Kompenzacija temperaturnih deformacija cevovoda. Proračun temperaturnih proširenja cevovoda u vodovodnim i sistemima grijanja

Toplotne cijevi sistema grijanja ugrađuju se u „kutije“ zgrade u izgradnji kada različite temperature vanjski zrak. U proljetno-jesenjem periodu ova temperatura je blizu +5°C. IN zimski period radi lakše završne obrade i instalacijski radovi u zgradi u izgradnji, takođe nastoje da privremeno održe pozitivnu temperaturu.

Budući da se rad različitih cijevi za grijanje odvija na temperaturi rashladnog sredstva od 30 do 150°C, čelične cijevi se u većoj ili manjoj mjeri izdužuju u odnosu na njihovu ugradnu dužinu.

Toplinsko izduženje zagrijane cijevi - povećanje njene dužine Δl - određuje se formulom:

Δl=α*(t t -t n)l,

gdje je α koeficijent linearne ekspanzije materijala cijevi (za meki čelik u razmatranom temperaturnom rasponu je blizu 1,2 10 -5);

t t - temperatura toplotne cijevi blizu temperature rashladnog sredstva, °C (proračuni uzimaju u obzir najvišu temperaturu);

tn - temperatura okolnog vazduha tokom montažnih radova, °C;

l - dužina cijevi za grijanje, m.

Δl=1,2*10 -2 *(t t -5)l, mm,

pogodan za približne proračune.

Može se utvrditi da se kod niskotemperaturne vode 1 m dovodne čelične cijevi maksimalno izdužuje za otprilike 1 mm, povratna cijev- za 0,8 mm, a sa visokotemperaturnom vodom i parom, izduženje svakog metra cijevi dostiže 1,75 mm.

Očigledno, to se mora uzeti u obzir pri projektovanju sistema grijanja, posebno s rashladnim sredstvom visoke temperature, te se moraju poduzeti mjere za smanjenje sila koje nastaju pri termičkom izduženju priključaka, uspona i mreže.

Kompenzacija izduženja priključaka na uređaje za grijanje osigurava se u horizontalnim jednocijevnim sistemima savijanjem priključaka (dodavanjem pataka) tako da napon savijanja u krivinama cijevi ne prelazi 78,5 MPa (800 kgf/cm 2); između svakih pet do šest uređaja ubacuju se kompenzatori u obliku slova U, koji se racionalno postavljaju na raskrsnici razvodne cijevi unutrašnji zidovi i sobne pregrade.

U sistemima grijanja sa vertikalnim usponima priključci na uređaje se u većini slučajeva izvode bez krivina, međutim u visokim zgradama moguće su posebne krivine priključaka jednog ili više uređaja kako bi se osiguralo nesmetano kretanje cijevi uspona pri temperaturnom širenju.

Kod dugih uređaja sa glatkim cijevima, kao i kod ugradnje nekoliko uređaja drugog tipa „na spojnicu“, potrebni su isti posebni zavoji priključaka na njih kako bi se kompenziralo njihovo toplinsko izduživanje.
Ignoriranje ove pojave tokom rada sistema dovodi, ako ne do loma cijevi i fitinga, onda do pojave curenja u navojnim spojevima.

Kompenzacija za izduženje vertikalnih uspona sistema grijanja niskih zgrada osigurava se njihovim savijanjem na mjestima priključka na dovodnu mrežu. U višim zgradama (4-7 katova) vertikalni jednocijevni usponi su savijeni na mjestima spajanja ne samo na dovod, već i na povratnu liniju.

Savijanje cijevi za kompenzaciju izduženja vertikalnih uspona sistema grijanja zgrada

a – jedno - trospratno; b – četvoro - sedmospratni; c - osmokatnica i više.

U zgradama sa više od sedam spratova takvi zavoji uspona nisu dovoljni i da bi se nadoknadilo izduženje srednjeg dela vertikalnih uspona koriste se ili posebni kompenzatori u obliku slova U ili dodatni zavoji cevi, koji uklanjaju uređaji za grijanje od ose uspona. U ovom slučaju, cijevi uspona između kompenzatora fiksiraju se na odvojenim točkama ugradnjom fiksnih nosača (tzv. „mrtvih“) kako bi se osiguralo kretanje cijevi u određenom smjeru kada se njihova temperatura promijeni.

Na raskrsnicama međuspratnih stropova cijevi su zatvorene u navlake kako bi se olakšalo njihovo pomicanje tijekom proširenja ili popravke. Kada se ugrađuju u zidne panele, cijevi se spajaju u prazninama između panela sa krivinama kako bi se kompenzirale sile koje nastaju prilikom slijeganja zgrada.

U vertikalnom jednocevnom sistemu, krivine u cevima svakog sprata se koriste za kompenzaciju izduženja.

Za kompenzaciju produženja vertikalnih glavnih uspona sistema grijanja višespratnice Koriste se kompenzatori u obliku slova U, čija se širina i doseg određuju proračunom. Treba imati na umu da fiksni nosači između kompenzatora u ovom slučaju percipiraju ne samo elastičnu silu kompenzatora, već i djelovanje mase cijevi s vodom i izolacijom.

Kompenzacija izduženja vodova provodi se prvenstveno njihovim prirodnim zavojima, određenim rasporedom određene zgrade, a samo ravne linije značajne dužine, posebno s rashladnom tekućinom visoke temperature, opremljene su kompenzatorima u obliku slova U.

Toplinsko izduženje cjevovoda pri temperaturi rashladne tekućine od 50 °C i više moraju se apsorbirati posebnim kompenzacijskim uređajima koji štite cjevovod od pojave neprihvatljivih deformacija i naprezanja. Izbor metode kompenzacije ovisi o parametrima rashladnog sredstva, načinu polaganja grijaćih mreža i drugim lokalnim uvjetima.

Kompenzacija toplotnog izduženja cevovoda korišćenjem zavoja trase (samokompenzacija) može se koristiti za sve metode polaganja toplovodnih mreža, bez obzira na prečnik cevovoda i parametre rashladnog sredstva pod uglom do 120°. Kada je ugao veći od 120°, kao i u slučaju kada se, prema proračunima čvrstoće, rotacija cjevovoda ne može koristiti za samokompenzaciju, cjevovodi na mjestu okretanja se osiguravaju fiksnim osloncima.

Da bi se osigurao pravilan rad kompenzatora i samokompenzacija, cjevovodi su podijeljeni fiksnim osloncima na dijelove koji su međusobno neovisni u smislu toplinskog izduženja. Na svakom dijelu cjevovoda, ograničenom sa dva susjedna fiksna oslonca, predviđena je ugradnja kompenzatora ili samokompenzacije.

Prilikom izračunavanja cijevi za kompenzaciju toplinske ekspanzije, napravljene su sljedeće pretpostavke:

fiksni nosači se smatraju apsolutno krutim;

otpor sila trenja pokretnih oslonaca tokom termičkog istezanja cjevovoda se ne uzima u obzir.

Prirodna kompenzacija, ili samokompenzacija, je najpouzdanija u radu, stoga i nalazi široka primena na praksi. Prirodna kompenzacija toplinskog širenja postiže se na zavojima i zavojima trase zbog fleksibilnosti samih cijevi. Njegove prednosti u odnosu na druge vrste kompenzacije su: jednostavnost dizajna, pouzdanost, nedostatak potrebe za nadzorom i održavanjem, te rasterećenje fiksnih nosača od unutrašnjih sila pritiska. Ugradnja prirodne kompenzacije ne zahtijeva dodatnu potrošnju cijevi i posebnih građevinskih konstrukcija. Nedostatak prirodne kompenzacije je bočno pomicanje deformiranih dijelova cjevovoda.

Odredimo ukupno termičko izduženje dijela cjevovoda

Za nesmetan rad toplovodnih mreža potrebno je da kompenzacioni uređaji budu projektovani za maksimalno proširenje cevovoda. Stoga se pri proračunu izduženja uzima temperatura rashladne tekućine kao maksimalna, a temperatura okruženje- minimalno. Završeno termičko izduženje dionica cjevovoda

l= αLt, mm, Strana 28 (34)

gdje je α koeficijent linearnog širenja čelika, mm/(m-deg);

L – rastojanje između fiksnih nosača, m;

t – razlika projektovane temperature, uzeta kao razlika između radne temperature rashladnog sredstva i projektovane temperature spoljašnjeg vazduha za projektovanje grejanja.

l= 1,23*10 -2 *20*149 = 36,65 mm.

l= 1,23* 10 -2 * 16* 149 = 29,32 mm.

l= 1,23*10 -2 *25*149 = 45,81 mm.

Slično nalazimo  l za druga područja.

Sile elastične deformacije koje nastaju u cjevovodu prilikom kompenzacije toplinskog istezanja određene su formulama:

Kgs; , N; Strana 28 (35)

gdje je E modul elastičnosti čelika za cijevi, kgf/cm2;

I- moment inercije poprečnog presjeka zida cijevi, cm;

l– dužina manjeg i većeg dijela cjevovoda, m;

t – izračunata temperaturna razlika, °C;

A, B - pomoćni bezdimenzionalni koeficijenti.

Za pojednostavljenje određivanja sile elastične deformacije (P x, P v) Tabela 8 daje pomoćnu vrijednost za različite promjere cjevovoda.

Tabela 11

Vanjski promjer cijevi d H, mm

Debljina stijenke cijevi s, mm

Tokom rada mreže za grijanje u cjevovodu se pojavljuju naponi, koji stvaraju neugodnosti za preduzeće. Da bi se smanjili naprezanja koja nastaju prilikom zagrijavanja cjevovoda, koriste se aksijalni i radijalni čelični dilatacijski spojevi (punjenje, U- i S-oblik i drugi). Kompenzatori u obliku slova U se široko koriste. Za povećanje kompenzacijskog kapaciteta dilatacijskih spojeva u obliku slova U i smanjenje naprezanja kompenzacije savijanja u radnom stanju cjevovoda za dijelove cjevovoda sa fleksibilnim dilatacijskim spojevima, cjevovod se prethodno rastegne u hladnom stanju tijekom ugradnje.

Prethodno istezanje se vrši:

pri temperaturama rashladnog sredstva do 400 °C uključujući 50% ukupnog toplotnog izduženja kompenzovanog dela cevovoda;

pri temperaturi rashladnog sredstva iznad 400 °C za 100% ukupnog termičkog izduženja kompenziranog dijela cjevovoda.

Procijenjena toplinska ekspanzija cjevovoda

Mm Strana 37 (36)

gdje je ε koeficijent koji uzima u obzir količinu prednatezanja kompenzatora, moguću nepreciznost proračuna i relaksaciju kompenzacijskih napona;

l– ukupno termičko izduženje dijela cjevovoda, mm.

1 presek h = 119 mm

Prema aplikaciji, na x = 119 mm, biramo pomak dilatacije H = 3,8 m, zatim krak kompenzatora B = 6 m.

Da bismo pronašli silu elastične deformacije, povlačimo horizontalnu liniju H = 3,8 m, njen presek sa B = 5 (P k) će dati tačku, spuštajući okomicu od koje na digitalne vrednosti P k, dobijamo rezultat P k - 0,98 tf = 98 kgf = 9800 N.

Slika 3 – Kompenzator u obliku slova U

7 sekcija h = 0,5*270 = 135 mm,

N = 2,5, V = 9,7, R k – 0,57 tf = 57 kgf = 5700 N.

Preostale sekcije izračunavamo na isti način.

09.04.2011

Uvod

IN poslednjih godina U Rusiji je polaganje toplotnih cjevovoda bez kanala pomoću predizoliranih čeličnih cijevi postalo široko korišteno za kompenzaciju temperaturne deformacije koji koriste startne kompenzatore balona (SC) i predizolovane uređaje za kompenzaciju balona (SKU).

Kao što je ranije opisano, upotreba startnih kompenzatora za instalaciju bez kanala je preporučljiva na mrežama grijanja u onim sistemi za snabdevanje toplotom, gdje se primjenjuje kvantitativna regulacija toplinskih opterećenja. Osim toga, dilatacijski spojevi sa startnim mehom mogu se koristiti u regijama sa mekim klimatskim uslovima, kada su temperaturne razlike rashladnog sredstva u odnosu na prosječna temperatura beznačajan i stabilan. At regulacija kvaliteta toplotna opterećenja tokom vršnih režima grijanja, kao i kada se rashladna tekućina hladi i ispušta, što se često događa u mnogim regijama Rusije, temperaturni naprezanja na cjevovodu i fiksnim nosačima naglo se povećavaju, što često dovodi do nesreća na startnim kompenzatorima .

Uzimajući u obzir i poteškoće u „lansiranju“ startnog kompenzatora i popravke cjevovoda, aksijalni SC se koriste u većini regija Rusije. Ponekad se pri polaganju predizolirane toplinske cijevi bez kanala u komoru postavlja aksijalni kompenzator mijeha. Ali u većini slučajeva koriste se termički vodootporni I&C sistemi, proizvedeni u tvornicama izolacije od aksijalnih SKU. Dizajn ovih I&C sistema je raznolik (svako postrojenje ima svoj dizajn), ali svi imaju zajedničke karakteristike:

• hidroizolacija pokretnog dijela upravljačkog sistema ne pruža dugotrajnu zaštitu od podzemne vode sa ponovljenim cikličnim izlaganjem, što dovodi do vlažne toplotne izolacije, povećane elektrohemijske korozije kompenzacionih delova i cevovoda, hloridne korozije mehova, što se ne može dozvoliti, a operativni sistem daljinskog upravljanja (ORC) u ovom slučaju ne radi, jer signalni provodnici unutar kompenzacijskog uređaja položeni su u izolacijski kambrik cijelom dužinom (do 4,5 m);
• Zbog nedovoljne krutosti na savijanje konstrukcije ovakvog I&C sistema, mehovi nisu zaštićeni od momenata savijanja, pa se povećavaju zahtevi za poravnanje cevovoda tokom ugradnje.

O stvaranju pouzdanog dizajna termički vodootpornog aksijalnog upravljačkog sistema

Nakon analize karakteristika postojeće strukture Od 2005. godine, SKU, OJSC "NPP "Kompensator" zajedno sa OJSC "Association VNIPIenergoprom" su blisko uključeni u razvoj sopstvenog dizajna potpuno termički vodootpornog aksijalnog I&C sistema za instalaciju toplotnih cevovoda bez kanala, obezbeđujući pouzdanu hidroizolaciju od podzemnih voda i zaštita mijeha od mogućeg skretanja cjevovoda tokom cijelog vijeka trajanja.

Tokom procesa razvoja testirali smo razne opcije jedinica za hidroizolaciju od podzemnih voda pokretnog dijela upravljačkog sistema za ciklični rad: brtveni prstenovi od gume razne marke; zaptivne manžetne razne konfiguracije profila; pakovanje žlijezda. Ciklično testiranje prototipa I&C sistema sa razni dizajni Hidroizolacijske jedinice izvedene su u kadi ispunjenoj suspenzijom vode i pijeska, simulirajući najgorim uslovima njihov rad. Testovi su to pokazali različite vrste zaptivke koje rade u uslovima trenja ne obezbeđuju pouzdana hidroizolacija iz nekoliko razloga: mogućnost prodiranja zrna pijeska između brtve i polietilenske školjke, što će na kraju dovesti do kvara hidroizolacije; kao i nemogućnost da se osigura stabilnost kvalitete ugradnje zaptivnih prstenova ili manžeta fiksne veličine zbog velikog širenja (do 14 mm) dopuštenog maksimalna odstupanja prečnika polietilenske ljuske i njenu ovalnost. Hidroizolaciona jedinica koja koristi žljebove je pokazala najbolje rezultate. Ali nije moguće kontrolisati kvalitet hidroizolacije sa žljebovima prilikom izrade sistema upravljanja i opreme.

Tada je odlučeno da se kao hidroizolaciona jedinica koristi dodatni zaštitni mijeh u kombinaciji s kutijom za punjenje ( Detaljan opis dizajne, pogledajte rad). I&C prototipovi uspješno su prošli ciklične testove, a njihova serijska proizvodnja počela je 2007. godine. Glavni potrošač ovog I&C dizajna su preduzeća toplovodne mreže Republike Bjelorusije, gdje su zahtjevi za kvalitetom i pouzdanošću izgradnje mreža grijanja nešto viši nego u Rusiji. Samo nekoliko desetina takvih I&C sistema je instalirano u ruskim mrežama grijanja zbog njihove relativno visoke cijene u odnosu na cijenu kompenzacijskih uređaja koji su se ranije koristili.

Istovremeno, započele su serijske isporuke pojednostavljenog dizajna termo i vodoizolovanih sistema upravljanja i opreme bez dodatnog zaštitnog meha, ali uz upotrebu antikorozivnog premaza za radni meh. Ovaj dizajn Udovoljava svim zahtjevima, hidroizolacijska jedinica je izrađena pomoću pakovanja za punjenje. Tokom protekle 3,5 godine, takvi termički vodootporni I&C sistemi našli su široku upotrebu u mnogim regijama Ruske Federacije.

Uzimajući u obzir želje instalaterskih i pogonskih organizacija, kao i uzimajući u obzir visoku cijenu termo-hidroizoliranih I&C sistema sa dodatnim zaštitnim mijehom, tim NPP Kompensator OJSC dobio je zadatak da izradi manje radno intenzivan projekt termički vodootporni I&C sistem koji pruža pouzdanu hidroizolaciju od podzemnih voda i "indiferentan" je prema mogućem neusklađenju cjevovoda.

Od dodatnih zaštitnih mijehova, koji su značajno poskupjeli sustav upravljanja i opreme, morali su se odustati, a onda se ponovo postavilo pitanje osiguravanja pouzdane hidroizolacije. Ponovo su razmatrana različita dizajnerska rješenja za hidroizolacijsku jedinicu. Zaptivač trenja je odmah napušten. Stabilnost kvalitete hidroizolacije sa žljebovima ovisi o "ljudskom faktoru". Bilo je primamljivo koristiti gumenu spojnicu, kao što se radi u nekim fabrikama izolacije, ali ispitivanja gumene spojnice na aksijalna pomeranja pokazala su da kada se sabije, spojnica ne poprima oblik nabora, a na spoju se lomi, u koje vremenom nastaje ruptura spojnice. I vrlo je teško odabrati limeni gumeni materijal i ljepilo za njega koji zadržavaju fizička i mehanička svojstva 30 godina, jer gumeni limovi koji se masovno proizvodi u našoj industriji ne ispunjavaju ove zahtjeve.

Početkom 2009. godine razvijen je novi dizajn termo-hidroizoliranog I&C sistema, koji je uzeo u obzir sve želje instalacijskih i pogonskih organizacija: manje radno intenzivan u proizvodnji i u kojem je korištena fundamentalno nova hidroizolacijska jedinica. Dizajn je zasnovan na proverenom dizajnu I&C sistema za tlo i kanalno polaganje toplovoda, koji uspešno funkcioniše od 1998. godine. Takođe obezbeđuje cilindrične vođice postavljene sa obe strane meha, koji se teleskopski pomeraju zajedno sa mehom. grane kompenzacionog uređaja duž unutrašnje površine debelozidnog kućišta i štite mehove od gubitka stabilnosti u slučaju neusklađenosti cevovoda.

Hidroizolacija pokretnog dijela upravljačkog sistema se izvodi pomoću elastične, jednodijelne livene membrane. Membrana je hermetički pričvršćena na strukturu kompenzacijskog uređaja. To nam omogućava da garantujemo puna zaštita mehovima i toplotnom izolacijom protiv prodiranja podzemnih voda tokom celog radnog veka I&C sistema. Sama membrana je zaštićena od zemlje i pijeska čvrsto zbijenom kutijom za punjenje. Dakle, novi vodootporni dizajn kompenzacionog uređaja obezbeđuje dvostepenu zaštitu spoljne površine meha i strukture upravljačkog sistema u celini.

Signalni provodnici ODK sistema unutar kompenzacionog uređaja položeni su u električno izolaciono kućište otporno na toplotu, perforirano kako bi omogućilo rad ODK sistema u slučaju narušavanja nepropusnosti meha ili hidroizolacione membrane, što je malo verovatno, budući da je kršenje nepropusnosti u ovom dizajnu svedeno na minimum.

Cijela vanjska površina kućišta I&C je zaštićena od izlaganja spoljašnje okruženje posebno dizajnirana termoskupljajuća polietilenska manžetna. takođe u novi dizajn Mehovi su termički izolovani kako bi se eliminisala mogućnost stvaranja kondenzacije unutar sistema upravljanja i opreme.

Dakle, u novom dizajnu SKU-a, temeljno novo rješenje je korišteno kao hidroizolacijska jedinica - vodootporna elastična membrana. Šta je?

Vodootporna elastična membrana izrađena je livenjem u kalupe od mješavine na bazi posebno razvijene gume i predviđena je za vijek trajanja I&C sistema do 50 godina kada se ugrađuje bez kanala.

Membrana koja se koristi za hidroizolaciju u dizajnu sistema upravljanja i opreme omogućava izbjegavanje upotrebe frikcione jedinice kao glavnog zaptivnog elementa. Posebno dizajniran oblik membrane omogućava njeno nesmetano kretanje tokom termičkih deformacija toplotne cevi u odnosu na stacionarno kućište kontrolnog sistema.

Temperaturna ispitivanja membrane koje je sprovelo Udruženje VNIPIenergoprom pokazala su da na temperaturi od 150 °C membrana ne gubi fizička i mehanička svojstva i da je u radnom stanju tokom celog radnog veka I&C sistema.

Kvalifikaciona ispitivanja novog dizajna termički vodootpornog aksijalnog I&C sistema sa membranom obavljena su u leto 2009. godine zajedno sa predstavnicima VNIPIenergoprom Association OJSC i NP RT.

Prilikom testiranja upravljačkog sistema kako bi se potvrdila vjerovatnoća neometanog rada tokom cikličkog rada, simulirani su najgori uvjeti rada: prototip kompenzacijskog uređaja stavljen je u bačvu s vodom i podvrgnut cikličkom aksijalnom testu kompresije-naprezanja. Nakon svakih 1000 ciklusa vršena su kontrolna mjerenja električnog otpora između cijevi upravljačkog sistema i signalnih provodnika UEC sistema na ispitnom naponu od 500 V.

Nakon završetka zadatog vremena rada, uzimajući u obzir vjerovatnoću neometanog rada (ukupno oko 30.000 ciklusa), ciklična ispitivanja su prekinuta. Prototip SKU je testiran na čvrstoću i nepropusnost, nakon čega je kućište uklonjeno sa njega. Nisu pronađena oštećenja mijeha, membrane, niti tragovi prodora vode u unutrašnjost kontrolnog sistema.

Međuresorna komisija za ispitivanje dala je zeleno svjetlo za serijsku proizvodnju termo i vodoizoliranih I&C sistema novog dizajna u NPP Kompensator OJSC, koja je započela 2010. godine.

Na osnovu rezultata isporuka prvih serija I&C sistema novog dizajna preduzećima za toplovodnu mrežu prikupljene su želje i prijedlozi projektantskih i instalaterskih organizacija, na osnovu kojih su izvršene izmjene u dizajnu termo vodootporne I&C. sistem u pogledu jednostavnosti ugradnje i toplotne izolacije spoja I&C sistema sa cevovodom, optimizacija težinskih i veličinskih karakteristika, objedinjavanje delova SKU. Hidroizolaciona jedinica SKU-a je takođe poboljšana u smislu povećanja njene pouzdanosti i zaštite od mehaničkih oštećenja.

VNIPIenergoprom sprovodi stalni nadzor, proizvodnju i laboratorijska ispitivanja termo i vodoizolovanih I&C sistema i drugih proizvoda JSC NPP Kompensator radi potvrđivanja njihovih tehničkih karakteristika.

Književnost

1. Logunov V.V., Polyakov V.L., Slepchenok V.S. Iskustvo u korištenju aksijalnih dilatacijskih spojeva u toplinskim mrežama // Novosti o opskrbi toplinom. 2007. br. 7. str. 47-52.
2. Maksimov Yu.I. Neki aspekti projektiranja i konstrukcije beskanalnih termički napregnutih predizoliranih cjevovoda sa startnim kompenzatorima // Vijesti iz opskrbe toplinom. 2008. br. 1. str. 24-34.
3. Ignatov A.A., Shirinyan V.T., Burganov A.D. Nadograđeni mehovi kompenzacioni uređaj u izolaciji od poliuretanske pjene za mreže grijanja // Novosti o opskrbi toplinom. 2008. br. 3. str. 52-53.
4. GOST 30732-2006 Cijevi i oblikovani proizvodičelika sa toplinskom izolacijom od poliuretanske pjene sa zaštitnim omotačem. Tehnički uslovi.
5. Događaji i planovi NP" Rusko snabdevanje toplotom» // Vijesti o opskrbi toplinom. 2009. br. 9. str. 10. Novosti o toplotnoj energiji br. 4 (april), 2011.

Svrha lekcije. Upoznavanje studenata sa osnovnim metodama spajanja cijevi u cjevovode i njihovo oslobađanje od naprezanja koja nastaju uslijed temperaturnih deformacija.

Odjeljak 1. Priključci cijevi u procesnim cjevovodima]

Izvode se spojevi pojedinih dijelova cijevi međusobno i na spojeve Različiti putevi. Izbor metode ovisi o potrebnoj pouzdanosti rada, početnoj cijeni, potrebnoj učestalosti demontaže, svojstvima materijala dijelova koji se spajaju, dostupnosti odgovarajućih alata i vještina montažnog i operativnog osoblja.

Sve vrste priključaka mogu se podijeliti na rastavljive i trajne. Odvojivi priključci uključuju spojeve na navojima (pomoću spojnica, nazuvica), na prirubnicama, na utičnicama i pomoću posebnih uređaja. Trajne veze uključuju zavarivanje, lemljenje ili lijepljenje.

Navojne veze. Navojni cijevni priključci se uglavnom koriste u cjevovodima za opskrbu toplinom i vodom i plinovodima za kućne potrebe. U hemijskoj industriji, takvi spojevi se koriste u cjevovodima za komprimirani zrak. Za navojne spojeve krajevi cijevi se izrezuju izvana cijevnim navojima. Ovaj navoj se razlikuje od normalnog (metričkog) navoja mnogo manjim korakom i manjom dubinom. Stoga ne uzrokuje značajno slabljenje stijenke cijevi. Osim toga, cijevni navoji imaju ugao vrha trougla od 55°, dok metrički navoji imaju ugao trougla od 60°.

Navoji cijevi se izrađuju u dvije verzije: sa gornjim rezom u pravoj liniji i sa zaobljenim. Ravni i zaobljeni navoji cijevi proizvedeni prema odgovarajućim tolerancijama su zamjenjivi.

Konusni navoji se koriste za spajanje cijevi u cjevovodima visokog pritiska. Konusni navojni spoj je izuzetno čvrst.

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 prečnika(do 600 mm) .

Spojnica (sl. 5.1, A I b) je kratak šuplji cilindar čija je unutrašnja površina potpuno izrezana cijevnim navojima. Spojnice su izrađene od nodularnog livenog gvožđa za nominalne prečnike od 6 do 100 mm i izrađeni od čelika za nazivne prečnike od 6 do 200 mm . Za spajanje pomoću spojnice, cijevi koje se spajaju se režu na polovicu dužine spojnice i pričvršćuju zajedno. Ako su dvije prethodno postavljene cijevi spojene, tada se koristi krivina (slika 5.1, c). Za brtvljenje spojnog spoja prethodno su korištene lanene niti ili azbestni kabel. Da bi se poboljšala nepropusnost gasovoda, brtveni materijal je impregniran bojom. Trenutno su lanene niti praktički zamijenjene fluoroplastičnim brtvenim materijalom (FUM) i specijalnom pastom (germeplast).

Rice. 5.1 – Navojni spojevi. a, 6– spojnice; V– sogon; G- Matica.

Za grananje cjevovoda sastavljenih na navojima koriste se T i križevi, a 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 možete spojiti ne samo dva dijela cjevovoda, već i spojiti cijev na rezervoar, pumpu, dovesti je do opreme ili mjerni uređaj. Prirubnički spojevi se koriste u energetskoj industriji, industriji nafte i plina, kemijskoj i drugim industrijama. Prirubnice omogućavaju jednostavnu ugradnju i demontažu.

Najčešće se proizvode čelične prirubnice, iako se za neke vrste cijevi proizvode i plastične prirubnice. Prilikom proizvodnje uzima se u obzir promjer 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 pomoću zavarivanja. Uparena 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 nezaptivne i zaptivke. 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 glatku površinu, tada brtva može biti karton, guma ili paronit. Ako jedna prirubnica ima utor za izbočenje, koji se nalazi na uparenoj prirubnici, tada se koristi paronit i azbest-metalna brtva. To se obično radi kod ugradnje na cijevi visokog pritiska.

Prema načinu postavljanja na cijev, prirubnice se dijele na zavarene (sl. 5.3, f, g, h), izlivene integralno s cijevi (sl. 5.3, a, b), sa navojnim vratom (sl. 5.3 , c), slobodni na cijevi s prirubnicom (Sl. 5.3, j) ili prstenovima (Sl. 5.3, h), potonji ravnim ili sa vratom za prirubnicu.

Prema drugoj klasifikaciji, prirubnice su slobodne (sl. 5.3, h, i, j), prirubnice s kragnom (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 svih prirubnica su iste za iste Dy I Py.

Priključci utičnice. Priključci za utičnice (slika 5.4) se koriste kod polaganja određenih vrsta čeličnih, livenih, keramičkih, staklenih, faolitnih, azbestno-cementnih cevi, kao i plastičnih cevi. Njegova prednost je relativna jednostavnost i niska cijena. Istovremeno, niz nedostataka: teškoća povezivanja veze, nedovoljna pouzdanost, mogućnost kršenja nepropusnosti kada dođe do blagog neusklađenosti susjednih cijevi - ograničavaju upotrebu ove vrste veze.

Rice. 5.4.– Priključak utičnice. 1 – zvono, 2 – pakovanje

Za zaptivanje utičnice (sl. 5.4), prstenasti prostor formirano od zvona 1 jedne cijevi i tijela druge, puni se pakovanjem 2, koje se koristi kao nauljeni uže, azbestni gajtan ili gumeni prstenovi. Nakon toga se vanjski dio ovog prostora zalijepi ili prekriva nekom vrstom mastika. Način izvođenja ovog posla i vrsta korištenih materijala ovise o materijalu cijevi. Dakle, utičnice od livenog gvožđa vodovodne cijevi zalivaju se lanenim pramenovima i zalijevaju navlaženim cementom, a u posebno kritičnim slučajevima pune se rastopljenim olovom, koje se zatim također zaliva. Keramičke utičnice kanalizacione cevi napunite do pola nitima smole konoplje. Druga polovina je ispunjena bijelom, dobro opranom glinom. U stambenoj gradnji, brtvene utičnice cijevi od livenog gvožđa izvodi se asfaltnom mastikom.

Specijalni uređaji . Koristi se širok izbor specijalnih priključaka za cijevi. Međutim, najčešće se lako rastavljaju. Kao primjer, razmotrite vezu pomoću spojne matice (slika 5.5.)

Spojna matica se sastoji od tri metalni dijelovi(1, 2 i 4) i meku zaptivku 3. Glavni dijelovi matice 1 i 4 su zašrafljeni na kratke navoje cijevi. srednji dio - union nut 2 – spaja ove glavne dijelove. Nepropusnost spoja postiže se mekom (guma, azbest, paronit) zaptivkom 3. Zahvaljujući prisustvu zaptivke, spojna navrtka ne dolazi u kontakt sa medijumom koji teče kroz cevi, a samim tim postoji opasnost od zaglavljivanje matica je svedeno na minimum.

Spajanje cijevi zavarivanjem, lemljenjem i lijepljenjem. U industriji su široko rasprostranjene metode spajanja cijevi zavarivanjem, lemljenjem i lijepljenjem. Zavarivanjem ili lemljenjem možete spojiti cijevi od crnih metala (osim lijevanog željeza), obojenih metala, kao i 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) sa tačkom topljenja znatno nižom od one materijala cijevi. Lemovi se obično dijele u dvije grupe - meke i tvrde. Meki lemovi uključuju one sa tačkom topljenja do 300 °C, a tvrdi lemovi - 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.

Trošak pripreme cijevi za zavarivanje i trošak samog zavarivanja višestruko je niži od cijene prirubničkog spoja (par prirubnica, brtvi, vijaka i matica, rad na postavljanju prirubnice na cijev). Dobro urađeno zavareni spoj vrlo je izdržljiv i ne zahtijeva popravke i povezane prekide proizvodnje, što se događa, na primjer, prilikom kidanja zaptivki na prirubničkom spoju.

Na zavarenom cjevovodu prirubnice se ugrađuju samo na mjestima gdje se ugrađuju fitingi. Međutim, moguće je koristiti čeličnu armaturu sa zavarenim krajevima.

Unatoč prednostima zavarivanja i lemljenja cijevi u odnosu na druge vrste priključaka, ne treba ih izvoditi u tri slučaja:

· ako produkt koji se prenosi kroz cijevi destruktivno djeluje na nastali metal ili na krajeve cijevi zagrijane tokom zavarivanja;

· ako cjevovod zahtijeva čestu demontažu;

· ako se cevovod nalazi u radionici čija priroda proizvodnje onemogućava rad sa otvorenim plamenom.

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

· metal u zavaru postaje viskozniji;

· rad se može izvoditi na teško dostupnim mjestima;

· Plafonske šavove je mnogo lakše napraviti.

Međutim, elektrolučno zavarivanje ima svoje prednosti:

· 3-4 puta je jeftinije od zavarivanja na plin;

· dijelovi koji se zavaruju se manje zagrijavaju.

U pripremi za zavarivanje cijevi debljine od najmanje 5 mm, rubovi cijevi se turpijaju pod kutom od 30-45°. Unutrašnji dio zida ostaje neobrezan na debljini od 2-3 mm . Da bi se osiguralo dobro zavarivanje cijevi, između njih se ostavlja razmak od 2-3 mm . Ovaj razmak također štiti krajeve cijevi od spljoštenja i savijanja. Duž vanjske površine šava spojena je armaturna perla visine 3-4 mm. . Kako bi se spriječilo da kapljice rastopljenog metala dođu u cijev, šav nije zavaren za 1 mm prije unutrašnja površina cijevi

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

Čeono zavarivanje (slika 5.6, a) se široko koristi pri spajanju olovnih i aluminijskih cijevi. Zavarivanje (lemljenje) sa uvijanjem i valjanjem krajeva (sl. 21, b, c i d) se koristi kod spajanja olovnih i bakarnih cijevi. U slučajevima kada se na vezu postavljaju posebno visoki zahtjevi za čvrstoćom, zavariti se izvodi kao što je prikazano na sl. 5.6, d.

Da bi se ojačao šav pri spajanju aluminijskih cijevi, metal je zavaren valjkom (sl. 5.6, a), a pri spajanju olovnih i bakarnih cijevi, vanjski rubovi cijevi su također blago obrubljeni (sl. 5.6, b, c , d).

Spajanje aluminijumskih i olovnih cevi vrši se navarivanjem metala koji je isti kao i osnovni metal cevi, odnosno zavarivanjem; spajanje bakrenih cijevi - i zavarivanjem i lemljenjem (tvrdi lem).

Faolitne cijevi se mogu spojiti lijepljenjem koristeći metode prikazane na sl. 5.6, c, d Vinil plastične 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 širenje cjevovoda i njegova kompenzacija.

Normalna radna temperatura cjevovoda se, često značajno, razlikuje od temperature na kojoj su postavljeni. Kao rezultat proširenja temperature U materijalu cijevi nastaju mehanička naprezanja koja, ako se ne preduzmu posebne mjere, mogu dovesti do njihovog uništenja. Takve mjere se nazivaju kompenzacija za temperaturnu ekspanziju 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 je da se cjevovod polaže sa zavojima tako da ravni dijelovi ne prelaze određenu projektnu dužinu. Ravni dio cijevi, smješten pod uglom u odnosu na drugi dio i koji sa njim čini jedan komad (slika 5.7), može apsorbirati svoje izduživanje zbog vlastite elastične deformacije. Obično oba dijela cijevi smještena pod kutom međusobno percipiraju toplinsko širenje i stoga igraju ulogu kompenzatora. Za ilustraciju na sl. 5.7, puna linija prikazuje cjevovod nakon ugradnje, a isprekidana linija ga prikazuje u radnom, deformiranom stanju (deformacija je pretjerana).

Samokompenzacija se lako izvodi na cjevovodima od čelika, bakra, aluminija i vinil plastike, jer ovi materijali imaju značajnu čvrstoću i elastičnost. Na cjevovodima napravljenim od drugih materijala, izduženje se obično apsorbira pomoću kompenzatora, koji su opisani u nastavku.

Koristeći deformaciju pravog dijela cijevi, općenito se može uočiti toplinsko izduživanje bilo koje veličine, pod uvjetom da je kompenzacijski dio dovoljne dužine. U praksi, međutim, obično ne prelaze 400 mm. za čelične cijevi i 250 mm za vinil plastiku.

Ako je samokompenzacija cjevovoda nedovoljna za ublažavanje temperaturnih naprezanja ili se ne može izvesti, tada se pribjegavaju upotrebi posebnih uređaja, koji uključuju kompenzatore sočiva i kutije za punjenje, kao i kompenzatore savijenih cijevi.

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

Prema načinu izvođenja razlikuju se sledeće vrste kompenzatori sočiva: zavareni od utisnutih polutalasa (sl. 5.8, a i b), zavareni u obliku diska (sl. 5.8, c ), zavareni bubanj (sl. 5.8, d) i dizajniran posebno za rad na vakuumskim cjevovodima (slika 5.8, d) .

Rice. 5.8.– Kompenzatori sočiva.

Zajedničke prednosti kompenzatora sočiva svih vrsta bez izuzetka su njihova kompaktnost i niski zahtjevi za održavanjem. Ove prednosti su u većini slučajeva zasjenjene 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 visoka hidraulički otpor;

· složenost proizvodnje.

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

Kompenzatori uljnih brtvi. Najjednostavniji tip kompenzatora kutije za punjenje (tzv. jednostrani neuravnoteženi kompenzator) prikazan je na Sl. 5.9. Sastoji se od tijela 4 sa šapom (kojom je pričvršćena za fiksni nosač), stakla 1 i uljne brtve. Potonji uključuje kutiju za punjenje 3 i kutiju za pakovanje (zaptivka za pakovanje) 2. Punjiva kutija se obično izrađuje od azbestne gajtane natrljane grafitom, položene u obliku zasebnih prstenova. Staklo i tijelo su spojeni na cjevovod preko prirubnica. Staklo ima stranu (označenu 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 dilatacijskih spojeva kutije za punjenje:

· velike aksijalne sile,

· potreba za periodičnim održavanjem zaptivki (što zahteva zaustavljanje cevovoda),

Mogućnost prolaska (curenja) medijuma kroz zaptivku,

· mogućnost zaglavljivanja brtve, što dovodi do loma bilo kojeg dijela cjevovoda.

Zahvaćanje uljne brtve može nastati zbog nepreciznog polaganja cjevovoda u pravoj liniji, slijeganja jednog od nosača tokom rada, zakrivljenosti uzdužne ose cjevovoda pod utjecajem temperaturnih promjena u grani, korozije kliznih površina i taloženje kamenca ili rđe na njima.

Zbog navedenih nedostataka, kompenzatori žlijezda 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 porcelan, faolit. Zbog svojih svojstava, ovi materijali zahtijevaju ugradnju na krute podloge, što može osigurati dobar rad kompenzatora kutije za punjenje, a zbog svoje krhkosti isključuje mogućnost korištenja samokompenzacije. Kompenzacije kutije za punjenje postavljene na cjevovodima od ovih materijala izrađene su od materijala otpornih na koroziju, što sprječava zaglavljivanje od rđe površina koje se trljaju.

Svi ostali cjevovodi koji zahtijevaju kompenzaciju termičkog izduženja preporučuje se da budu samokompenzirani ili, ako je moguće, opremljeni kompenzatorima od savijenih cijevi. O njima u nastavku.

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

A	b
Rice. 5.11.– Savijeni dilatacijski spojevi a – U-oblika; b – S-oblika

U zavisnosti od načina izrade, 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 ), u obliku slova P (sl. 5.11, a) i u obliku slova S (slika 5.11, b).

Pojam "presavijen" odnosi se na dilatacijski spoj čija se zakrivljenost postiže stvaranjem nabora na unutrašnjoj površini zavoja, izraz "valoviti" odnosi se na dilataciju koja ima valove u zakrivljenim dijelovima duž cijele presjek cijevi. Glavna razlika između ovih dilatacijskih spojeva je njihov kompenzacijski kapacitet i hidraulički otpor. Ako kompenzacijski kapacitet glatkog kompenzatora uzmemo kao jedan, tada će, pod jednakim ostalim stvarima, kompenzacijski kapacitet presavijenog kompenzatora biti oko 3, a valovitog kompenzatora oko 5 - 6. Istovremeno, hidraulični kompenzator otpor ovih uređaja je minimalan za glatki kompenzator, a maksimalan za talasasti kompenzator.

Nedostaci savijenih dilatacijskih spojeva svih vrsta bez izuzetka uključuju:

· značajne dimenzije, što otežava upotrebu ovih dilatacionih spojeva u uskim prostorima;

· relativno visok hidraulički otpor;

· pojava pojava zamora u materijalu kompenzatora tokom vremena.

Uz to, savijeni dilatacijski spojevi imaju sljedeće prednosti:

· značajan kompenzacioni kapacitet (obično do 400 mm);

· neznatna količina aksijalnih sila koje opterećuju fiksne nosače cjevovoda;

· jednostavnost proizvodnje na licu mjesta;

· nezahtjevan u pogledu ravnosti cjevovoda i pojave izobličenja u njemu tokom rada;

· jednostavnost rada (ne zahtijeva održavanje).

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

Na primjer, tokom vožnje vlakom čuje se karakterističan zvuk lupkanja zbog termičkih spojeva šina (sl. 1), ili pri polaganju dalekovoda žice se montiraju tako da ulegnu između nosača (slika 2).

Fig.4

Ista stvar se dešava u inženjerski vodovod. Pod uticajem toplotnog širenja, pri korišćenju neodgovarajućih materijala i odsustvu mera za termičku kompenzaciju u sistemu, cevi se savijaju (slika 4. desno), povećavaju se sile na pričvrsne elemente fiksnih nosača i na instalacione elemente, što smanjuje trajnost sistema u cjelini, au ekstremnim slučajevima može dovesti do nesreće.

Povećanje dužine cjevovoda izračunava se pomoću formule:

ΔL - povećanje dužine elementa [m]

α - koeficijent termička ekspanzija materijal

lo - početna dužina elementa [m]

T2 - konačna temperatura [K]

T1 - početna temperatura [K]

Kompenzacija toplinske ekspanzije za cjevovode inženjerski sistemi provodi se uglavnom na tri načina:

• prirodna kompenzacija promjenom smjera trase cjevovoda;
• korištenje kompenzacijskih elemenata koji su u stanju apsorbirati linearno širenje cijevi (kompenzatori);
• predzatezanje cijevi ( ovu metodu prilično opasno i treba ga koristiti s velikim oprezom).

Fig.5

Prirodna kompenzacija se uglavnom koristi kod „skrivene“ metode ugradnje i sastoji se od polaganja cijevi u proizvoljnim lukovima (Sl. 5). Ova metoda je pogodna za polimerne cijevi male krutosti, kao što su KAN-therm Push System cjevovodi: PE-X ili PE-RT. Ovaj zahtjev naznačeno u SP 41-09-2005(Projektovanje i ugradnja sistema unutrašnjeg vodosnabdevanja i grejanja zgrada sa umreženim polietilenskim cevima) u tački 4.1.11 U slučaju polaganja PE-S cevi u podnu konstrukciju, zatezanje u pravoj liniji nije dozvoljeno, ali se treba polagati u lukove blage zakrivljenosti (zmija) (...)

Ova instalacija ima smisla kada se ugrađuju cjevovodi po principu “pipe-in-pipe”, tj. u valovitoj cijevi ili u toplinskoj izolaciji 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 sakriti: u podu (u valovitoj cijevi)…

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

Prilikom obavljanja ove vrste kompenzacije treba obratiti pažnju na ispravnost armature. Prekomjerno naprezanje zbog savijanja cijevi može dovesti do pukotina na T-u (slika 6). Kako bi se to izbjeglo, promjene u smjeru trase cjevovoda moraju se dogoditi na udaljenosti od najmanje 10 vanjskih promjera od mlaznice fitinga, a cijev pored fitinga mora biti čvrsto pričvršćena, što zauzvrat smanjuje utjecaj opterećenja savijanjem na mlaznicama fitinga.

Fig.6

Druga vrsta prirodne temperaturne kompenzacije je takozvano "kruto" pričvršćivanje cjevovoda. Predstavlja podelu cevovoda na ograničene delove temperaturne kompenzacije na način da minimalno povećanje cevi ne utiče značajno na linearnost njenog polaganja, a višak naprezanja ide u napore da se pričvrste tačke fiksnih oslonaca (slika 7.). ).

Fig.7

Ova vrsta kompenzacije radi za uzdužno savijanje. Da bi se cjevovodi zaštitili od oštećenja, potrebno je podijeliti cjevovod s točkama fiksnih nosača na kompenzacijske dijelove od najviše 5 m. Treba napomenuti da kod takve instalacije na pričvršćivanje cjevovoda ne utiče samo težina opreme. ali i naprezanjima od termičkog širenja. 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]

Pored toga, na tačku fiksnog oslonca utiče i sopstvena težina dela cevovoda ispunjenog rashladnom tečnošću. U praksi je glavni problem što ni jedan proizvođač zatvarača ne daje podatke o maksimumu dozvoljena opterećenja na njihovim elementima za pričvršćivanje.

Prirodni kompenzatori za termičku ekspanziju su kompenzatori u obliku slova G, P, Z. Ovo rješenje se koristi na mjestima gdje je moguće preusmjeriti slobodne termičke produžetke cjevovoda u drugu ravan (slika 8).

Fig.8

Veličina kompenzacionog kraka za kompenzatore tipa “G”, “P” i “Z” određuje se u zavisnosti od rezultujućih termičkih izduženja, vrste materijala i prečnika cevovoda. Izračun se vrši pomoću formule:

[m]

K - konstanta materijala cijevi

Dz - vanjski prečnik cjevovoda [m]

ΔL - termičko izduženje dijela cjevovoda [m]

Konstanta materijala K povezana je sa naprezanjima koje može izdržati. ovaj tip materijal za cjevovod. Za individualni sistemi KAN-therm vrijednosti materijalna konstanta K su predstavljeni u nastavku:

Gurnite platinu K = 33

Kompenzacioni krak kompenzatora tipa "G":

A - dužina kompenzacionog kraka

L - početna dužina dijela cjevovoda

ΔL - produženje dijela cjevovoda

PP - pokretni nosač

A - dužina kompenzacionog kraka

PS - tačka fiksnog oslonca (fiksne fiksacije) cjevovoda

S - širina dilatacije

Za izračunavanje kompenzacijskog kraka 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 - produženje dijela cjevovoda

PS - tačka fiksnog oslonca (fiksne fiksacije) cjevovoda

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

Fig.9

Osim geometrijskih temperaturnih kompenzatora, postoji veliki broj konstruktivna rješenja ova vrsta elementa:

• mehovi dilatacioni spojevi,
• elastomerni kompenzatori,
• dilatacije tkanine,
• kompenzatori u obliku petlje.

Zbog relativno visoka cijena neke opcije, takve dilatacije se najčešće koriste na mjestima gdje je prostor ograničen ili tehničke mogućnosti geometrijski kompenzatori ili prirodna kompenzacija. Ovi dilatacijski spojevi imaju ograničen vijek trajanja, izračunat u radnim ciklusima - od potpunog širenja do punog kompresije. Iz tog razloga, za opremu koja radi ciklički ili sa varijabilni parametri, teško je odrediti konačno vrijeme rada uređaja.

Dilatacijski spojevi s mehom koriste elastičnost materijala mehova za kompenzaciju toplotnog širenja. Mehovi su često napravljeni od nerđajućeg čelika. Ovaj dizajn određuje vijek trajanja elementa - približno 1000 ciklusa.

Vijek trajanja aksijalnih dilatacijskih spojeva tipa mehova značajno se smanjuje ako je dilatacijski spoj postavljen neusmjereno. Ova karakteristika zahtijeva visoku preciznost njihove ugradnje, kao i njihovo pravilno pričvršćivanje:

• moguće je ugraditi najviše jedan kompenzator u područje temperaturne kompenzacije između 2 susjedne tačke fiksnih nosača;
• pokretni oslonci moraju u potpunosti zatvoriti cijevi i ne stvarati veliki otpor kompenzaciji. Maksimalna veličina praznina nije veća od 1 mm;
• Za veću stabilnost, preporučuje se da se aksijalni kompenzator ugradi na udaljenosti od 4Dn od jednog od fiksnih nosača;

Ako imate bilo kakvih pitanja u vezi temperaturne kompenzacije cevovoda KAN-therm sistema, možete se obratiti .