Kompensation for termisk forlængelse. En enhed til at kompensere for termisk forlængelse af rørledninger til varme netværk

Kompenserende enheder i varmenetværk bruges de til at eliminere (eller reducere betydeligt) de kræfter, der opstår ved termisk forlængelse af rør. Som et resultat reduceres rørvægsspændinger og kræfter på udstyr og understøtningskonstruktioner.

Forlængelsen af ​​rør som følge af termisk ekspansion af metallet bestemmes af formlen.

hvor er koefficienten for lineær ekspansion, 1 / ° С; l - rørlængde, m; t er vægens arbejdstemperatur, 0 С; t m - installationstemperatur, 0 C.

For rørledninger i et varmennetværk tages værdien af ​​t lig med kølemidlets driftstemperatur (maks.); t m - den beregnede udetemperatur til opvarmning. På gennemsnit= 12 · 10 -6 1 / ° С for kulstofstål, forlængelse af 1 m af røret med. hver 100 ° C temperaturændring vil være l = 1,2 mm / m.

For at kompensere for forlængelse af rør bruges specielle anordninger - kompensatorer, og de bruger også rørets fleksibilitet ved bøjninger i ruten af ​​varmeanlæg (naturlig kompensation).

Ifølge driftsprincippet er ekspansionsfuger opdelt i aksial og radial. Aksiale ekspansionsfuger er installeret på lige sektioner af varmeledningen, da de er designet til at kompensere for kræfter, der kun opstår som følge af aksiale forlængelser. Radiale ekspansionsfuger er installeret på varmesystemer af enhver konfiguration, da de kompenserer for både aksiale og radiale kræfter. Naturlig kompensation kræver ikke installation af specielle enheder, så den skal bruges først.

I varmenetværk bruges aksiale ekspansionsfuger af to typer: pakdåse og linse. I pakningsboksens ekspansionsfuger (fig. 6.11) fører rørets temperaturdeformationer til dysens 1 bevægelse inde i huset 5, mellem hvilken pakdåsepakningen er placeret til tætning 3. Pakningen spændes fast mellem trykringen 4 og pakningsfølgeren 2 ved hjælp af bolte 6.

Ris. 6.11. Pakdåse ekspansionsfuger

a - ensidig; b - dobbeltsidet: 1 - glas; 2 - grub aksel; 3 - pakning af pakningskasse; 4 - en trykring; 5 - sag; 6 - strammebolte

Som pakningsemballage anvendes en asbestprintet ledning eller varmebestandig gummi. Under arbejdet bliver emballagen slidt og mister sin elasticitet, derfor er dens periodiske stramning (fastspænding) og udskiftning nødvendig. For muligheden for at udføre disse reparationer placeres pakdåseudvidelsesfuger i kamre.

Ekspansionsfugerne er forbundet med rørledningerne ved svejsning. Under installationen er det nødvendigt at efterlade et mellemrum mellem skålens flange og stødets ring, hvilket udelukker muligheden for trækstyrker i rørledningerne i tilfælde af et temperaturfald under installationstemperaturen, og også omhyggeligt justeres midterlinjen for at undgå forvridninger og fastklemning af skålen i kroppen.

De største fordele ved pakdåse ekspansionsfuger er små dimensioner (kompakthed) og lav hydraulisk modstand, som de fandt som følge heraf bred anvendelse i varme netværk, især når man lægger under jorden. I dette tilfælde er de installeret ved d y = 100 mm eller mere med overjordisk lægning - ved d y = 300 mm eller mere.

I linsekompensatorer (fig. 6.12). ved temperaturforlængelser af rør forekommer komprimering af specielle elastiske linser (bølger). Dette sikrer fuldstændig tæthed i systemet og kræver ikke vedligeholdelse af ekspansionsfugerne.

Linser er lavet af stålplade eller stemplede halvlinser med en vægtykkelse på 2,5 til 4 mm ved gassvejsning. For at reducere hydraulisk modstand indsættes et glat rør (kappe) langs bølgerne inde i kompensatoren.

Objektivekspansionsfuger har en relativt lille kompenseringskapacitet og en stor aksial reaktion. I denne henseende installeres et stort antal bølger for at kompensere for temperaturdeformationerne af rørledninger i varme netværk, eller deres foreløbige strækning. De bruges normalt op til tryk på ca. 0,5 MPa, da bølger ved højt tryk kan svulme op, og en stigning i bølgernes stivhed ved at øge vægtykkelsen fører til et fald i deres kompenserende evne og en stigning i aksial reaktion.

Naturlig kompensation af temperaturdeformationer opstår som følge af bøjning af rørledningerne. Bøjede sektioner (bøjninger) øger rørledningens fleksibilitet og øger dens kompenseringskapacitet.

Med naturlig kompensation ved rutenes svingninger fører temperaturdeformationer af rørledningerne til tværgående forskydninger af sektionerne (fig. 6.13). Forskydningsmængden afhænger af placeringen af ​​de faste understøtninger: jo længere sektionen er, desto større er dens forlængelse. Dette kræver en forøgelse af bredden på kanalerne og vanskeliggør betjeningen af ​​bevægelige understøtninger, såvel som det gør det umuligt at bruge moderne kanalløs lægning på banens sving. De maksimale bøjningsspændinger opstår ved den faste understøtning af den korte sektion, da den forskydes med en stor mængde.

Radiale ekspansionsfuger, der bruges i varme -netværk, omfatter fleksibel og bølget hængslet type. I fleksible kompensatorer elimineres temperaturdeformationer af rørledninger ved hjælp af bøjninger og vridninger af specielt bøjede eller svejsede sektioner af rør i forskellige konfigurationer: U- og S-formet, lireformet, omega-formet osv. U-formede ekspansionsfuger(Fig. 6.14, a).

Deres kompenserende evne bestemmes af summen af ​​deformationer - langs aksen for hver af rørledningssektionerne. I dette tilfælde opstår de maksimale bøjningsspændinger i segmentet længst fra rørledningens akse - kompensatorens bagside. Sidstnævnte, bøjning, forskydes med et beløb y, hvormed det er nødvendigt at øge dimensionerne af den kompenserende niche.

For at øge kompensatorens kompenseringskapacitet eller reducere forskydningen installeres den med en foreløbig (monterings) strækning (figur 6.14, b). I dette tilfælde er kompensatorens bagside buet indad, når den ikke fungerer og oplever bøjningsspændinger. Når rørene forlænges, kommer kompensatoren først til en ustresset tilstand, og derefter er ryggen bøjet udad og bøjningsspændinger af det modsatte tegn vises i den.

Hvis i ekstreme stillinger, dvs. Det vil sige, at under den foreløbige strækning og i driftstilstand, når de maksimalt tilladte spændinger, så kompensatorens kompenseringskapacitet fordobles i sammenligning med kompensatoren uden foreløbig strækning. Ved kompensation af de samme temperaturdeformationer i kompensatoren med foreløbig strækning vil ryglænet ikke bevæge sig udad, og derfor vil kompensationsnichens dimensioner falde. Arbejde fleksible ekspansionsfuger andre konfigurationer - det sker på omtrent samme måde.

Beregning af naturlig kompensation og fleksible ekspansionsfuger består i at bestemme kraften og maksimal belastning, der opstår i farlige sektioner, i valget af længderne på rørledningssektioner, der er fastgjort i faste understøtninger, og de geometriske dimensioner af ekspansionsfugerne, samt i at finde størrelsen af ​​forskydninger, når kompensere for termiske deformationer.

Beregningsmetoden er baseret på love i teorien om elasticitet, der forbinder deformationer med spændinger og geometriske dimensioner af rør, bøjningsvinkler og ekspansionsfuger. I dette tilfælde bestemmes spændingerne i den farlige sektion under hensyntagen til den samlede virkning af indsatsen fra rørets temperaturdeformationer, kølevæskens indre tryk, vægtbelastningen osv. De samlede spændinger må ikke overstige det tilladte værdi.

I praksis udføres beregningen af ​​de maksimale bøjningsspændinger i bøjede ekspansionsfuger og områder med naturlig kompensation i henhold til særlige nomogrammer og grafer. Som et eksempel viser fig. 6.15 viser et nomogram til beregning af en U-formet kompensator.

Beregningen af ​​den U-formede kompensator i henhold til nomogrammet udføres afhængigt af værdien af ​​temperaturforlængelsen af ​​rørledningen t og det accepterede forhold mellem længden af ​​kompensatorens B-bagside og dens udhæng H (vist med pile) .

Nomogrammer er bygget til forskellige standard rørdiametre, fremstillingsmetode og bøjningsvinkler. I dette tilfælde er de accepterede værdier for de tilladte bøjningsspændinger, lineær ekspansionskoefficient og installationsbetingelserne også angivet.

Ekspansionsfuger med bølget hængsel (fig. 6.16) er linsekompensatorer, der er spændt med bånd med en hængselindretning 1 ved hjælp af understøtningsringe 2, der er doneret til rørene. Når de installeres på et spor med en brudt linje, kompenserer de for betydelige termiske forlængelser ved at arbejde i bøjning omkring deres hængsler. Sådanne kompensatorer fremstilles til rør med d y = 150-400 mm til et tryk på P ved 1,6 og 2,5 MPa og en temperatur på op til 450 ° C. Udligningskapaciteten for de hængslede ekspansionsfuger afhænger af den maksimalt tilladte rotationsvinkel for ekspansionsfugerne og ordningen for deres installation på ruten.

Ris. 6.16. Det enkleste design hængsel-type kompensator; 1 - hængsler; 2 - understøtningsring

Ris. 6.15. Nomogram til beregning af rørledningens U-formede ekspansionsled = 70 cm.

Under drift ændrer rørledninger deres temperatur på grund af ændringer i temperaturen i miljøet og de pumpede væsker. Udsving i temperaturen på rørledningens væg fører til en ændring i dens længde.

Loven om ændring i rørledningens længde udtrykkes ved ligningen

Δ=α · l(t y - t o ),

hvor Δ er rørledningens forlængelse eller forkortelse; a - koefficient for lineær ekspansion af rørmetal (for stålrør α = 0,000012 1 / ° С); l er rørledningens længde; t y - rørledning lægningstemperatur; t 0 - omgivelsestemperatur.

Hvis enderne af rørledningen er stift fastgjort, opstår der termisk spænding i den fra træk- eller trykbelastninger, hvis størrelse bestemmes af Hookes lov

hvor E- elasticitetsmodul for rørmaterialet (til stål) E= 2,1 10 6 kg / cm2 = 2,1 · 10 5 MPa).

Disse spændinger forårsager ved punkterne for rørledningens forankringskræfter rettet langs rørledningens akse, uafhængigt af længden og lig med

hvor σ - tryk- og trækbelastning, der opstår i røret som følge af temperaturændringer; F - området for rørmaterialets frie tværsnit.

Mængden N kan være meget stor og føre til ødelæggelse af rørledninger, fittings, understøtninger samt skader på udstyr (pumper, filtre osv.) og tanke.

Ændringer i længden af ​​underjordiske rørledninger afhænger ikke kun af temperatursvingninger, men også af rørets friktionskraft mod jorden, hvilket forhindrer ændringer i længden.

Hvis kræfterne fra termiske spændinger ikke afhænger af rørledningens længde, er rørets friktionskraft direkte mod jorden direkte proportional med rørledningens længde. Der er en sådan længde, hvor friktionskræfterne kan afbalanceres med den termiske kraft, og rørledningen vil ikke ændre længden. I sektioner af kortere længde vil rørledningen bevæge sig i jorden.

Den begrænsende længde af en sådan sektion 1 maks, hvor rørledningens bevægelse i jorden er mulig, bestemmes af ligningen

hvor δ er rørets vægtykkelse, cm; k - jordtryk på røroverfladen, kg / cm2; μ er rørets friktionskoefficient mod jorden.

5.2. Kompensatorer

Aflæsning af rørledninger fra termiske belastninger udføres ved at installere ekspansionsfuger. Kompensatorer er enheder, der tillader rørledninger frit at forlænge eller trække sig sammen med temperaturændringer uden at beskadige forbindelserne. Linse, pakdåse, bøjede ekspansionsfuger bruges.

Når man vælger rørledningsruten, er det nødvendigt at stræbe efter at sikre, at termiske forlængelser af nogle sektioner kunne opfattes af andres deformationer, dvs. stræbe efter selvkompensation af rørledningen og bruger alle dens sving og bøjninger til dette.

Objektivkompensatorer(Fig. 5.5) bruges til at kompensere for forlængelse af rørledninger med et arbejdstryk på op til 0,6 MPa med en diameter på 150 til 1200 mm.

Ris. 5.5. Objektivkompensatorer med to flanger

Kompensatorer er lavet af koniske plader (stemplet), hvert par plader svejset sammen danner en bølge. Antallet af bølger i kompensatoren laves ikke mere end 12 for at undgå knæk. Linsens ekspansionsfugeres kompenserende kapacitet er op til 350 mm.

L Eksterne ekspansionsfuger er kendetegnet ved tæthed, små dimensioner, let fremstilling og betjening, men deres anvendelse er begrænset af deres uegnethed til høje tryk. Pakdåseudvidelsesfuger (figur 5.6) er aksiale ekspansionsfuger og bruges til tryk op til 1,6 MPa. Ekspansionsfuger består af et støbejern eller stållegeme og et glas inkluderet i det. Tætningen mellem skålen og kroppen er skabt af en kirtel. Kirtelkompensationsgrøftens kompenserende kapacitet er fra 150 til 500 mm.

Pakdåseudvidelsesleddene installeres på rørledningen med præcis lægning, da mulige forvrængninger kan føre til fastklemning af dysen og ødelæggelse af ekspansionsleddet. Kirteludvidelsesfuger er upålidelige med hensyn til tæthed, kræver konstant overvågning af kirteltætningen og har derfor begrænset anvendelse. Disse ekspansionsfuger installeres på rørledninger med en diameter på 100 mm og derover for ikke-brændbare væsker og på damprørledninger.

Bøjede ekspansionsfuger har U-formede (fig. 5.7), lireformede, S-formede og andre former og fremstilles på installationsstedet fra de rør, hvorfra rørledningen er samlet. Disse ekspansionsfuger er velegnede til alle tryk, balancerede og tætte. Deres ulemper er deres betydelige dimensioner.

09.04.2011

Introduktion

V de sidste år i Rusland, kanalløs lægning af varmeledninger med brug af stål før isolerede rør, til kompensation af temperaturdeformationer, hvis startbælgeudvidelsesled (SK) og præisolerede bælgeudvidelsesanordninger (SKU) anvendes.

Som allerede beskrevet tidligere, er det tilrådeligt at anvende startkompensatorer til kanalløs lægning på varmeanlæg i disse varmeanlæg hvor der anvendes kvantitativ regulering af varmebelastninger. Derudover kan starterbælge -ekspansionsfugerne bruges i områder med blødt klimatiske forhold når kølevæskens temperaturforskelle er relativt gennemsnitstemperatur ubetydelig og stabil. På kvalitetsregulering varmebelastninger i spidsopvarmningstilstande såvel som under køling og aftapning af kølevæske, som ganske ofte forekommer i mange regioner i Rusland, temperaturspændinger på rørledningen og faste understøtninger stiger kraftigt, hvilket ofte fører til ulykker ved de startende ekspansionsfuger.

I betragtning af også vanskelighederne ved "opstart" af startekspansionsled og reparationer af rørledninger anvendes aksiale SC'er i de fleste regioner i Rusland. Nogle gange, med kanalløs lægning af en præisoleret varmeleder, placeres en aksial bælgeudvidelsesled i et kammer. Men i de fleste tilfælde bruges varmeisolerede SKU'er, der fremstilles på isoleringsanlæg fra aksiale SKU'er. Designerne af disse I & C -systemer er forskellige (hver plante har sit eget design), men de har alle fælles træk:

• vandtætning af den bevægelige del af SKU'en giver ikke holdbar beskyttelse mod grundvand med gentagen cyklisk eksponering, hvilket fører til befugtning af varmeisoleringen, øget elektrokemisk korrosion af kompensatoren og rørledningsdele, kloridkorrosion af bælgen, som ikke må tillades, og fjernovervågningssystemet (ODC) fungerer ikke, fordi signaltråde inde i kompensationsanordningen blev lagt i en isolerende cambric langs hele dens længde (op til 4,5 m);
• På grund af den utilstrækkelige bøjningsstivhed i strukturen af ​​et sådant IMS er bælgen ikke beskyttet mod bøjningsmomenter, derfor stiger kravene til rørledningens tilpasning under installationen.

Om oprettelsen af ​​et pålideligt design til en varmeisoleret aksial SKU

Efter at have analyseret funktionerne i de eksisterende I & C-strukturer har OJSC NPP Kompensator sammen med OJSC VNIPIenergoprom siden 2005 begyndt at udvikle sit eget design af et fuldt varmeisoleret aksialt I & C-system til kanalløs lægning af varmeledninger, der giver pålidelig vandtætning fra grundvand og beskytter bælgen mod mulig nedbøjning af rørledningen i hele levetiden.

Under udviklingsprocessen blev testet forskellige muligheder enheden til vandtætning fra grundvand i den bevægelige del af SKU'en til cyklisk driftstid: tætningsringe af gummi forskellige mærker; forsegling af manchetter forskellige konfigurationer profil; pakdåse pakning. Cykliske test af prototyper af SKU med forskellige designs vandtætningsenheder blev udført i et badeværelse fyldt med vand-sandophæng, hvilket simulerede de værste betingelser for deres drift. Det har test vist forskellige slags sæler, der fungerer under friktionsbetingelser, giver ikke pålidelig vandtætning af flere årsager: muligheden for at sandkorn kan komme mellem tætningen og polyethylenskallen, hvilket i sidste ende vil føre til en krænkelse af vandtætningen; og også umuligheden for at sikre stabiliteten af ​​installationens kvalitet o-ringe eller manchetter af en fast størrelse på grund af den store spredning (op til 14 mm) af de tilladte maksimale afvigelser af polyethylenskallens diameter og dens ovalitet. Vandtætningsenheden med brug af pakdåseemballage viste sig at være den bedste. Men det er ikke muligt at kontrollere kvaliteten af ​​vandtætning med pakdåseemballage under fremstilling af I&C.

Derefter blev det besluttet at bruge en ekstra beskyttelsesbælge som en vandtætningsenhed i kombination med en pakdåseemballage ( Detaljeret beskrivelse designs, se arbejde). Prototyper af SKU bestod med succes cykliske test, og i 2007 begyndte deres serieproduktion. Hovedforbrugeren af ​​dette design af I&C er virksomhederne i varmeanlæggene i Republikken Hviderusland, hvor kravene til kvaliteten og pålideligheden af ​​opførelsen af ​​varmeanlæg er noget højere end i Rusland. I Ruslands varmenetværk er kun et par dusin af disse I & C -systemer blevet installeret på grund af deres relativt høje omkostninger i forhold til omkostningerne ved kompensationsudstyr, der tidligere blev brugt.

Samtidig begyndte serielle leverancer af et forenklet design af varmeisoleret kontrolsystem uden yderligere beskyttelsesbælge, men med brug af en antikorrosiv belægning af arbejdsbælgen. Dette design indeholder alle kravene, er vandtætningsenheden fremstillet ved hjælp af pakning. I løbet af de sidste 3,5 år har sådanne termisk isolerede I & C -systemer fundet bred anvendelse i mange regioner i Den Russiske Føderation.

Under hensyntagen til installations- og driftsorganisationernes ønsker samt under hensyntagen til de høje omkostninger ved varme- og vandisolerede I & C-systemer med en ekstra beskyttelsesbælge fik teamet i JSC NPP "Compensator" til opgave at oprette en mindre arbejdskrævende design af et varme-vandisoleret kontrolsystem, der giver pålidelig vandtætning fra grundvand og "ligegyldig" til mulig forskydning af rørledningen.

Den ekstra beskyttelsesbælge, som øgede omkostningerne ved SKU'en betydeligt, måtte opgives, og derefter opstod spørgsmålet om at sikre pålidelig vandtætning igen. Forskellige konstruktive løsninger til vandtætningsenheden blev overvejet igen. Friktionsforseglingen blev droppet med det samme. Stabiliteten af ​​kvaliteten af ​​vandtætningsemballagepakning afhænger af den "menneskelige faktor". Det var fristende at bruge en gummikobling, som det gøres i nogle isoleringsanlæg, men afprøvningerne af gummikoblingen for aksiale forskydninger viste, at når den er komprimeret, tager koblingen ikke formen af ​​en korrugering, og ved krydset går den i stykker, hvor der med tiden dannes et brud på koblingen. Ja, og hent et ark gummimateriale og lim til det, at bevare deres fysiske og mekaniske egenskaber i 30 år, er meget vanskeligt, da de gummiplader, der kommercielt produceres af vores industri, ikke opfylder disse krav.

I begyndelsen af ​​2009 blev der udviklet et nyt design af et varmehydraulisk isoleret IMS, der tog hensyn til alle installations- og driftsorganisationernes ønsker: mindre arbejdskrævende at fremstille, og hvor der blev brugt en grundlæggende ny vandtætningsenhed. Designet er baseret på det gennemprøvede design af kontrolsystemet til jord- og kanaludlægning af varmeledninger, der har været vellykket siden 1998. Der er også installeret cylindriske styrestøtter på begge sider af bælgen, som bevæger sig teleskopisk sammen med dyserne af kompensationsindretningen langs den indre overflade af det tykvæggede hus og beskytte bælge mod tab af stabilitet i tilfælde af forkert justering af rørledningen.

Vandtætning af den bevægelige del af SKU'en udføres ved hjælp af en elastisk, støbt membran i ét stykke. Membranen er hermetisk fastgjort til kompensationsindretningens struktur. Dette giver os mulighed for at garantere fuld beskyttelse bælge og varmeisolering mod grundvandsindtrængning i hele kontrolsystemets levetid. Selve membranen er beskyttet mod jord og sand af en tæt pakket pakdåse. Således giver det nye vandtætte design af kompenseringsindretningen en to-niveau beskyttelse af bælgenes ydre overflade og strukturen i kontrolsystemet som helhed.

Signalledere for UEC-systemet inde i kompensationsanordningen er lagt i en elektrisk isolerende varmebestandig cambric, perforeret for at tillade UEC-systemet at fungere i tilfælde af lækage af bælge eller vandtætningsmembran, hvilket er usandsynligt, da lækage i dette design minimeres.

Hele SKU-kabinettets ydre overflade er beskyttet mod det ydre miljø af en specialdesignet varmekrympbar manchet af polyethylen. også i nyt design termisk isolering af bælgen er tilvejebragt, hvilket gør det muligt at udelukke muligheden for kondensdannelse inde i IMS.

Så i det nye design af SKU'en bruges en grundlæggende ny løsning som en vandtætningsenhed - en vandtæt elastisk membran. Hvad er det?

Den vandtætte elastiske membran er fremstillet ved støbning i forme af en blanding baseret på et specielt udviklet gummi og er designet til en IMS levetid på op til 50 år med kanalløs lægning.

Membranen, der bruges til vandtætning i konstruktionen af ​​SKU'en, gør det muligt at undgå brug af en friktionsenhed som hovedforseglingselement. Den specielt designede form af membranen tillader dens uhindrede bevægelse under temperaturdeformationer af varmelederen i forhold til det stationære hus af SKU'en.

Temperaturmålingerne af membranen, udført af OJSC "VNIPIenergoprom Association", viste, at membranen ved en temperatur på 150 ° C ikke mister sine fysiske og mekaniske egenskaber og er i funktionsdygtig stand gennem hele IMS's levetid.

Kvalifikationstest af et nyt design af et termisk vandisoleret aksialt IMS med en membran blev udført i sommeren 2009 sammen med repræsentanter for OJSC "VNIPIenergoprom Association" og NP RT.

Ved testning af IMS for at bekræfte sandsynligheden for fejlfri drift i cyklisk driftstid blev de værste driftsbetingelser simuleret: en prototype af kompensationsanordningen blev anbragt i en tønde med vand og udsat for cyklisk aksial kompressionsspændingstest. Hver 1000 cyklus blev kontrolmålinger af den elektriske modstand mellem SKU -grenrørene og signallederne i UEC -systemet udført ved en testspænding på 500 V.

Efter at have afskrevet den tildelte driftstid, under hensyntagen til sandsynligheden for fejlfri drift (i alt ca. 30.000 cyklusser), blev cykliske test afbrudt. Prototypen SKU blev testet for styrke og tæthed, hvorefter kabinettet blev fjernet fra den. Der blev ikke fundet skader på bælgen, membranen eller spor af vandindtrængning i SCU's indre.

Interdepartemental Testing Commission "gav klarsignal" til serieproduktion af varmeisoleret I&C af et nyt design på OJSC "NPP" Compensator ", der begyndte i 2010.

Baseret på resultaterne af leverancer af de første batcher af I&C af et nyt design til virksomhederne i varmeanlæg blev der indsamlet ønsker og forslag fra design- og installationsorganisationer, baseret på analysen af ​​hvilke der blev foretaget ændringer i designet af en varme -isoleret I&C med hensyn til nem installation og varmeisolering af leddet i I&C med rørledningen, optimering af vægt og størrelsesegenskaber, forening af dele SKU. SKU -vandtætningsenheden blev også forbedret med hensyn til at øge dens pålidelighed og beskyttelse mod mekaniske skader.

"VNIPIenergoprom" udfører konstant overvågning, produktion og laboratorietest af varmeisolerede I&C og andre produkter fra JSC "NPP" Compensator "for at bekræfte deres tekniske egenskaber.

Litteratur

1. Logunov V.V., Polyakov V.L., Slepchenok V.S. Erfaring med brug af aksiale bælge ekspansionsfuger i varme netværk // Nyheder om varmeforsyning. 2007. Nr. 7. S. 47-52.
2. Maksimov Yu.I. Nogle aspekter ved design og konstruktion af kanalfrie termisk belastede præisolerede rørledninger med brug af startkompensatorer // Nyheder om varmeforsyning. 2008. Nr. 1. S. 24-34.
3. Ignatov A.A., Shirinyan V.T., Burganov A.D. Moderniseret bælgekompenseringsenhed i polyurethanskumisolering til varmeanlæg // Nyheder om varmeforsyning. 2008. Nr. 3. S. 52-53.
4. GOST 30732-2006 Stålrør og fittings med termisk isolering af polyurethanskum med en beskyttende kappe. Tekniske forhold.
5. Begivenheder og planer for NP "Rossiyskoe teplosnabzhenie" // Nyheder om varmeforsyning. 2009. Nr. 9. P. 10. Nyheder om varmeforsyning nr. 4 (april), 2011

Ethvert materiale: fast, flydende, gasformigt, i overensstemmelse med fysikkens love, ændrer dets volumen i forhold til temperaturændringen. For objekter, hvis længde væsentligt overstiger bredden og dybden, for eksempel rør, er hovedindikatoren den langsgående ekspansion langs aksen - termisk (temperatur) forlængelse. Et sådant fænomen skal tages i betragtning under implementeringen af ​​visse ingeniørarbejder.

For eksempel under en togtur høres et karakteristisk aflytning på grund af skinnens termiske samlinger (fig. 1), eller når der lægges kraftledninger, monteres ledningerne, så de hænger mellem understøtningerne (fig. 2).

fig.4

Det samme sker i ingeniør VVS... Under indflydelse temperaturforlængelser, ved anvendelse af upassende materialer og fravær af foranstaltninger til termisk kompensation i systemet, rørene hænger (fig. 4 til højre), indsatsen på fastgørelseselementerne på de faste understøtninger og på installationselementerne øges, hvilket reducerer holdbarheden af systemet som helhed, og i ekstreme tilfælde kan det føre til en ulykke.

Stigningen i rørledningens længde beregnes med formlen:

ΔL - stigning i elementets længde [m]

α - koefficienten for termisk ekspansion af materialet

lo - elementets oprindelige længde [m]

T2 - sluttemperatur [K]

T1 - starttemperatur [K]

Kompensation for termisk ekspansion for rørledninger ingeniørsystemer udføres hovedsageligt på tre måder:

• naturlig kompensation på grund af en ændring i retning af rørledningsruten
• brug af kompensationselementer, der er i stand til at absorbere lineære rørudvidelser (ekspansionsfuger);
• forspænding af rør ( denne måde farligt nok og bør bruges med ekstrem forsigtighed).

fig. 5

Naturlig kompensation bruges hovedsageligt i den "skjulte" installationsmetode og repræsenterer lægning af rør med vilkårlige buer (fig. 5). Denne metode er velegnet til polymerrør med lav stivhed, såsom rørledninger fra KAN-therm Push System: PE-X eller PE-RT. Dette krav er angivet i SP 41-09-2005(Design og installation interne systemer vandforsyning og opvarmning af bygninger ved hjælp af rør fremstillet af "tværbundet" polyethylen) i afsnit 4.1.11 Ved lægning rør PE-S i gulvstrukturen er det ikke tilladt at strække i en lige linje, men de skal lægges med buer med lille krumning (slange) (...)

Dette giver mening, når rørledninger installeres efter rør-i-rør-princippet, dvs. i et korrugeret rør eller i rørets varmeisolering, hvilket ikke kun er angivet i SP 41-09-2005, men også i SP 60.13330-2012 (Opvarmning, ventilation og aircondition) i afsnit 6.3.3 ... Anlæg af rørledninger fra polymerrør skal være forsynet med skjulte: i gulvet (i bølgepipen) ...

Termisk forlængelse af rørledninger kompenseres af hulrum i beskyttelsen bølgepap eller varmeisolering.

Når du udfører denne form for kompensation, skal du være opmærksom på armaturernes anvendelighed. Overbelastning på grund af bøjning af rørene kan føre til revner i tee (fig. 6). For at garantere at undgå dette, bør ændringen i retning af rørledningsruten finde sted i en afstand på mindst 10 ydre diametre fra beslagsdysen, og røret ved siden af ​​armaturet skal være stift fastgjort, dette igen, minimerer effekten af ​​bøjningsbelastninger på beslagene.

fig. 6

En anden form for naturlig temperaturkompensation er den såkaldte "stive" fastgørelse af rørledninger. Det er en nedbrydning af rørledningen til begrænsede sektioner af temperaturkompensation på en sådan måde, at den mindste stigning i røret ikke i væsentlig grad påvirker lineariteten af ​​dens lægning, og overdrevne belastninger går i bestræbelser på at fastgøre punkterne på faste understøtninger (fig. 7).

fig. 7

Denne form for kompensation virker til bukning. For at beskytte rørledninger mod skader er det nødvendigt at opdele rørledningen med punkter med faste understøtninger i kompensationsafsnit på højst 5 m. Det skal bemærkes, at ved en sådan lægning, ikke kun udstyrets vægt, men også spændingerne fra termiske forlængelser, påvirker rørledningens fastgørelseselementer. Dette fører til behovet for at beregne den maksimalt tilladte belastning på hver af understøtningerne hver gang.

De kræfter, der opstår ved termiske forlængelser og virker på punkterne i den faste understøtning, beregnes ved hjælp af følgende formel:

DZ - rørledningens ydre diameter [mm]

s - rørledningens vægtykkelse [mm]

α - koefficienten for termisk forlængelse af røret

E - elasticitetsmodul (Young) af rørmaterialet [N / mm]

ΔT - ændring (stigning) i temperatur [K]

Desuden virker egenvægten af ​​rørdelen fyldt med kølemiddel også på det faste punkt. I praksis er hovedproblemet, at ingen fastgørelsesproducent giver data om maksimum tilladte belastninger på deres fastgørelseselementer.

Naturlige ekspansionsfuger til temperaturudvidelse er G, P, Z-formede ekspansionsfuger... Denne løsning bruges på steder, hvor det er muligt at omdirigere fri termisk ekspansion af rørledninger til et andet plan (fig. 8).

fig. 8

Størrelsen på ekspansionsarmen til ekspansionsfuger af typerne "G" "P" og "Z" bestemmes afhængigt af de opnåede termiske forlængelser, materialetype og rørledningens diameter. Beregningen udføres i henhold til formlen:

[m]

K - konstant af rørmaterialet

Dz - rørledningens ydre diameter [m]

ΔL - termisk forlængelse af rørledningssektionen [m]

Materialekonstanten K er relateret til de spændinger, rørledningen kan modstå. For individuelle KAN-therm systemer præsenteres værdierne for materialekonstant K nedenfor:

Push PlatinumK = 33

Kompensationsarm af kompensatoren af ​​typen “G”:

A - længden af ​​kompensationsarmen

L - rørledningssegmentets indledende længde

ΔL - forlængelse af en sektion af rørledningen

PP - bevægelig støtte

A - længden af ​​kompensationsarmen

PS - punkt for fast understøttelse (fast fiksering) af rørledningen

S - ekspansionsfugebredde

For at beregne kompensationsskulderen A er det nødvendigt at tage den største af værdierne L1 og L2 for den ækvivalente længde Le. Bredde S skal være S = A / 2, men ikke mindre end 150 mm.

A - længden af ​​kompensationsarmen

L1, L2 - segmenternes indledende længde

ΔLx - forlængelse af rørledningssektionen

PS - punkt for fast understøttelse (fast fiksering) af rørledningen

For at beregne kompensationsindflydelsen er det nødvendigt at tage summen af ​​længderne af segmenterne L1 og L2 som den tilsvarende længde Le: Le = L1 + L2.

fig.9

Udover geometriske temperaturkompensatorer er der et stort antal af konstruktive løsninger denne slags elementer:

• bælge ekspansionsfuger,
• elastomere ekspansionsled,
• ekspansionsfuger i stof,
• sløjfeformede ekspansionsfuger.

I betragtning af det relativt høj pris nogle muligheder, sådanne ekspansionsfuger bruges oftest på steder, hvor pladsen er begrænset eller tekniske evner geometriske ekspansionsfuger eller naturlig kompensation. Disse ekspansionsfuger har en begrænset levetid, beregnet i driftscyklusser fra fuld ekspansion til fuld kompression. Af denne grund er det for udstyr, der fungerer cyklisk eller med variable parametre, vanskeligt at bestemme enhedens endelige driftstid.

Bælgeudvidelsesled anvender bælgematerialets elasticitet til at kompensere for termiske forlængelser. Bælge er ofte lavet af af rustfrit stål... Dette design bestemmer elementets levetid - cirka 1000 cyklusser.

Levetiden for aksiale ekspansionsfuger af bælgtypen reduceres betydeligt i tilfælde af forkert montering af ekspansionsleddet. Denne funktion kræver høj nøjagtighed i deres installation, såvel som deres korrekt fastgørelse:

• det er muligt at montere mere end et ekspansionsled i mellem 2 tilstødende punkter på faste understøtninger;
• de bevægelige understøtninger skal helt omslutte rørene og ikke skabe en stor kompensationsmodstand. Maksimal størrelse tilbageslag ikke mere end 1 mm;
• aksial ekspansionsled for større stabilitet anbefales det at installeres i en afstand på 4Dn fra en af ​​de faste understøtninger;

Hvis du har spørgsmål vedr temperaturkompensation rørledninger i KAN-therm-systemet, kan du referere til .

190. Termiske deformationer det anbefales at kompensere ved at dreje og bøje rørledningens rute. Hvis det er umuligt at begrænse os til selvkompensation (på helt lige sektioner af betydelig længde osv.), Installeres U-formet, linse, bølget og andre kompensatorer på rørledningerne.

I tilfælde hvor i projektdokumentation der tilbydes damprensning, eller varmt vand, anbefales det at stole på disse betingelser for kompensationskapaciteten.

192. Det anbefales at anvende U-formede ekspansionsfuger til procesrørledninger i alle kategorier. Det anbefales, at de laves enten bøjet af massive rør eller ved hjælp af bøjede, stejlt bøjede eller svejsede bøjninger.

I tilfælde af foreløbig ekspansion (komprimering) af ekspansionsleddet anbefales dets værdi at angives i konstruktionsdokumentationen.

193. Ved U-formede ekspansionsfuger anbefales det af sikkerhedsmæssige årsager at lave bøjede bøjninger fra sømløse rør og svejsede bøjninger fra sømløse og svejsede langsgående sømrør.

194. Det anbefales ikke at anvende vand- og gasrør til fremstilling af U-formede ekspansionsfuger, og elektriske svejsede rør med en spiralsøm er tilladt for lige sektioner af ekspansionsfuger.

195. Af sikkerhedsmæssige årsager anbefales det at installere U-formede ekspansionsfuger vandret under iagttagelse af den generelle hældning. I berettigede tilfælde (med et begrænset område) kan de placeres lodret med en løkke op eller ned med en passende drænanordning på det laveste punkt og ventilationsåbninger.

196. Inden installation anbefales det at installere U-formede ekspansionsfuger på rørledninger sammen med afstandsstykker, som fjernes efter fastgørelse af rørledningerne på faste understøtninger.

197. Objektivekspansionsfuger, aksiale og ledede ekspansionsfuger anbefales at bruges til teknologiske rørledninger i overensstemmelse med NTD.

198. Ved montering af linsens ekspansionsfuger på vandrette gasledninger med kondenserbare gasser anbefales det for hver linse at sørge for kondensatdræning af sikkerhedsmæssige årsager. Grenrør til drænrør Det anbefales af sikkerhedsmæssige årsager at være fremstillet af et sømløst rør. Ved montering af linseekspansionsfuger med en indvendig muffe på vandrette rørledninger på hver side af ekspansionsleddet anbefales det af sikkerhedsmæssige årsager at installere styrestøtter i en afstand på højst 1,5 DN af ekspansionsleddet.

199. Ved installation af rørledninger anbefales det at forstrække eller komprimere kompensationsanordningerne af sikkerhedsmæssige årsager. Det anbefales at angive mængden af ​​foreløbig strækning (kompression) af kompenseringsanordningen i projektdokumentationen og i passet til rørledningen. Strækmængden kan ændres med korrektionens størrelse under hensyntagen til temperaturen under installationen.

200. Kvaliteten af ​​ekspansionsfuger, der skal installeres på teknologiske rørledninger, anbefales at bekræftes af pas eller certifikater.

201. Ved installation af kompensatoren anbefales det at indtaste følgende data i pipeline -passet:

Tekniske egenskaber, producent og kompensatorens fremstillingsår;

Afstand mellem faste understøtninger, kompensation, mængden af ​​foreløbig strækning;

Omgivende lufttemperatur ved installation af ekspansionsled og installationsdato.

202. Beregning af U-formede, L-formede og Z-formede ekspansionsfuger anbefales i overensstemmelse med kravene i NTD.