odgovarajuću drenažni uređaj na najnižoj tački i otvorima za ventilaciju.

    12.9. Kompenzatori u obliku slova U prije ugradnje moraju se postaviti na cjevovode zajedno sa odstojnicima, koji se uklanjaju nakon pričvršćivanja cjevovoda na fiksne nosače.

    12.10. Kompenzatori sočiva, aksijalni, proizvedeni prema OST 34-42-309-76 - OST 34-42-312-76 i OST 34-42-325-77 - OST 34-42-328-77, kao i zglobni kompenzatori sočiva , proizveden prema OST 34-42-313-76 - OST 34-42-316-76 i OST 34-42-329-77 - OST 34-42-332-77 se koriste za procesne cevovode koji transportuju neagresivne i niske -agresivni mediji pod pritiskom R at do 1,6 MPa (16 kgf / cm 2), temperature do 350 °C i zagarantovani broj ponavljajućih ciklusa ne više od 3000. Kompenzacioni kapacitet kompenzatora sočiva dat je u tab. devetnaest.

    12.11. Prilikom ugradnje kompenzatora sočiva na horizontalne plinovode s kondenzirajućim plinovima, za svako sočivo mora biti osiguran odvod kondenzata. spigot for drenažna cijev izrađene od bešavnih cijevi GOST 8732-78 ili GOST 8734-75. Prilikom ugradnje kompenzatora sočiva s unutarnjom čahurom na horizontalne cjevovode, sa svake strane kompenzatora moraju biti predviđeni nosači za vođenje.

    12.12. Za povećanje kompenzacijske sposobnosti dilatacijskih spojeva dopušteno je njihovo prethodno rastezanje (stiskanje). Vrijednost prethodnog rastezanja je navedena u projektu, a u nedostatku podataka može se uzeti kao ne više od 50% kompenzacijskog kapaciteta dilatacijskih spojeva.

    12.13. Budući da temperatura okolnog vazduha tokom perioda ugradnje najčešće premašuje najnižu temperaturu cevovoda, potrebno je predekspanzije dilatacionih spojeva smanjiti za  popr, mm, što je određeno formulom:

    Gdje - koeficijent linearne ekspanzije cjevovoda, uzet prema tab. osamnaest; L 0 - dužina dijela cjevovoda, m; t mont- temperatura tokom ugradnje, °S; t min - minimalna temperatura tokom rada cjevovoda, °C.

    12.14. Granice za upotrebu kompenzatora sočiva za radni pritisak, u zavisnosti od temperature transportovanog medija, postavljaju se prema GOST 356-80; granice njihove primjene prema cikličnosti su navedene u nastavku:


    Ukupan broj ciklusi rada kompenzatora za period rada

    Kompenzacijska sposobnost sočiva sa debljinom stijenke, mm

    2,5
    3,0
    4,0

    300
    5,0
    4,0
    3,0

    500
    4,0
    3,5
    2,5

    1000
    4,0
    3,5
    2,5

    2000
    2,8
    2,5
    2,0

    3000
    2,8
    2,2
    1,6

    12.15. Prilikom ugradnje zglobnih kompenzatora, os šarki mora biti okomita na ravninu savijanja cjevovoda.

    Prilikom zavarivanja spojeva zglobnog kompenzatora, maksimalna odstupanja od poravnanja ne smiju prelaziti za uslovni prolaz: do 500 mm - 2 mm; od 500 do 1400 mm - 3 mm; od 1400 do 2200 mm - 4 mm.

    Asimetrija osa šarki u odnosu na vertikalnu ravan simetrije (duž ose cevovoda) ne bi trebalo da bude veća od nominalnog prečnika: do 500 mm - 2 mm; od 500 do 1400 mm - 3 mm; od 1400 do 2200 mm - 5 mm.

    12.16. Kvaliteta kompenzatora sočiva koji se postavljaju na procesne cjevovode mora biti potvrđena pasošima ili certifikatima.

    12.17. Mehovi aksijalni dilatacioni spojevi KO, ugaoni KU, smicajni KS i univerzalni KM u skladu sa OST 26-02-2079-83 koriste se za procesne cevovode sa uslovnim otvorom D y od 150 do 400 mm pri pritisku od preostalog 0,00067 MPa (5 mm Hg) do uslovnog R at 6,3 MPa (63 kgf / cm 2), at Radna temperatura od - 70 do + 700 °S.

    12.18. Izbor tipa kompenzatora balona, ​​šema njegove ugradnje i uslovi za njegovu upotrebu moraju biti dogovoreni sa autorom projekta ili sa VNIIneftemash-om.

    Date su varijante materijalne izvedbe mehovih dilatacija tab. 20, i njihov tehničke specifikacije- u tab. 21 - 30.

    12.19. Kompenzatori sa mehovima moraju se montirati u skladu sa uputstvima za ugradnju i upotrebu koja su uključena u obim isporuke dilatacionih spojeva.

    12.20. U skladu sa OST 26-02-2079-83 prosečan rok radni vek kompenzatora mehova pre stavljanja iz pogona - 10 godina, prosečan vek pre stavljanja iz pogona - 1000 ciklusa za kompenzatore KO-2 i KS-2 i 2000 - za kompenzatore drugih tipova.

    Prosječni vijek trajanja do otpisa kompenzatora KS-1 sa vibracijom amplitude 0,2 mm i frekvencijom koja ne prelazi 50 Hz je 10.000 sati.

    Bilješka. Radni ciklus kompenzatora podrazumijeva se kao „start-stop“ cjevovoda za popravku, snimanje, rekonstrukciju itd., kao i svaka fluktuacija temperaturni režim rad cjevovoda, preko 30 °C.

    12.21. At radovi na popravci u dijelovima cjevovoda s kompenzatorima potrebno je isključiti: opterećenja koja dovode do uvrtanja kompenzatora, prodora varnica i prskanja na mijeh kompenzatora kada radovi zavarivanja, mehaničko oštećenje mijehovi.

    12.22. Prilikom izvođenja 500 ciklusa za dilatacije KO-2 i KS-2 i 1000 ciklusa za mehove dilatacije drugih tipova potrebno je:

    kada radite u požarno eksplozivnim i toksičnim okruženjima, zamijenite ih novima;

    kada radi u drugim medijima, tehnički nadzor preduzeća odlučuje o mogućnosti njihovog daljeg rada.

    12.23. Prilikom ugradnje kompenzatora, sljedeći podaci se unose u pasoš cjevovoda:

    tehničke karakteristike, proizvođač i godina proizvodnje kompenzatora;

    razmak između fiksnih oslonaca, potrebna kompenzacija, prethodno istezanje;

    temperatura okoline tokom ugradnje kompenzatora i datum.

    Cijevi i njihovi priključci.

    Tehnologija transporta toplote postavlja sledeće osnovne zahteve za cevi koje se koriste za toplovode:

    Dovoljna mehanička čvrstoća i nepropusnost pri postojećim pritiscima rashladne tečnosti;

    elastičnost i otpornost na termička naprezanja pod naizmjeničnim termalni način rada;

    postojanost mehaničkih svojstava;

    otpornost na vanjsku i unutrašnju koroziju;

    mala hrapavost unutrašnje površine;

    odsustvo erozije unutrašnjih površina;

    · mali koeficijent temperaturnih deformacija;

    visoka svojstva toplinske izolacije zidova cijevi;

    Jednostavnost, pouzdanost i nepropusnost veze pojedinačni elementi;

    Jednostavnost skladištenja, transporta i ugradnje.

    Sve do sada poznate vrste cijevi ne zadovoljavaju istovremeno sve navedene zahtjeve. Konkretno, čelične cijevi koje se koriste za transport pare i vruća voda. Međutim, visoka mehanička svojstva i elastičnost čeličnih cijevi, kao i jednostavnost, pouzdanost i nepropusnost spojeva (zavarivanja) osigurali su skoro stopostotnu upotrebu ovih cijevi u sistemima daljinskog grijanja.

    Glavne vrste čeličnih cijevi koje se koriste za mreže grijanja:

    Prečnik do 400 mm uključujući - bešavni, toplo valjani;

    Prečnika iznad 400 mm - električno zavareno uzdužnim šavom i električno zavareno spiralnim šavom.

    Cjevovodi toplinskih mreža međusobno su povezani električnim ili plinskim zavarivanjem. Za mreže za grijanje vode prednost se daje čeličnim razredima St2sp i St3sp.

    Shema cjevovoda, postavljanje nosača i kompenzacijskih uređaja moraju se odabrati tako da ukupni napon od svih istovremeno djelujućih opterećenja u bilo kojem dijelu cjevovoda ne prelazi dozvoljeni. Većina slaba tačkačelični cjevovodi, duž kojih treba izvršiti ispitivanje naprezanja, su zavareni spojevi.

    Podržava.

    Nosači su kritični dijelovi toplotnog cjevovoda. Oni opažaju sile iz cjevovoda i prenose ih na nosive konstrukcije ili tlo. Prilikom izgradnje toplovoda koriste se dvije vrste nosača: slobodni i fiksni.



    Besplatne podrške uočiti težinu cjevovoda i osigurati njegovo slobodno kretanje tijekom temperaturnih deformacija. Fiksni nosači fiksiraju položaj cjevovoda u određenim tačkama i percipiraju sile koje nastaju na mjestima fiksacije pod utjecajem temperaturnih deformacija i unutrašnjeg pritiska.

    Kod polaganja bez kanala obično odbijaju ugraditi slobodne nosače ispod cjevovoda kako bi izbjegli neravnomjerno slijetanje i dodatna naprezanja savijanja. U ovim toplovodima cijevi se polažu na netaknutu zemlju ili pažljivo zbijeni sloj pijeska. Prilikom proračuna naprezanja i deformacija savijanja, cjevovod koji leži na slobodnim nosačima smatra se višerasponskom gredom.

    Prema principu rada, slobodni nosači se dijele na klizne, valjkaste, valjkaste i viseće.

    Prilikom odabira vrste nosača, ne treba se voditi samo vrijednošću izračunatih sila, već i uzeti u obzir rad nosača u radnim uvjetima. S povećanjem promjera cjevovoda, sile trenja na nosačima naglo se povećavaju.

    Rice. A Klizna potpora: 1 - toplotna izolacija; 2 - noseći polucilindar; 3 - čelični nosač; 4 - betonski kamen; 5 - cementno-pješčani malter

    Slika B Nosač valjka. Slika B Nosač valjka. Slika D Nosač suspenzije.

    U nekim slučajevima, kada se zbog uslova postavljanja cjevovoda u odnosu na noseće konstrukcije ne mogu postaviti klizni i kotrljajući nosači, koriste se viseći nosači. Nedostatak jednostavnih nosača za vješanje je deformacija cijevi zbog različitih amplituda suspenzija koje se nalaze na različitim udaljenostima od fiksnog nosača, zbog različitih uglova rotacije. Kako se udaljenost od fiksnog nosača povećava, temperaturna deformacija cjevovoda i kut rotacije vješalica se povećavaju.

    Kompenzacija temperaturnih deformacija.

    Kompenzacija temperaturnih deformacija vrši se posebnim uređajima - kompenzatorima.

    Prema principu rada, kompenzatori se dijele na radijalne i aksijalne.

    Radijalni dilatacioni spojevi omogućavaju kretanje cjevovoda u aksijalnom i radijalnom smjeru. Kod radijalne kompenzacije, toplinska deformacija cjevovoda se percipira zbog savijanja elastičnih umetaka ili pojedinih dijelova samog cjevovoda.

    Slika Kompenzatori. a) u obliku slova U; b) u obliku slova Ω c) u obliku slova S.

    Prednosti - jednostavnost uređaja, pouzdanost, rasterećenje fiksnih nosača od sila unutrašnjeg pritiska. Nedostatak je poprečno pomicanje deformabilnih dijelova. To zahtijeva povećanje poprečnog presjeka neprohodnih kanala i otežava korištenje izolacije zasipanja i polaganje bez kanala.

    Aksijalni dilatacijski spojevi dopustiti kretanje cjevovoda samo u smjeru osi. Pokretnog su tipa - plovnica i elastična - sočiva (mijeh).

    Dilatacijski spojevi sočiva se postavljaju na cjevovode niskog pritiska - do 0,5 MPa.

    Rice. Kompenzator. a) jednostrana žlijezda: b) trotalasni kompenzator sočiva

    1 - staklo; 2 - tijelo; 3 - punjenje; 4 - potisni prsten; 5 - grundbuksa.

Podijeli: