сильфонный компенсатор для тепловых сетей что это простыми словами
Сильфонные компенсаторы для тепловых сетей
Сильфонные компенсаторы применяют в самых разных сферах, они установлены на промышленных объектах и трубопроводах коммунальных систем. Сильфонные компенсаторы для тепловых сетей позволяют подать в наши дома горячую воду, подвести отопление. В настоящее время для подобных трубопроводов применяются как простые осевые компенсаторы (КСО, 2КСО), так и специальные сильфонные компенсирующие устройства (СКУ, 2 СКУ). Сильфонные компенсаторы пришли на смену морально устаревшим линзовым и сальниковым устройствам.
Трубопроводы тепловых сетей работают с горячим теплоносителем, они разработаны таким образом, что во время подачи горячей среды трубы нагреваются и удлиняются, а после остывают и укорачиваются. Важным звеном такого трубопровода являются компенсаторы, которые нивелируют эту деформацию, не давая системе оказывать нагрузку на другие узлы.
Осевые компенсаторы
В основном в тепловых сетях применяются самые простые осевые сильфонные компенсаторы, состоящие из сильфона и патрубков под приварку. Сильфон изготавливается из нержавейки, а патрубки из обычных сплавов. Такие устройства могут быть вмонтированы в любую теплосеть, место ее прокладки значения не имеет, достаточно соблюсти технические требования к установке изделий.
Если вам необходимо смонтировать сильфонный компенсатор в подземный канальный теплопровод, то достаточно выбрать прямой участок системы и установить его между двух, неподвижных опор. Следующий компенсатор, если необходимо, можно разместить уже за следующими опорами.
Опоры предотвращают деформации других видов и помогают компенсатору работать правильно и системно. Обычно, при проектировании тепловой сети, уже закладываются специальные места для опор, компенсаторов и прочей трубопроводной арматуры. Все что нужно сделать, правильно установить изделие на трубопровод. Нарушения во время монтажа и эксплуатации изделия, могут привести к его быстрому выходу из строя.
Выход из строя сильфонного компенсатора раньше окончания его срока эксплуатации, достаточно редкое явление, обычно ставшее следствием нарушений норм и правил работы с ним.
Как видите, факторов риска очень много, поэтому любые действия с сильфонными компенсаторами для тепловых сетей, да и другими изделиями трубопроводной арматуры, нужно согласовывать с техническими службами.
Компенсирующие устройства
В настоящее время все большую популярность набирают сильфонные компенсационные устройства с теплоизоляцией (минеральной ППМ, пенополиуретановой ППУ), скрывающиеся за аббревиатурой СКУ. Эти компенсаторы не так требовательные к опорам трубопровода, поскольку в их конструкцию уже предусмотрена защита сильфонов от ненужных деформаций, они просты и удобны в монтаже и эксплуатации.
Современная конструкция позволяет использовать компенсаторы СКУ.ППУ, СКУ.ППМ на тепловых сетях и трубопроводах. При этом они становятся частью всей трубопроводной системы, выполняя свою работу и не давая теплоносителю потерять энергию и тепло.
Другие компенсаторы
Одной из разновидностей сильфонных компенсаторов, которые применяются на теплотрассах, являются стартовые устройства, которые используются при запуске трубопроводной системы. Стартовый компенсатор позволяет тепловой сети выйти на нормальный режим работы. Во время подачи теплоносителя в систему, трубы начинают удлиняться, а компенсатор при этом сужается. Он срабатывает всего один раз, после чего его заваривают и он становится обычным участком трубы.
Кроме стартовых, на определенных участках трубопровода могут применяться и другие виды сильфонных компенсаторов. Например, на изогнутых трубах ставят поворотные или угловые компенсаторы, на длинных участках прямого трубопровода монтируют сдвиговые компенсаторы.
Более подробную информацию о работе сильфонных компенсаторов на трубопроводах тепловых сетей, можно узнать у непосредственных производителей трубопроводной арматуры во время заказа соответствующей продукции.
Компенсаторы для трубопроводов отопления и водоснабжения: их виды, назначение и установка
Компенсатор — это устройство предназначенное компенсировать температурные расширения, вибрационные воздействия, перепады давления, смещения. Позволяет избежать, стабилизировать или свести к минимуму нежеланные последствия, возникающие в результате действия этих факторов. Применяется в магистральных трубопроводах различного назначения.
Одним из способов решения этой задачи стали компенсаторы для трубопроводов отопления. Такие компенсаторы применяются не только на магистральных трубах и распределительных сетях, но и внутри домовых тепловых (и не только) разводках.
Виды компенсаторов
Конструктивно такие приспособления бывают следующих видов:
Уже было сказано, что эти устройства отличаются высокой возможностью компенсирования, и она увеличивается пропорционально увеличению объема сети.
Важно! Сальниковый вид механизмов отлично выдерживает температурный режим, но их не разрешают применять в сеть, где проходит агрессивная химическая среда. Дело в том, что их набивка плохо противостоит такому влиянию. В таких условиях рекомендуют применение сильфонных или резиновых видов.
Установка компенсирующих систем весьма желательна на трубопроводах систем отопления и разводках горячего водоснабжения внутридомовых тепловых сетей частного дома.
Установка компенсаторов обязательна независимо от материала трубопровода;
Кроме основной функции гашения вибраций успешно работает при тепловых деформациях трубопроводов для отопления, а также в случае возникновения радиальных смещений и угловых деформаций.
Компенсатор сильфонный: эффективное приспособление для компенсации теплового расширения труб
Компенсатор сильфонный — это приспособление в виде гибкого вставочного элемента, которое применяется в различных трубопроводных конструкциях. Это изделие выполняет очень важную функцию — компенсацию изменения длины участков той или иной коммуникации. Изменение длины труб происходит, как правило, из-за температурных воздействий или вследствие установочных работ.
Во всех типах трубопроводов, в которых есть риск теплового расширения, устанавливаются компенсаторы
Сильфонные компенсаторы — что это такое?
На сегодняшний день сильфонные компенсаторы эксплуатируются в различных областях человеческой деятельности. Среди основных таких отраслей можно отметить:
Такие приспособления являются очень важными комплектующими элементами различных коммуникаций и используются практически везде, где необходимо компенсировать температурное расширение трубопровода. Наименьшим коэффициентом температурного расширения обладают стальные трубы, а наибольшим — полиэтиленовые изделия. Компенсатор для полиэтиленовых труб является необходимой мерой для исключения деформации. Стоит отметить, что сильфонные компенсаторы для полиэтиленовых труб стыкуются с коммуникацией посредством фланцев. Помимо основной своей задачи, сильфонные компенсаторы выполняют ещё несколько важных функций:
Полезная информация! Также сильфонные компенсаторы могут выступать в качестве переходного соединительного элемента. В таком случае с их помощью производится стыковка труб с разными показателями сечения.
Сильфонные компенсаторы — универсальные устройства и могут выполнять несколько функций одновременно
Технология изготовления сильфонных компенсаторов
Наиболее важной частью конструкции такого устройства является сильфон. Сильфонная гофрированная трубка изготавливается, как правило, из нержавеющей стали.
Нержавеющая сталь является надёжным материалом, который обладает повышенными прочностными характеристиками, а также следующими преимуществами:
Сам процесс производства сильфонной гофротрубы выполняется в два основных этапа:
Для достижения максимальной гибкости сильфонной трубки, сильфонные стенки выполняются многослойными. Благодаря таким манипуляциям готовый продукт отличается высокой резистентностью к давлению, но при этом остаётся довольно гибким.
Компенсаторы изготавливаются из высокопрочной стали и имеют высокую устойчивость к повышенному давлению
Все вспомогательные части сильфонных компенсаторов изготавливаются из высокопрочной углеродистой стали и отличаются высокими техническими характеристиками.
Принцип действия сильфонного компенсатора
Для того чтобы разобраться в том, как именно действует сильфонный компенсатор, необходимо усвоить один важный момент. Температура транспортируемой среды в коммуникации, как правило, имеет чётко установленный показатель, в то время как температура окружающей среды не может быть стабильной.
Важно! При низких показателях температуры окружающей среды трубопровод, состоящий из металла, сжимается и укорачивается, а при высокой температуре, наоборот, расширяется.
Процессы сжатия и расширения неблагоприятно отражаются на коммуникации. В конечном счёте изменение длины трубопроводной конструкции может привести к утрате необходимых герметизационных показателей в местах стыков труб. Чтобы избежать подобных негативных последствий, используют специальные сильфонные компенсаторы, которые нейтрализуют деформационные воздействия и не дают трубопроводу потерять свои эксплуатационные качества.
Принцип действия этого приспособления основан на том, что все дополнительные усилия, которые появляются при расширении или сужении других участков коммуникации, не передаются дальше по трубопроводу. Эти дополнительные усилия принимает на себя сильфонный компенсатор. Благодаря этому деформация может затронуть только определённые участки и не передаются далее по системе. То же самое можно сказать и про вибрации внутри системы. Такие изделия обладают высокими показателями эластичности. На сегодняшний день производится несколько модификаций сильфонных компенсаторных элементов.
При температурном расширении труб компенсатор принимает всю нагрузку на себя, предотвращая деформацию и разрушение трубопровода
При повышении температуры окружающей среды трубопровод расширяется в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной. Поэтому при монтаже необходимо правильно фиксировать скользящие и статичные участки системы.
Разновидности сильфонных компенсаторов
Сегодня в продаже можно встретить несколько модификаций этого устройства. Нужный тип сильфонного компенсатора подбирается в зависимости от эксплуатационных условий, а именно — типа нагрузки, которую необходимо будет стабилизировать. Рассмотрим основные разновидности сильфонных моделей:
Осевой. Монтируется на прямом участке коммуникации между двумя статичными опорами. Такие опоры могут быть двух типов:
Используется такой компенсатор для стабилизации деформационных воздействий в осевом направлении. Стоит отметить, что такие приварные модели, помимо гибкости, отличаются высокими прочностными характеристиками.
Рассмотрим распространённые ошибки при установке осевого компенсатора под приварку:
Компенсаторы выпускаются с разным типом крепления к трубам, одна из основных моделей — осевая, монтируемая при помощи сварки
Если учитывать все вышеперечисленные правила, то осевой сильфонный (междуопорный) компенсатор прослужит довольно долго, эффективно справляясь с возложенными на него задачами.
Фланцевый. Такая модель является одной из наиболее распространённых. Она эксплуатируется повсюду и отличается тем, что для стыковки с трубой имеет специальные стыковочные элементы — фланцы. КСФ используется для стабилизации нагрузок в осевом направлении.
Полезная информация! Стоит отметить, что такие компенсаторы отличаются отличной термоустойчивостью и могут монтироваться на коммуникации, температура среды которых доходит до 250 °C.
Компенсатор сильфонный осевой фланцевый. Является надёжным изделием, предохраняющим трубы от статических, а также динамических нагрузок. КСФ представляет собой растяжимое соединение, которое стабилизирует термические изменения длины коммуникации.
Угловой. Такие модели применяются для соединения коммуникации на поворотах. Такое соединение может осуществляться под разными углами. Угловые поворотные компенсаторы предназначены для стабилизации усилий, возникающих на поворотах трубопроводной конструкции.
Эти модели, как правило, оснащаются специальным шарнирным элементом, который определяет характер передвижения устройства. Угловая модель может перемещаться только в одной плоскости, исключая осевые перемещения. Благодаря шарнирному элементу сильфон также предохраняется от скручивания.
Карданный. В отличие от предыдущей модели, это устройство может осуществлять передвижение в любой плоскости. Стоит также отметить, что карданная модель оснащена двумя шарнирными деталями. Такая конструкция позволяет ей изгибаться в осевом направлении.
Компенсаторы карданного типа позволяют компенсировать угловые смещения в трубопроводных системах
Сдвиговый. Такой компенсатор монтируется в точках коммуникации, где может возникнуть усилие, которое повлечёт за собой взаимный сдвиг отдельных сегментов трубопроводной конструкции. Одним из самых распространённых вариантов использования такой модели является его установка в точке входа коммуникации в здание. В этом случае при оседании сооружения компенсатор защитит трубу от деформации и предотвратит аварийную ситуацию. Кроме этого, сдвиговое приспособление применяется для стабилизации недочётов, совершённых при прокладке коммуникации. Сдвиговые модели, как правило, обладают двумя сильфонами, поэтому их ещё называют двухсекционными сильфонными компенсаторами.
Компенсатор стартовый сильфонный. По своему конструктивному исполнению причисляется к осевой модели, однако, имеет одно отличие — производится с защитным кожухом, который состоит из двух частей.
Сильфонное компенсирующее устройство (СКУ)
Сильфонный компенсатор СКУ производится из нержавеющей стали и может быть двух видов в зависимости от конструктивных особенностей:
Сильфонные компенсирующие устройства оснащаются специальным защитным футляром, который предохраняет сильфон от механических деформаций, а также способствует соосности устройства.
Такой прибор, как правило, утепляется специальным материалом — пенополиуретаном (ППУ). Изоляция из ППУ является надёжным и современным вариантом утеплителя. А также стоит отметить, что помимо теплоизоляции, СКУ оснащается и гидроизоляцией. Существует два варианта гидроизоляции сильфонного компенсирующего устройства:
Обратите внимание! Модели с гидроизоляцией из оцинковки используются в коммуникациях, прокладываемых открытым способом (на поверхности земли). А компенсаторные устройства с гидроизоляцией из полиэтилена эксплуатируются при закрытом монтаже коммуникаций (под землёй).
Рассмотрим основные преимущества использования СКУ:
При открытом монтаже СКУ в обязательном порядке необходим монтаж защитного короба, который обезопасит компенсатор от доступа посторонних лиц, а также защитит устройство от атмосферных осадков.
Сильфонные компенсаторы
Сильфонный компенсатор – это устройство, предназначенное для компенсации возникающих в процессе эксплуатации трубопроводов деформаций, которая возможна за счет гибкого элемента (сильфона). Деформации неизбежно возникают из-за температурных изменений внутренней и внешней среды трубопровода, из-за внешних факторов, погодных явлений, монтажных работ.
Сильфонные компенсаторы применяются с целью уменьшить пагубное влияние на трубопровод разрушительных сил. Установка такого устройства на трубопроводе значительно продлевает его срок службы.
Классификация компенсаторов
Соответственно одна из градаций сильфонных компенсаторов проводится по принципу работы с каким-то видом деформации трубопровода.
Осевые сильфонные компенсаторы, предназначены для компенсации температурных расширений трубопровода возникающем при движении теплоносителя по нему, за счет движения сильфона в осевом направлении. Применяют осевые компенсаторы в трубопроводных системах большой длины и малой длины, во всех сферах промышленности. Можно с уверенностью сказать, что это самые популярные и часто используемые компенсаторы. Они просты, надежны в работе и не нуждаются в обслуживании.
Угловые сильфонные компенсаторы за счет изгиба оси сильфона по дуге, смещают оси патрубков под углом в одной плоскости. Данные компенсаторы устанавливаются на трубопроводах, которые имеют колена в разных плоскостях. Угловые компенсаторы позваляют стабилизировать работу всей системы, устраняя опасные деформации. 
Сдвиговые сильфонные компенсаторы используют деформацию сильфона, за счет которой появляется возможность смещать патрубки в различных плоскостях при параллельности их осей. Сдвиговые компенсаторы используются на длинных участках трубопроводов, где небольшая несоосность трубы появляется в следствие наличия большого количества элементов, а так же невозможности проведения идеального монтажа.
Существуют так же сильфонные компенсаторы предназначенные для комбинированных видов деформации: сдвигово-осевые, поворотно-осевые, универсальные.
Встречаются и другие виды сильфонных компенсаторов, например, стартовые.
Стартовые сильфонные компенсаторы, предназначены для ввода в эксплуатацию нового трубопровода. Для компенсации температурных деформаций при заполнении теплоносителем труб в процессе ввода трубопроводной сети в эксплуатацию. Стартовые компенсаторы срабатывают всего один раз, после чего становятся элементом трубы.
Основным элементом стартового компенсатора является сильфон, установленный внутри двух защитных кожухов. При поступлении горячего теплоносителя в трубу, сильфон сжимается, компенсируя деформацию системы. Полностью сработав, сильфонный компенсатор исключается из сети, для чего его кожухи свариваются между собой. По своему виду стартовый сильфонный компенсатор напоминает обычный осевой, самый простой КСО. Однако в осевом компенсаторе заложен куда больший запас хода.
Встречаются и другие виды сильфонных устройств:
Устройство
Технические характеристики
Для того чтобы понять какой тип конструкции необходим, инженеры проводят расчет компенсатора, в котором учитывают все требования предъявляемые к нему. 
Эскиз сильфонного компенсационного устройства (СКУ) с тепловой изоляцией из пенополиуретана (ППУ)
По эскизам разрабатывается техническая документация, которая выпускается к каждому устройству.
Применение
Используются сильфонные компенсаторы во многом благодаря своему преимуществу в герметичности и температуростойкости перед другими компенсаторами (сальниковыми, линзовыми, резиновыми, тканевыми). К тому же металлический сильфон работает надежнее и имеет большой запас хода.
Важным достоинством сильфонных компенсаторов является метод их установки, их возможно установить в любом месте трубопровода, независимо от способа его прокладки, и без необходимости строительства специальных камер.
В настоящее время большое количество заводов сосредоточено на изготовлении подобных устройств, поэтому на сильфонном рынке всегда достаточно предложений.
Мир инженера
информация для инженеров и проектировщиков
Сильфонный компенсатор
Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. В этой статье поговорим, про сильфонный компенсатор, узнаем, что же такое сильфонный компенсатор для стальных труб, выполним расчет сильфонного компенсатора и много другое. Сильфонный компенсатор (СК) – устройство, состоящее из сильфона (сильфонов) и арматуры, способное поглощать или уравновешивать относительные движения определенной величины и частоты, возникающие в герметично соединяемых конструкциях и проводить в этих условиях пар, жидкости и газы [ГОСТ 25756-83, термин 1].
Компенсатор сильфонный осевой неразгруженный допускается применять на прямолинейных участках для компенсации тепловых удлинений трубопроводов тепловых сетей при любых способах прокладки, а также на трубопроводах насосных станций, на водонагревательных установках, в тепловых пунктах потребителей и других сооружениях тепловых сетей.
Производители сильфонных компенсаторов в России выпускают огромное множество различных типов и видов сильфонных компенсаторов, но самое основное производство сильфонных компенсаторов в России это в г. Санкт-Петербург. Основным документом является “Руководящий документ РД-3-ВЭП по применению осевых сильфонных компенсаторов, сильфонных компенсационных устройств, стартовых сильфонных компенсаторов при проектировании, строительстве и эксплуатации трубопроводов тепловых сетей, систем горячего водоснабжения и паропроводов (5-ая редакция 2019 года)“. Данный документ содержит рекомендации по применению серийных компенсаторов АО «НПП Компенсатор» по техническим условиям ИЯНШ.300260.029ТУ, ИЯНШ.300260.033ТУ и ИЯНШ.300260.035ТУ для компенсации температурных деформаций трубопроводов тепловых сетей и паропроводов.
Также есть на компенсаторы сильфонные ГОСТ 32935-2014 Компенсаторы сильфонные металлические для тепловых сетей. Общие технические условия.
Сильфонный компенсатор должен сохранять работоспособность в условиях кратковременного затопления грунтовыми и паводковыми водами. В аварийных случаях допускается кратковременное затопление водой с температурой до 100 0 С. Средний срок службы компенсаторов до списания — не менее 10 лет при наработке не более 2000 циклов.
В период предварительного монтажа необходимо проверить отклонения соединений компенсаторов с трубопроводами, которые не должны превышать следующих значений:
— допуск соосности патрубков — 4 мм для Dy ≤ 400 мм и 5 мм для Dy >400 мм;
— допуск параллельности торцов концевых патрубков и присоединяемых труб — 4 мм для Dy ≤ 400 мм и 5 мм для Dy > 400 мм.
Установка сильфонных компенсаторов на трубопроводах
До обобщения опыта эксплуатации сильфонные компенсаторы при подземной прокладке тепловых сетей в непроходных каналах и бесканальной следует устанавливать, как правило, в камерах. При подземной прокладке тепловых сетей на эстакадах или отдельно стоящих опорах сооружение специальных павильонов для сильфонных компенсаторов не требуется. Они устанавливаются, как правило, у неподвижных опор. Между двумя неподвижными опорами должен устанавливаться только один компенсатор.
До и после компенсаторов должны предусматриваться направляющие опоры. В качестве одной из направляющих опор рекомендуется использовать неподвижную опору.
Допускается применение в качестве направляющих опор хомутовых опор с двумя хомутами, расположенными друг от друга на расстоянии не менее 100 мм для труб диаметром Dy ≤ 500 мм и не менее 200 мм для труб с Dy ≤ 1000 мм. При обнаружении не герметичности компенсатора при гидравлических испытаниях компенсатор демонтируется и заменяется новым, о чем составляется акт. Сильфонные компенсаторы трубопроводов во время работы не требуют постоянного обслуживания. Применение их на тепловых сетях сокращает потери с утечками и трудозатраты на их обслуживание по сравнению с сальниковыми компенсаторами, а также уменьшает зону занятости по сравнению с П-образными компенсаторами.
В Санкт-Петербурге на тепловых сетях установлено самое большое число сильфонных компенсаторов разных диаметров по сравнению с другими городами России.
Сильфонные компенсаторы для тепловых сетей устанавливаются при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте тепловых сетей.
Монтаж сильфонных компенсаторов на трубопроводах
Сильфонные компенсаторы трубопроводов тепловых сетей при строительстве, реконструкции и ремонте тепловых сетей могут быть применены взамен П-образных компенсаторов и сальниковых компенсаторов. В зависимости от расчетных значений температурного удлинения трубопроводов устанавливается один или несколько компенсаторов последовательно.
В связи с тем, что сильфонные компенсаторы изготавливают из нержавеющей стали в виде отдельного узла, что исключает необходимость постоянного надзора за ними в процессе эксплуатации, они могут быть установлены в каналах, футлярах, камерах вместе с другим оборудованием. При поступлении компенсаторов на монтажную площадку обязательно надо осуществлять входной контроль с проверкой маркировки, клейма ОТК, документа, удостоверяющего качество компенсатора и его техническое состояние. На поверхности сильфона не допускаются трещины, расслоений, раковины, окалина, брызги металла, забоины, вмятины, продольные и поперечные риски. Про монтаж компенсатора рекомендую прочитать статью про “Сальниковые компенсаторы”.
Компенсаторы сильфонные осевые неразгруженные:
а — сильфонный компенсатор односекционный;
б- сильфонный компенсатор двухсекционный;
в — по ТУ 5.551-1972-88
6 — внутренняя обечайка;
Lстр. — длина строительной часта конструкции
Допускаются следы от разъема колец (кассет) оснастки и как исключение — вмятины глубиной не более 0,2 мм (на площади 100 см 2 не более одной вмятины).
Основные требования к монтажу сильфонных компенсаторов смотри статью по ссылке.
Маркировка должна содержать обозначение компенсатора, товарный знак и номер партии.
При выявлении повреждений сильфона, трещин, расслоения, вмятин и других дефектов (хотя бы одного) компенсатор бракуется и на тепловую сеть не устанавливается.
Транспортировка компенсаторов разрешается только в заводской упаковке, исключающей возможность повреждения сильфона, если учесть, что поверхностные слои металла имеют толщину не более 0,2 мм. Запрещается подъем компенсатора краном с помощью троса, пропущенного внутри сильфона.
Запрещается сбрасывать компенсаторы с автомашины, в траншею, в камеры и т. п. Перед монтажом с ограничительных шпилек компенсатора надо снять направляющие трубки.
Вид сильфонного компенсатора:
б – в период транспортировки к месту монтажа и во время предварительного монтажа;
в – после окончательного монтажа (компенсатор растят на 50 мм);
г – после окончательного монтажа (компенсатор сжат на 50 мм).
1 – шпилька ограничительная;
3 – трубка направляющая;
Для обеспечения максимальной компенсирующей способности с помощью гаек 2 компенсатор растягивается на величину, указанную в таблице, в зависимости от температуры наружного воздуха.
Растяжка сильфонных компенсаторов тепловых сетей во время монтажа в зависимости от температуры наружного воздуха
компенсатора при монтаже, мм
Растянутый компенсатор вваривается в трубопровод, после чего направляющие трубки устанавливаются на место. На линейной части при канальной и воздушной прокладках сильфонные компенсаторы монтируются с установкой скользящих и направляющих опор под трубами с обеих сторон компенсатора. Отклонение оси сильфонного компенсатора от оси трубопровода не должно превышать в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно 4 и 5 мм. При установке сильфонных компенсаторов в камерах их монтаж, как и сальниковых, производится с учетом отклонений в плоскостях 4 и 5 мм. Места соединения труб с сильфонными компенсаторами покрываются сначала гидроизоляцией, а затем тепловой изоляцией до фланца. Техническое состояние компенсатора дополнительно проверяется перед его закрытием кожухом и изоляцией, на что составляется акт. Испытание компенсаторов проводится совместно с испытанием тепловой сети. Места где производится установка сильфонных компенсаторов отмечаются в исполнительной документации.
Широкое применение сильфонных компенсаторов при строительстве и ремонтах тепловых сетей обеспечивает значительное сокращение трудозатрат, сроков строительства, получение экономии материалов и топливно-энергетических ресурсов, тем самым создает условие для надежного, безаварийного, качественного теплоснабжения потребителей тепла.
Технические требования к сильфонным компенсаторам
Компенсатор сильфонный осевой неразгруженный изготовляется по техническим условиям завода-изготовителя. Он применяются на прямолинейных участках для компенсации тепловых удлинений трубопроводов тепловых сетей, а также на трубопроводах насосных станции, в теплообменных аппаратах, тепловых пунктах, котельных и других сооружениях тепловых сетей с температурой теплоносителя не более 200 0 С и давлением 0,6; 1,0; 1,6; 2,5 МПа (6; 10; 16; 25 кгс/см 2 ).
Материал корпуса сильфонного компенсатора — нержавеющая и углеродистая сталь, толщина гофр (число слоев) зависит от предельного рабочего давления теплоносителя на участке сети, где он будет установлен. Диаметр и материал патрубков должны соответствовать диаметру и материалу основной трубы тепловой сети. Испытание сильфонного компенсатора производится как индивидуально на заводе-изготовителе, так и совместно с трубопроводами после их монтажа.
Ремонт сильфонного компенсатора
Ремонт сильфонного компенсатора, также, как и ремонт сальникового компенсатора состоит из текущего и капитального. Сильфонные компенсаторы не требуют текущего ремонта. Капитальный ремонт включает в себя замену сильфонного компенсатора. В состав работ капитального ремонта входят допуск к работе, подготовка рабочего места, установка сварочного и изолировочного оборудования, установка такелажных приспособлений, перемещение компенсатора, к месту установки, снятие тепловой изоляции, разборка грунта над камерой и каналом, снятие перекрытия камеры (для компенсаторов диаметром не менее 500 мм) и канала для П-образного компенсатора, вырезка и снятие дефектного компенсатора, установка, прихватка и сварка нового компенсатора, гидравлические испытания участка тепловой сети (дефектоскопия сварочных стыков), где производилась замена компенсатора, наложение тепловой изоляции, установка перекрытия камеры, засыпка камеры, оформление окончания работ.
Эффективность применения сильфонных компенсаторов и самокомпенсирующихся труб
При применение осевых сильфонных компенсаторов в тепловых сетях и само компенсирующихся труб сокращается длина трубопроводов, уменьшаются потери тепла, гидравлические потери, расход материалов, трудозатраты. Это и есть преимущества сильфонных компенсаторов. К тому же нет набивки, которая вымывается в сальниковых компенсаторах.
Широкое применение в Санкт-Петербурге сильфонных компенсаторов в стальных футлярах (компенсационных узлов — СКФ) при любых видах прокладки, особенно при бесканальной, и в проходах через стенки камер и других сооружений тепловых сетей, а также взаимодействие и тесное содружество разработчиков, строителей и эксплуатационников позволило повысить качество строительства, в значительной мере сократить трудозатраты и сроки прокладки тепловых сетей.
В результате этого в Санкт-Петербурге достигнут новый, наиболее высокий качественный уровень строительства тепловых сетей — одного из наиболее ответственных и технически сложных инженерных сооружений городского хозяйства.
Годовой экономический эффект по расчетам треста Ленгазтеплострой при применении компенсационных узлов (СКФ) по сравнению с сильфонными компенсаторами при бесканальной прокладке тепловых сетей составил 1,5 млн руб. на 40 км трассы трубопроводов.
Расчеты Московского отделения ВГНИПИИ Атомтеплоэлектропроект показывают, что замена П-образных компенсаторов на сильфонные (волнистые) для трубопроводов, прокладываемых в каналах, дает экономический эффект на 1 км трассы: по капитальным вложениям — 19 тыс. руб.; по эксплуатационным расходам — 1,5 тыс. руб.; по другим затратам — 2,4 тыс. руб., а для трубопроводов, прокладываемых на эстакадах: по капитальным вложениям — 12 тыс. руб.; по эксплуатационным расходам — 0,9 тыс. руб.; по другим затратам — 2,4 тыс. руб.
По предварительным расчетам широкое применение самокомпенсирующихся труб при строительстве тепловых сетей дает экономический эффект порядка 10% стоимости прокладки 1 км гладкостенных труб при существующей прокладке с существующими компенсационными устройствами. Так, например, в 1986 г. трестом Ленгазтеплострой проложен участок тепловой сети из спиральношовных труб диаметром 600 мм. Это позволило снизить трудозатраты на проектирование и строительство тепловой сети, повысить ее надежность, исключить необходимость установки специальных компенсаторов. Годовой экономический эффект составил 70 тыс. руб. на 1 км трассы трубопровода. При выпуске заводами изолированных спиральношовных труб разных диаметров в достаточном количестве их применение при проектировании и строительстве тепловых сетей в СССР может дать большую экономию в материалах, трудовых и финансовых затратах, т. е. большой экономический эффект.
Предварительное растяжение или сжатие сильфонного компенсатора
Схемы работы сильфона в осевом компенсаторе
Если не была выполнена предварительная растяжка компенсатора, то допустимый осевой ход компенсатора на сжатие будет равен Δk/2. Если же выполнить растяжку компенсатора на монтаже на величину Δk/2, то при температурных расширениях трубопровода зазор компенсатора в начале будет закрываться на величину предварительной растяжки Δk/2 и сильфон примет нейтральное положение, а уже затем будет происходить его сжатие также на величину Δk/2. Таким образом, допустимый осевой ход компенсатора увеличивается в два раза. При использовании предварительной растяжки следует внимательно контролировать фактическое направление деформаций компенсатора (растяжение или сжатие), растяжение предварительно растянутого компенсатора не допускается, поскольку в этом случае его допустимый осевой ход на растяжение уже исчерпан. Для учета монтажной растяжки, следует ввести дополнительный узел рядом с компенсатором и задать для него предварительную растяжку. Величина задаваемой растяжки не должна превышать величину Δk/2. После расчета абсолютная величина полученной деформации не должна превышать значение Δk/2. Также следует убедиться, что в процессе нагружения во всех расчетных состояниях компенсатор сжимается, а не растягивается.
Расчет растяжки сильфонного компенсатора
Пример 1. Исходные данные:
— условный диаметр трубопровода Ду = 400 мм прокладываемый в проходном канале в мин.ватной изоляции;
— температура наружного воздуха ля г. Москва Тв = – 28 0 С;
— температура теплоносителя 150 – 70 0 С и коэффициент линейного расширения стали, соответственно 0,0125 и 0,012 мм/(м* 0 С);
— фактическое расстояние между неподвижным опорами Lф = 160,5 м.
1) Для начала необходимо определиться с типом применяемого сильфонного компенсатора. Подбор сильфонного компенсатора тепловой сети рекомендую согласно РД-3-ВЭП, в котором указаны правила усатновки сильфонных компенсаторов, схема установки сильфонного компенсатора и многое другое. В руководящем документе РД-3-ВЭП по применению осевых сильфонных компенсаторов огромный выбор компенсаторов, но для моего способа прокладки подходит компенсатор сильфонный КСО по техническим условиям ИЯНШ.300260.029ТУ – это односильфонные и двухсильфонные компенсаторы с усиленным защитным кожухом и направляющими лыжами, которые предназначены для установки в трубопроводы при наземной прокладке, внутри помещений, а также при подземной прокладке в тоннелях, проходных и непроходных каналах и тепловых камерах.
Мы будем использовать компенсатор сильфонный осевой КСО по серии ТС 627.00.00.00 – однобнолочный компенсатор 1КСО-25-400-95 длиной компенсатора 910 мм и с максимальным осевых ходом Lх = 190 мм и по серии ТС 628.00.00.00 – двухблочный компенсатор 2КСО-25-400-190 длиной компенсатора 1820 мм и с максимальным осевым ходом Lх = 380 мм. (Характеристики и параметры могут меняться, так что смотрите на сайте производителя параметры и типы компенсаторов).
2) Максимальная длина участка, на котором устанавливается один осевой сильфонный компенсатор при всех способах прокладки трубопроводов, рассчитывается по формуле:
2*λ-1 – осевой ход (указывается в характеристиках компенсатора), мм. Для нашего случая это 190 мм и 380 мм.
а – коэффициент линейного расширения стали, мм/м· 0 С;
t1 – максимальная расчетная температура теплоносителя, 0 С;
t0 – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью t0 (0,92)) по СП 131.13330.2012, 0 С. Для нашего случая это –28 0 С.
Определим максимально допустимое расстояние между неподвижными опорами Lм(но) для обратного трубопровода (один одноблочный компенсатор):
Lм(но) = (0,9*(190)) / (0,012*(70 – (–28)) = 171 / 1,176 = 145,41 м.
Так как компенсаторы на подающем и обратном трубопроводах ставят радом, то соответственно для подающего трубопровода рассчитывать не будем и Lм(но) для него будет 145,41 м. (Если вы посчитаете для подающего трубопровода с 2-х блочным компенсатором, то получите Lм(но) = 153,71 м).
2) Величина теплового удлинения трубопровода определяется по формуле (мм):
а – коэффициент линейного расширения углеродистых трубных сталей, мм/м* 0 С;
L – длина рассматриваемого участка трубопровода, м;
t1 – максимальная температура стенки трубы, принимаемая равной максимальной температуре теплоносителя, 0 С;
t2 – минимальная температура стенки трубы, принимаемая равной расчётной температуре наружного воздуха для отопления (t2 = tн.о.).
Определим максимально возможное удлинение обратного трубопровода:
Определим максимально возможное удлинение подающего трубопровода:
Можно это все заполнить в виде такой таблички
3) Теперь определим величины предварительной растяжки сильфонного компенсатора при температуре монтажа и заполним таблицу растяжки сильфонных компенсаторов.
Сильфонный компенсатор поставляется в нейтральном положении, относительно которого он может растягиваться и сжиматься на величину ± l-1 – амплитуды осевого хода. Для использования полного рабочего хода, 2∙λ-1, компенсаторы которые при пуске трубопровода работают на сжатие, во время монтажа скомпенсатора необходимо растянуть на величину DLмонт, которая зависит от температуры наружного воздуха, при которой ведется монтаж (Tмонт).
На рабочих чертежах трубопроводов следует приводить таблицу величины предварительной (монтажной) деформации (DLмонт) сильфонных компенсаторов для тепловых сетей в зависимости от температуры наружного воздуха, при которой ведется монтаж.
Величина предварительной (монтажной) деформации определяется по формуле:
Так как у нас есть фактическое расстояние между неподвижными опорами, Lф, то в формуле будем использовать ее.
Определим величины предварительной растяжки для обратного трубопровода:
DLмонт = 106,5*0,012*(0,5*(70 + (–28) – (–10)) = 1,278*(21–(–10)) = 39,62 мм
Определим величины предварительной растяжки для подающего трубопровода:
DLмонт = 106,5*0,0125*(0,5*(150 + (–28) – (–10)) = 1,331*(61–(–10)) = 94,51 мм.
Округлим до 95 мм.
В таблице “–”, значит растяжка не требуется.
3) Встречал расчет на величину растяжения компенсационных узлов на основе осевого хода Lмонт, мм при температуре окружающего воздуха, 0 C, который сейчас приведу для Тмонт = – 10 0 С.
2*λ-1 – максимальный осевой ход, λ-1 – амплитуда осевого хода (это половина максимального осевого хода).
Рассчитаем величину растяжения компенсационных узлов Lмонт для обратного трубопровода (Lх = 190 мм):
Рассчитаем величину растяжения компенсационных узлов Lмонт для подающего трубопровода (Lх = 380 мм):
И получаем еще одну таблицу (хоть этот расчет нам и не требовался)
Вот такой вот онлайн расчет сильфонного компенсатора. Если статья будет интересной и многих пользователей заинтересует, то приведу расчет на сильфонный компенсатор в ППУ изоляции бесканально прокладываемый.
Если необходим расчет сильфонного компенсатора в программе СТАРТ, то пишите на электронную почту worldengineer77@gmail.com.
Незабываем также про направляющие опоры для сильфонных компенсаторов, так как наш компенсатор сильфонный осевой под приварку КСО в проходном канале, то необходимы наружные направляющие опоры.
