Установка сильфонных компенсаторов на трубопроводах

Принцип работы сильфонного компенсатора

Компенсатор устанавливается на трубы для предотвращения теплового расширения
В трубопроводе возникают напряжения, компенсатор отопления противодействует деформации за счет упругой оболочки. Контуры выходят из строя из-за нагрузки осевого сдвига и поворота, в зависимости от этого используются определенные типы разгрузочных вставок.

Устройства нужно устанавливать в системах:

• отопительных магистралей под давлением;
• замкнутых подающих и обратных контуров;
• трубопроводов перекачки газов и жидкостей.

Сильфонные установки надежно соединяют участки теплотрассы, если правильно подобраны и смонтированы. Конструкции гасят вибрацию с малыми и большими амплитудами, при этом размах колебаний не должен быть больше 10% от общих сдвигов компенсатора.

Универсальные или сбалансированные вставки используются, если типовые устройства не удовлетворяют требованиям или в сети есть риск скачка давления свыше допустимых показателей.

Что такое гидроудар

Гидравлический удар(гидроудар) представляет собой кратковременное, но резкое и сильное повышение(понижение) давления в трубопроводе(в системе водоснабжения) при внезапном торможении(ускорение) двигавшегося по нему потока жидкости.
Простыми словами гидроудар-это резкий скачок давления в трубах

Гидравлический удар бывает:

• Положительный – когда давления в трубопроводе очень резко повышается. Это может произойти, при быстром закрытие крана(вентиля, задвижки) или включения насоса.
• Отрицательный – когда наоборот, происходит понижение давления в водопроводе, из-за того, что открыли кран или выключили циркуляционный насос.

Наибольшую опасность для водопровода представляет положительный гидроудар. Допустим вы открыли кран и помыли посуду. Закончили мыть, вода вам не нужна, закрыли кран.

При этом в водопроводе происходит следующее. Водный поток некоторое время, по инерции, течёт с прежней скоростью. Потом сталкивается с преградой (кран ведь закрыли). И «ударяясь» об эту преграду, образуется обратная волна. А так как вся система водоснабжения герметична. У этой обратной волны происходит столкновение с водным потоком идущим на встречу. В результате получается гидроудар.

Самые первые признаки гидроудара – глухие стуки и щелчки, слышимые при открытие или закрытие крана. Появления подтеков в местах соединения водопроводных труб или подтекающие краны.

Причины возникновения гидравлического удара

Основными причина , возникновения гидроудара системе водоснабжения:

• Резкое перекрытии запорной арматуры(кранов, вентилей, задвижек.
• Поломка или отключение циркуляционного насоса, насосной станции.
• Воздушные пробки в системе водопровода.
• Перепады сечения водопроводных труб.

В основном, гидроудар происходит при резком закрытии запорной арматуры. Вода проходит по трубам с постоянным давлением, но когда происходит резкое перекрытие водного потока. Давление воды на стенки труб увеличивается в несколько раз.

И в результате, могут лопнуть трубы или придут в негодность уплотнители резьбовых соединений и запорные элементы.

Конечно, резко закрытый кран не единственная причина возникновения гидроудара. Похожая ситуация бывает когда в системе остаётся воздух. В тот момент когда открывается кран, вода сталкивается с пробкой из воздуха.

И эта воздушная пробка в условиях замкнутого пространства выступает амортизатором. Вследствие чего с огромной силой выталкивает воду и происходит удар.

Также появление гидроударов могут спровоцировать трубы разного диаметра. Перепады давления, если трубы не приведены к общему знаменателю, гарантированы

Последствия гидроудара

Давление выше допустимой нормы критично для труб и их соединений. Запорная арматура тоже может выйти из строя.

От первого гидравлического удара, повреждение водопровода, обычно не происходит. Ведь изделия для водоснабжения изготавливаются с запасом, в случае повышения давления. Но последующие гидроудары будет бить в то же самое, слабое место. И в какой — то момент труба или запорная арматура выйдут из строя.

Если прорыв водопровода произошёл в квартире многоквартирного дома, то произойдет затопление, будет повреждено имущество, вашей квартиры и соседей снизу.

В случае повреждения центрального водопровода Может произойти отключения нескольких домов или района. То это уже чрезвычайное положение. Так как жильцы многоквартирных домов останутся не только без питьевой воды, но и без канализации.

Ну а если в результате гидроудара повреждается труба горячего водоснабжения. То это может привести к серьёзным ожогам.

Про температуру горячей воды в квартире читайте здесь

Технические характеристики

Сильфонный компенсатор в действии
Сильфоны выпускаются с применением рулонной стали толщиной 0,3 – 0,5 мм. Партия на выходе проверяется на стойкость к коррозии от хлора в условиях температуры +150°С. Герметичность испытывается гидростатической компрессией с помощью пузырьков азота, воздуха или гелия. В компенсаторах не допускается растяжение, протечки контрольного вещества и снижение напора.

Устройства исследуются на стойкость к нагреванию повышением температуры до +270°С и выдержкой в этих условиях не менее 1 часа. Проверяется внутренние разрывы, вспучивания и отслоения. Испытание на жесткость проводится сжатием и растяжением образца, значение должно соответствовать ГОСТ 286. 1997.

Продольные швы обечаек при изготовлении выполняются сваркой на одинаковом расстоянии один от другого. Металлические сильфоны производят способом формовки с калибровкой гофров. Устройства мелкого диаметра делают гидравлической прессовкой.

Основные размеры

Компенсаторы также ставятся на полипропиленовые трубы
Применяется визуальный и инструментальный осмотр для определения внешнего вида. Зрительно устанавливается присутствие покрытия от коррозии на патрубках и сильфоне, маркировки. На корпусе не должно быть повреждений, вмятин, капель застывшего металла. Компенсатор для полипропиленовых труб отопления не должен иметь расслоений разного размера на концах патрубка.

С помощью измерения проверяют параметры:

• размер проходного сечения;
• рабочая длина устройства;
• толщина стенок и внутренний диаметр разделки фланцев под сварку;
• перпендикулярность оси патрубка к торцу среза.

Диаметры и длины сильфонных вставок определяются в зависимости от места установки, рабочих параметров теплотрассы и мощности отопительного оборудования. Инженерные работники проводят технический расчет и выбирают размеры устройства в соответствии с нормой.

Критерии выбора

Выбирать компенсационные детали нужно зависимо от условий применения:

• Осевые — подходят для систем отопления, трубопроводов горячего водоснабжения. Чтобы соединить их с трубой, нужно использовать специальную муфту.
• Сдвиговые изделия, которые имеют две гофры. Гасят тепловое расширение по двум направлениям.
• Фланцевые — применяются для гашения гидроударов, возникающих в водопроводах. При монтаже не нужно использовать сварочное оборудование.
• Универсальные — подходят для монтажа в тех местах, где невозможно поставить другие компенсационные детали.

Во время выбора, нужно обратить внимание на толщину стенок компенсаторов. Они должны совпадать с толщиной стенок труб, на которые будут устанавливаться

Разновидности компенсаторов

Изделия выпускаются разного диаметра и длины
Конструктивное решение компенсатора определяет назначение изделия и его смещение при работе. Выпускают устройства без тепловой и гидроизоляции либо предварительная защита предусматривается на корпусе в зависимости от вида теплотрассы (воздушная или подземная).

Производитель изготавливает типы расширительных вставок:

• осевой;
• фланцевый;
• угловой;
• карданный;
• сдвиговый;
• стартовый.

Разгруженные компенсаторы применяют в теплотрассе для предупреждения распорной нагрузки, сейсмические виды используются в районах предполагаемых землетрясений. Устройства внешнего давления ставят в магистралях, когда в окружающей среде присутствует высокий напор жидкости или газа или ощущается его недостаток.

Конструкции отличаются длиной и диаметром, числом сильфонов и видом стали, размером и маркой металла патрубков. Изделия работают на поворот, растяжение, сгиб, сжатие, выпускаются с соединительными фланцами или без них.

Осевой

Осевой компенсатор предназначен для установки на прямом участке трубы
КСО компенсаторы для трубопроводов уменьшают осевой сдвиг трубопровода, снижают вибрацию и предупреждают разрушение от расширения при нагревании. Эффективность работы зависит от числа сильфонов и колец. Отличие от других типов заключается в резьбовом соединении с патрубками магистрали.

Осевые компенсаторы отличаются характеристиками:

• проходной размер 15 – 100 мм;
• выдерживает напор 16 бар;
• размер по длине – 260 мм;
• допускает перемещение по оси на сжатие до 30 мм, на расширение – 20 мм;
• параметр осевой жесткости – 30 – 89 кг/мм.

Ограничитель движения и патрубок выполнены из оцинкованного металла, сильфон и внутренний экран – из нержавейки. Для защитного корпуса используется сталь, устройство выпускается односекционным и рассчитано на температуру энергоносителя до +90°С.

Фланцевый

Фланцевый компенсатор из резины
Сильфон этого вида выполняется из резины или каучука, для фланцев сырьем служит жаропрочный металл, а корд делается из прочной ткани. Монтаж фланцевым методом значительно упрощает установку изделий. Компенсаторы используются в химически активной среде, применяются в теплоснабжении и кондиционировании, ставятся при реконструкции и ремонте котельного оборудования.

Фланцевые конструкции снижают вибрацию, уменьшают температурные сдвиги по длине, компенсируют отхождение от центральной оси трубопровода.

Основные параметры:

• условный диаметр – 32 – 800 мм;
• выдерживают температуру энергоносителя -10 — +135°С;
• работают с напором 16 Бар.

Фланцы бывают свободные и цельные по строению, к элементам труб крепятся шпильками, болтами с помощью шайб и гаек. Используются паронитовые прокладки, иногда ставятся стальные, из термо расширяющегося гранита или фторопласта.

Угловой

Угловой компенсатор
КСП (поворотный) ставится в случае ограниченности места, когда есть возможность компенсировать только сдвиг по оси и оборот контура без перемены в плоскости. Содержит в составе сильфон, направляющий элемент и крепеж. Устройство предусматривает сдвиг трубы по выбранному углу, для этого стоят шарнирные или карданные ограничители.

Характеристики поворотных (угловых) компенсаторов:

• проходной условный диаметр – 15 – 1600 мм;
• максимальный напор – 1,6 – 4 МПа;
• перемещение по оси – 24 – 200 мм;
• экран и защитный короб из стали;
• материал сильфона – нержавейка;
• выпускается с одной или двумя секциями;
• работает с энергоносителем, нагретым до +85 — +150°С.

Угловые конструкции применяются в составе теплотрассы и для перекачки нефти, газа, используются в химической отрасли.

Карданный

Карданный компенсатор
Сильфонные компенсаторы трубопроводов уравновешивают передвижение контура в разных плоскостях, благодаря шарнирным элементам, изгибаются в направлении центральной оси. Смещение магистрали возмещается по осям X, Y, Z и в плане поворота из-за усадок, вибрации. Гибкая конструкция предусматривает деформацию в жестких контурах.

Технические характеристики:

• проектируются, рассчитываются и производятся в соответствии со стандартом EJMA;
• содержат в строении 2 сильфона с шарнирами карданного типа;
• смещаются вбок на расстояние, кратное 100 мм (100, 200, 300, 400), другие размеры сдвигов заказываются отдельно;
• проходной условный диаметр – 25 – 1000 мм;
• работает с температурами энергоносителя -190 – +850°С.

Сильфон делается из нержавейки, соединители, патрубки из хромированной стали. Ставится в проектное положение сваркой или с помощью поворотного фланца. Используется в системе любых трубопроводов.

Сдвиговый

Сдвиговые компенсаторы
КССО компенсаторы уравновешивают сдвиг из-за продольного сжатия или удлинения контура под действием температуры, устраняют последствия несоосности. В конструкции есть гофрированная капсула, направляющая деталь и элементы крепежа. С помощью направляющих шпилек координируется продольное смещение.

Параметры сдвиговых компенсирующих устройств:

• условный диаметр прохода – 32 – 500 мм;
• максимальный напор 0,6 – 4 МПа;
• сильфон, стяжки и патрубок изготавливаются из нержавейки;
• материал защитного экрана выбирается заказчиком;
• выдерживает температуру энергоносителя до +850°С.

Сдвиговые устройства выполняются одно и двухсекционными, служат для компенсации напряжения в трубопроводах нефти, воды, пара, газа. Используются в разных промышленных отраслях и в энергетических комплексах.

Стартовый

Стартовый компенсатор применяется одноразово при запуске системы подачи горячей воды
СКК компенсатор используется временно в качестве одноразового устройства при запуске отопительной магистрали или трубопровода горячей воды.

Технические параметры:

• диаметр Ду проходной условный – 50 – 100 мм;
• сдвиг по центральной оси – 80 – 175 мм;
• жесткость устройства на уровне 430 – 2300 Н/мм;
• транспортирует воду температурой до +150°С, пар – 250°С;
• допускает скорость водяного потока до 5 м/с, пара – 65 м/с;
• нормируемое давление при запуске магистрали не должно превышать 1,5 МПа.

Стартовый компенсатор применяется при укладке контура бесканальным методом. Материал корпуса, патрубков и сильфона выбирается заказчиком.

Для трубопроводов систем тепло-водоснабжения.

В широкой номенклатуре трубопроводной арматуры компании Genebre S.A. компенсаторы занимают далеко не последнее место. Трубопроводные компенсаторы сильфонного типа Genebre, разработанные специально для систем теплоснабжения и которые достаточно распространены на подобных объектах во многих странах Европы, представлены и на российском рынке.Конструкция сильфонных компенсаторов Genebre отличается некоторыми особенностями, позволяющими гарантировать высокое качество и отличные эксплуатационные характеристики.

Компенсаторы (вибровставки): сварные, фланцевые, муфтовые.

Стремясь к снижению стоимости своей продукции, некоторые производители компенсаторов изготавливают внутренний слой сильфона из материала, обладающего более низким качеством (в то время как верхний изготовлен из материала с высоким качеством). Понятно, что при выборе такую подмену определить невозможно, она дает о себе знать уже в процессе эксплуатации, когда аварийная ситуация и ее устранение могут стоить гораздо дороже первоначальной экономии. Небольшое повреждение наружного слоя или некачественный сварной шов могут привести к попаданию воды или другого вещества внутрь сифона, что со временем приведет к его разрушению. Все слои сильфонного компенсатора Genebre изготовлены из нержавеющей стали высокого качества, что гарантирует максимальный срок эксплуатации.

Компенсаторы (вибровставки): сварные, фланцевые, муфтовые. Внутри каждого компенсатора Genebre находится специальный защитный патрубок, который предохраняет внутренний слой сильфона от содержащихся в теплоносителе веществ абразивного характера. Также защитный патрубок препятствует накоплению песка на линзах сильфона и снижает уровень сопротивления рабочему потоку.Еще одним преимуществом компенсаторов Genebre является удобный монтаж. Каждый из них полностью готов к монтажу в систему теплоснабжения: специальный фиксатор снимает необходимость растяжки компенсатора и дополнительного прогрева участка теплотрассы непосредственно перед монтажом, а также защищает сильфон при установке (от перекручивания) и ограничивает степень сжатия при эксплуатации.Все эти преимущества сильфонных компенсаторов Genebre позволяют гарантировать безаварийную продолжительную эксплуатацию устройства в трубопроводе.Резиновые компенсаторы для технической воды.

Применение:

Компенсация температурных удлинений трубопроводов, несоосности трубопроводов, устранение или снижение уровня вибрации и поглощение шумов, производимых работой трубопроводов, насосов и других механизмов.Рабочая среда:

Горячая вода, охлаждающая вода, вода с растворами солей, растворы хлора,сложные эфиры и кетоны.

Установка сильфонного компенсатора

Здесь должен стоять компенсатор
Ориентирами врезки компенсаторов служат места размещения опор, когда магистраль поделена на участки и положение заранее определено. Поддерживающие элементы выверяются при помощи уровня в трех осях, чтобы обеспечить правильную работу теплотрассы. Трубы на опорах должны скользить без дополнительного трения, для этого используются хомуты с фторопластовыми прокладками.

Предполагаемые точки установки:

• за тепловой опорой;
• за опорами от изгибов и прогибов;
• между скользящих опор.

Курс передвижения энергоносителя учитывается при монтаже компенсаторов с защитными внутренними гильзами. Направляющие элементы предупреждают сдвиг труб по касательной прямой. Учитывается диаметр Ду в миллиметрах, рабочее давление и способность уравновешивать сдвиги. Диаметр должен соответствовать аналогичному параметру теплотрассы.

Расстояние между трубами

Компенсаторы устанавливают параллельно на участках магистрали
Магистраль делится на участки, если одной сильфонной конструкции недостаточно для уравновешивания сдвигов или на теплотрассе есть ответвления. Длина отрезка не должна быть больше, чем может покрыть один компенсатор. Устройство на участке выбирается в соответствии с рабочими условиями и техническими характеристиками. Описание модели компенсатора приводится в рабочей документации при устройстве системы отопления.

Обычно сильфонное устройство врезается на расстоянии двух условных диаметров от подпорной детали. Если оно ставится между опор, расстояние до поддерживающих элементов выбирается 4 Ду. Такие размеры предупреждают изгиб трубопровода и сводят его до минимума.

Если несколько контуров из полипропилена ставятся параллельно, учитывается, что диаметр компенсатора немного превышает диаметр трубы. В этом случае сильфонные конструкции размещаются в шахматном порядке, а расстояние между трубами не увеличивается и делается по нормативам технического паспорта теплотрассы.

Полипропиленовые трубы Valtec. Общая информация

Технические характеристики труб ПП

С года основания компания Валтек завоевано значительное место на мировом рынке. Ее спецификацией является большой сантехнических устройств для водопроводов, отопительных и сточных сетей. В 2010 году они начали производство ПП труб.

Существуют однослойные и многослойные ПП трубопроводы.

Для армирования многослойных труб используется алюминий. Благодаря армированию обеспечивается полная защита от проникновения воздуха, чем снижаются риски возникновения коррозийных образований во внутренней системе приборов отопления.

Для производства труб ПП используется очень прочный полипропилен класса PPR-100. Такие изделия используют в отопительных и водопроводных системах, на промышленных предприятиях. Они способны эксплуатироваться при температурах до +90С. Компанией производится продукция по ГОСТ. Благодаря применению модифицированного полимера PP-R третьего типа обеспечивается значительная стойкость изделий к температурным колебаниям и давлению сети.

Данные трубы обладают долговечностью, эксплуатационный срок достигает пятидесяти лет. Фирмой Валтек предоставляется 7-летний гарантийный срок на свои продукты.

В ассортименте имеется наличие цельных изделий, используемые для холодного водоснабжения и низкотемпературных систем. Монтаж проводится способом контактного сваривания с использованием соединительных элементов (фитинги), специальных для труб производства Валтек, ведь качество любых систем может быть достигнуто только соответствием всех элементов.

ПП трубы Valtec выпускаются на рынок специальными четырех метровыми тубами. На которых указывается все технические характеристики.

Плюсы

К многочисленным преимуществам полипропиленовых изделий относятся:

• Как сказано выше данные трубы обладают долговечностью; • Стойкость к агрессивной среде и химическим веществам, коррозии; • Полипропилен обладает стойкостью к грибковым образованиям, плесени, а также к ультрафиолету; • Гладкость внутренних стенок, что препятствует образованию различного рода отложений; • Полипропилен является экологически чистым материалом, не изменяет свойств воды, чем является идеальным вариантом при устройстве питьевого водоснабжения; • Маленький вес, что является большим плюсом при транспортировке и монтаже; • Многофункциональное использование.

Минусы

Одним из недостатков полипропиленового материала наличие большого коэффициента теплового расширения.

Так если происходит превышение допустимого температурного значения даже на один градус, трубы начинают увеличиваться в длину.

Хотя на сегодняшний день эта проблема решается армированием. Для избежания деформационных изменений конструкция полипропиленовых изделий усиливается каркасом, придающим жесткость и не позволяющий трубе гнуться.

https://youtube.com/watch?v=BsKzDC0kpvE

Правильная эксплуатация

При подземной прокладке труб компенсаторы утепляются пенополиуретаном
Компенсирующие вставки теплоизолируются пенополиуретаном, если магистраль защищена от потерь тепла. Выполняется обязательная изоляция от протечек.

Материалы для гидроизоляции:

• полиэтилен – при закрытой установке в подземных условиях;
• оцинковка – для тепловых коммуникаций, устраиваемых открытым способом.

Изоляция ставится с учетом возможного смещения кожуха при расширении или сжатии трубопровода. Теплозащита проверяется и ремонтируется время от времени вместе с изоляцией магистрали.

Критерии выбора

Выбирать компенсационные детали нужно зависимо от условий применения:

1. Осевые — подходят для систем отопления, трубопроводов горячего водоснабжения. Чтобы соединить их с трубой, нужно использовать специальную муфту.
2. Сдвиговые изделия, которые имеют две гофры. Гасят тепловое расширение по двум направлениям.
3. Фланцевые — применяются для гашения гидроударов, возникающих в водопроводах. При монтаже не нужно использовать сварочное оборудование.
4. Универсальные — подходят для монтажа в тех местах, где невозможно поставить другие компенсационные детали.

Во время выбора, нужно обратить внимание на толщину стенок компенсаторов. Они должны совпадать с толщиной стенок труб, на которые будут устанавливаться

Нормы безопасности

Компенсатор может лопнуть, если нагрузка превышает допустимые нормы
Срок службы компенсаторов предусматривается в течение 30 лет, при этом на складе устройства могут храниться не больше 5лет перед началом работы.

В рамках срока эксплуатации допускаются нагрузки:

• сжатие-растяжение от минимума до максимума – 10 циклов;
• уменьшение или удлинение на 70% от максимального и минимального предела – 150 циклов;
• сдвиги в пределах 20% рабочего хода – 10 тыс. циклов.

Сильфонные компенсаторы должны иметь сертификаты производителя, удостоверяющие соответствие нормативам. Для сварки используются сертифицированные материалы, установку выполняют аттестованные работники. Запрещается использовать конструкции в условиях, превышающих допустимые. Нельзя применять компенсаторы в качестве подпорок при монтаже теплотрассы.

Как выбрать приспособление?

При выборе компенсатора для трубопроводов теплосетей и водоснабжения (и вообще – все компенсаторы любого назначения) необходимо помнить о следующих нюансах:

1. На гофре не должно быть каких-либо повреждений – перед покупкой следует тщательнейшим образом ее осмотреть со всех сторон, возможно, ее могли повредить при транспортировке или выгрузке.
2. Во время выбора необходимо ориентироваться на определенные характеристики (расход, напор, температура) транспортируемой среды – для одного или другого вида компенсаторов они разные, как правило, это можно узнать из описания.
3. Большое значение имеет герметичность камер и каналов – многослойные компенсаторы часто даже при легких повреждениях ее утрачивают.
4. Наиболее долгий срок эксплуатации имеют сальниковые компенсаторы.
5. От гладкости зеркала компенсатора напрямую зависит срок службы набивки: чем оно более гладкое – тем дольше срок.
6. Сальниковые компенсаторы наилучшим образом себя зарекомендовали во время капитальных ремонтов сложных структур в теплотрассах.

Цена на компенсирующие устройства зависит от производителя, а также специфики разновидностей и составляет:

• сильфонные компенсаторы от 2 до 8$;
• осевой (сальниковый) линейного расширения – 25-50$;
• П-образные компенсаторы – 10-15$.

Обычно, сильфоны компенсаторов делаются из латуни, бериллиевой или фосфорной бронзы. Используют также и нержавеющую сталь. Во время изменений температуры и показателей давления материалы подвергаются некоторой деформации, расширению либо сужению во время резкого охлаждения. В случае если в трубопроводе не использовать установку подобного устройства, то трубы не смогут справиться с компенсацией, и довольно быстро выйдут из строя.