Теплосети представляют собой трубные магистрали, подвергающиеся как внешним, так и внутренним нагрузкам. Защитить трубопроводы от внешней среды помогает покраска или установка дополнительных кожухов. Важно поддерживать исправное техническое состояние, чтобы не возникало проблем на предприятиях. Предотвратить воздействие внутренних факторов помогает установка в магистраль вспомогательных элементов- специальных компенсаторов.
Содержание статьи:
- Что такое компенсаторы трубопроводов
- Зачем используют компенсаторы?
- Где используют компенсаторы?
- Разновидности компенсаторов
Что такое компенсаторы трубопроводов
Компенсатор трубопровода – подвижное устройство с гибкой конструкцией для монтажа в магистрали, чтобы снижать деформации, предотвращать чрезмерные расширения, а также поддерживать необходимую герметичность во время перепадов температур, изменений давления и других негативных внутренних факторов.
Главной задачей любого компенсатора является компенсация разницы смещений каналов трубопровода, возникающих в связи с термическим воздействием и вибрацией, оказываемой на трубы. Обычно компенсатор монтируется в разрезе трубопровода с использованием различных способов подсоединения, чтобы рабочая среда протекала внутри его стенок. Трубопроводную магистраль до компенсационного узла размещают как на скользящих или подвижных, так и на неподвижных опорах.
Зачем используют компенсаторы?
Во избежание аварий и в целях продления эксплуатационного срока теплотрассы применяют компенсаторы для трубопроводов отопления. С помощью данных эластичных деталей в системе значительно сглаживаются критические значения нагрузок.
На сегодня эти защитные элементы имеют важное значение для работы трубопроводов благодаря снижению вибрации, появляющейся в сети из-за насосов. Особенно в случае совпадения вибрации, передаваемой помпой с колебаниями трубопровода. От подобного резонанса в разы увеличивается частота разрушающих пульсаций.
Второй важный момент - уравновешивание размеров трубопровода, материалы которого становятся короче или длиннее в результате постоянного воздействия разных температур жидкости, проходящей по трубам. Больше всего подобным изменениям подвергаются сварные соединения и муфтовые сочленения, ведущие к скорому разрушению этих узлов.
Во время нагрева наблюдается расширение, а во время остывания – сжатие. Благодаря небольшим коэффициентам температурного расширения деформации возникают на коротких участках трубопровода. На магистралях большой протяженности опасность увеличивается в несколько раз из-за возможного возникновения серьезных неисправностей, дефектов или даже протечки, требующих компенсации.
Возможны проблемы резкого перепада давления, вызывающего гидроудары во время пользования быстродействующей запорной арматуры в сетях, транспортирующих жидкости. Нередко они сопровождаются характерным «рычанием». В металлических трубах большое давление может привести к разрыву трубы.
Специалисты учитывают факторы, влияющие на работоспособность системы. Предварительный расчет нагрузки температуры и давления позволяет внести в схему дополнительные детали с эластичной конструкцией, обеспечивающие стабильную и долгую работу магистрали.
Благодаря обязательной установки защитных элементов обеспечивается надежная работоспособность системы отопления, значительно увеличивается период между профилактическими ремонтами, а также создаются благоприятные условия для долгосрочной эксплуатации всего оборудования на предприятиях.
Где используют компенсаторы?
В первую очередь, использование подобного оборудования применяют для обустройства каналов и трубопроводов, с повышенным температурным режимом и ограниченными условиями функционирования.
Трубные компенсаторы широко применяются:
- В теплосетях для транспортировки воды или пара, нагретых до высоких температур. Резкие изменения погоды вынуждают работающий персонал изменять температуру нагрева воды, из-за чего линейные размеры трубопровода подвергаются скачкообразным перепадам;
- На отопительных магистралях при прекращении подачи теплового носителя резко падает температура, поэтому без компенсирующего оборудования нельзя обойтись;
- Для подземных коммуникаций;
- В сетях горячего водоснабжения многоквартирных жилых домов из-за резких скачков температуры воды возможны аварийные ситуации;
- Для коммунального хозяйства.
Чтобы подавить вибрацию от насосов, компрессоров и прочего электрического оборудования устанавливают компенсаторы из эластичных материалов. В трубопроводы, подающие дым, пары кислот, щелочей, хлора различной температуры устанавливают специальные гибкие компенсаторы из синтетических материалов.
Универсальные типы компенсаторов чаще всего встречаются в:
- кондиционерах;
- компрессорах;
- системах охлаждения;
- насосах;
- тепловых устройствах.
Разновидности компенсаторов
На рынке много разновидностей компенсаторов. Выбирают компоненты, учитывая особенности работы системы и параметры перекачиваемой по трубам среды.
Основные типы компенсаторов, применяемых на трубопроводах:
- Трубные. Изготовление с помощью сварки трубных П-образных компенсаторов в изогнутом виде из одной трубы активно используются при перепадах температур и давлений. Решения с монтажными кромками на фланцах применяются в трубопроводах, которые периодически разбирают для очистки и обслуживания. Недостатками является расход труб из-за крупных габаритов, а также обязательное применение специальных опор. На магистралях с большими диаметрами труб такие компенсаторы не используются из-за роста стоимости.
- Линзовые. Конструкция состоит из последовательно установленных двух металлических тонких полулинз, которые легко сжимаются, компенсируя нагрузку. Внутри установлены стаканы для снижения сопротивления движению теплоносителя и дренажные штуцера для выпуска конденсата. Данный компенсатор выдерживает угловое, осевое напряжение благодаря высокой прочности. Линзовый компенсатор применяют в современных бойлерах (водонагревателях), чтобы придать необходимую жесткость и рабочее давление для расширения стенок труб.
- Сальниковые. Компенсаторы так называются из-за сальниковой набивки, обеспечивающей герметизацию между двух патрубков, вставленных друг в друга. Эти компактные устройства в промышленных технологических трубопроводах используются редко, особенно в транспортирующих токсичные или горючие среды. Данный тип снижает только осевые перемещения трубопровода в коммуникациях, подающих высокотемпературные пары и жидкости. Ремонтировать участок системы можно без демонтажа сальниковых компенсаторов. Однако необходим постоянный контроль из-за частых протечек в магистралях с подобными комплектующими.
- Сильфонные. Сильфонные компенсаторы из стали защищают от гидравлических ударов, серьезных деформаций или существенных перепадов температур. Благодаря компактному размеру и хорошей прочности их устанавливают на любой участок трубопровода независимо от способа прокладки. Эти изделия не нуждаются в сложном уходе и прекрасно справляются с повышенными нагрузками из-за высокого давления и температуры. Срок службы сильфонных компенсаторов равен сроку службы самих труб. Существуют два подвида: однослойные и многослойные. Наиболее часто используются в газовой, нефтеперерабатывающей, химической и энергетической областях в транспортировке парообразных и жидких сред, находящихся под высоким давлением и температурой.
- Резиновые. Высокая гибкость, эластичность резиновых компенсационных узлов обеспечивают отличное уплотнение. Они реагируют на продольные, осевые и угловые перемещения, а также отлично справляются с вибрациями. Применяются в коммуникациях с жидкими средами.
- Тканевые. Тканый плотный воздухонепроницаемый рукав крепится хомутами, прижимными пластинами или фланцами к трубопроводу для транспортировки высокотемпературных и агрессивных газов. Такие компенсаторы устойчивы к ультрафиолету и способны работать при значительных значениях температур.
- Фторопластовые. PTFE-компенсатор – это фторопластовый сильфон, способный справляться с вибрациями и линейными удлинениями из-за термических изменений проходящей по трубам жидкой агрессивной среды под высоким напором.
- Вибрационные. Сильфоны без корпуса имеют фланцы для приварки, наличие эластичной оплетки у напорных рукавов и шланг из нержавейки.
- Гидравлические. Устройства для компенсации гидравлических ударов и высокого давления в трубопроводе благодаря эластичным мембранам, клапанам. Таким образом, огромная роль компенсаторов в работе трубопроводов зависит от расположения и настройки для безопасной установки и долгосрочной эксплуатации без аварийных ситуаций на предприятиях.