Naprave za kompenzacijo ekspanzije preprečujejo uničenje tokokrogov pri segrevanju toplovoda. Kompenzator z mehom za jeklene cevi uravnoteži neusklajenost v sistemu zaradi nepravilne namestitve, zmanjša obremenitev zaradi delovanja enot in gibanja tokov. Meh je valovita vzmetna kapsula enoslojne ali večslojne strukture iz kovin, nekovin ali kompozitnih materialov.
Načelo delovanja kompenzatorja meha
Napetosti nastanejo v cevovodu; kompenzator ogrevanja preprečuje deformacijo zaradi elastične lupine. Tokokrogi odpovejo zaradi aksialnih strižnih in rotacijskih obremenitev, odvisno od tega, kateri tipi razbremenilnih vložkov so uporabljeni.
Naprave morajo biti nameščene v sistemih:
- ogrevalne cevi pod pritiskom;
- zaprta dovodna in povratna vezja;
- cevovodi za črpanje plinov in tekočin.
Inštalacije z mehom zanesljivo povezujejo odseke ogrevalnega voda, če so pravilno izbrane in nameščene.Konstrukcije dušijo tresljaje z majhnimi in velikimi amplitudami, obseg tresljajev pa ne sme biti večji od 10% celotnega odmika kompenzatorja.
Univerzalni ali uravnoteženi vložki se uporabljajo, če standardne naprave ne ustrezajo zahtevam ali obstaja nevarnost sunka tlaka v omrežju nad dovoljenimi vrednostmi.
Specifikacije
Meh se proizvaja iz valjanega jekla debeline 0,3 - 0,5 mm. Izhodna serija je testirana na odpornost proti koroziji zaradi klora pri temperaturi +150 °C. Tesnost se testira s hidrostatičnim stiskanjem z mehurčki dušika, zraka ali helija. V dilatacijah niso dovoljeni raztezni spoji, puščanje kontrolne snovi in znižanje tlaka.
Naprave se testirajo na odpornost na segrevanje tako, da se temperatura dvigne na +270°C in se pri teh pogojih zadržijo vsaj 1 uro. Preverimo notranje razpoke, otekline in luščenje. Preskus togosti se izvede s stiskanjem in napetostjo vzorca, vrednost mora ustrezati GOST 286. 1997.
Pri izdelavi so vzdolžni šivi lupin izdelani z varjenjem na enaki razdalji drug od drugega. Kovinski meh se proizvaja z ulivanjem s kalibriranimi valovi. Naprave majhnega premera so izdelane s hidravličnim stiskanjem.
Glavne dimenzije
Za določitev videza se uporablja vizualni in instrumentalni pregled. Vizualno se ugotavlja prisotnost korozijske prevleke na ceveh in mehu ter oznake. Na ohišju ne sme biti poškodb, udrtin ali kapljic zmrznjene kovine. Kompenzator za polipropilenske cevi za ogrevanje ne sme imeti razslojev različnih velikosti na koncih cevi.
Z meritvami se preverjajo naslednji parametri:
- velikost pretočnega območja;
- delovna dolžina naprave;
- debelina stene in notranji premer priprave prirobnice za varjenje;
- pravokotnost osi cevi na odrezan konec.
Premeri in dolžine vložkov meha se določijo glede na mesto namestitve, obratovalne parametre ogrevalnega voda in moč ogrevalne opreme. Inženirji izvedejo tehnične izračune in izberejo dimenzije naprave v skladu s standardom.
Vrste kompenzatorjev
Konstrukcijska rešitev kompenzatorja določa namen izdelka in njegov premik med delovanjem. Naprave so izdelane brez toplotne in hidroizolacije ali pa je na ohišju predvidena predhodna zaščita, odvisno od vrste toplovoda (zračni ali podzemni).
Proizvajalec proizvaja vrste ekspanzijskih vložkov:
- aksialni;
- s prirobnico;
- kotni;
- gimbal;
- striženje;
- zagon.
Neobremenjeni kompenzatorji se uporabljajo v toplovodih za preprečevanje potisnih obremenitev; seizmični tipi se uporabljajo na območjih pričakovanih potresov. Naprave za zunanji tlak vgrajujemo v cevovode, kadar je v okolju visok pritisk tekočine ali plina ali če le-teh primanjkuje.
Izvedbe se razlikujejo po dolžini in premeru, številu mehov in vrsti jekla, velikosti in razredu kovine cevi. Izdelki delujejo na vrtenje, napetost, upogibanje, stiskanje in so na voljo z ali brez povezovalnih prirobnic.
Aksialni
Kompenzatorji KSO za cevovode zmanjšajo aksialni premik cevovoda, zmanjšajo vibracije in preprečijo uničenje zaradi širjenja pri segrevanju.Učinkovitost delovanja je odvisna od števila mehov in obročev. Razlika od drugih vrst je navojna povezava z glavnimi cevmi.
Aksialni kompenzatorji imajo naslednje značilnosti:
- velikost prehoda 15 – 100 mm;
- vzdrži tlak 16 barov;
- dolžina - 260 mm;
- omogoča gibanje vzdolž osi za stiskanje do 30 mm, za razširitev - 20 mm;
- parameter aksialne togosti – 30 – 89 kg/mm.
Omejevalnik gibanja in cev sta iz pocinkane kovine, meh in notranji zaslon sta iz nerjavečega jekla. Za zaščitno ohišje je uporabljeno jeklo, naprava je izdelana v enem delu in je zasnovana za temperature nosilca energije do +90°C.
S prirobnico
Tovrstni meh je izdelan iz gume ali kavčuka, za prirobnice je surovina toplotno odporna kovina, vrvica pa je izdelana iz trpežne tkanine. Namestitev s prirobnično metodo močno poenostavi namestitev izdelkov. Kompenzatorji se uporabljajo v kemično aktivnih okoljih, uporabljajo se za ogrevanje in klimatizacijo ter so nameščeni med rekonstrukcijo in popravilom kotlovske opreme.
Prirobnične strukture zmanjšujejo vibracije, zmanjšujejo temperaturne premike vzdolž dolžine in kompenzirajo odstopanje od osrednje osi cevovoda.
Glavni parametri:
- nazivni premer - 32 - 800 mm;
- vzdrži temperature nosilca energije -10 - +135°C;
- delujejo s tlakom 16 barov.
Prirobnice so po strukturi ohlapne in trdne; na cevne elemente so pritrjene s čepi, vijaki s podložkami in maticami. Uporabljajo se paronitna tesnila, včasih jeklena, iz toplotno raztezajočega granita ali fluoroplasta.
Kotni
KSP (rotacijski) je nameščen v primeru omejenega prostora, ko je mogoče kompenzirati samo premik vzdolž osi in vrtenje konture brez spremembe v ravnini. Vsebuje meh, vodilni element in pritrdilne elemente. Naprava omogoča premikanje cevi vzdolž izbranega kota;
Značilnosti rotacijskih (kotnih) kompenzatorjev:
- nazivni premer izvrtine - 15 - 1600 mm;
- najvišji tlak – 1,6 – 4 MPa;
- premik osi - 24 - 200 mm;
- jekleni zaslon in zaščitna škatla;
- material meha – nerjavno jeklo;
- Na voljo z enim ali dvema razdelkoma;
- deluje z nosilcem energije, segretim na +85 - +150°C.
Kotne konstrukcije se uporabljajo kot del toplovodov in za črpanje nafte in plina ter se uporabljajo v kemični industriji.
Kardan
Kompenzatorji cevovoda z mehom uravnavajo gibanje vezja v različnih ravninah zahvaljujoč zgibnim elementom in se upogibajo v smeri osrednje osi. Premik črte se kompenzira vzdolž osi X, Y, Z in glede na vrtenje zaradi krčenja in vibracij. Fleksibilna oblika omogoča deformacijo v togih konturah.
Tehnični podatki:
- so zasnovani, izračunani in izdelani v skladu s standardom EJMA;
- vsebuje 2 meha s kardanskimi zgibi;
- stransko zamaknjen za večkratnik razdalje 100 mm (100, 200, 300, 400), druge velikosti pomikov je treba naročiti posebej;
- nazivni premer izvrtine - 25 - 1000 mm;
- deluje pri temperaturah nosilca energije -190 – +850°C.
Meh je iz nerjavečega jekla, konektorji in cevi so iz kromiranega jekla. Postavljen v konstrukcijski položaj z varjenjem ali uporabo vrtljive prirobnice. Lahko se uporablja v katerem koli cevovodnem sistemu.
striženje
Kompenzatorji KSSO uravnavajo premik zaradi vzdolžne kompresije ali raztezka konture pod vplivom temperature in odpravljajo posledice neusklajenosti. Zasnova vključuje valovito kapsulo, vodilo in pritrdilne elemente. Vzdolžni premik je usklajen z vodilnimi zatiči.
Parametri naprav za izravnavo striga:
- nazivni premer prehoda – 32 – 500 mm;
- največji tlak 0,6 – 4 MPa;
- meh, spojke in cev so iz nerjavečega jekla;
- Material zaščitnega zaslona izbere stranka;
- vzdrži temperature nosilca energije do +850°C.
Prestavne naprave so izdelane v enem ali dveh odsekih in se uporabljajo za kompenzacijo napetosti v cevovodih za nafto, vodo, paro in plin. Uporabljajo se v različnih industrijskih sektorjih in v energetskih kompleksih.
Začetek
Kompenzator SKK se začasno uporablja kot naprava za enkratno uporabo pri zagonu toplovoda ali toplovoda.
Tehnični parametri:
- nazivni premer DN - 50 - 100 mm;
- premik vzdolž središčne osi - 80 - 175 mm;
- togost naprave je 430 – 2300 N/mm;
- prenaša vodo pri temperaturah do +150°C, paro – 250°C;
- omogoča hitrost pretoka vode do 5 m/s, pare – 65 m/s;
- normalizirani tlak pri zagonu linije ne sme presegati 1,5 MPa.
Začetni kompenzator se uporablja pri polaganju vezja z brezkanalno metodo. Material telesa, cevi in meha izbere kupec.
Namestitev kompenzatorja meha
Referenčne točke za vstavljanje dilatacijskih spojev so mesta podpor, ko je avtocesta razdeljena na odseke in je položaj vnaprej določen. Podporni elementi so poravnani z nibeljo v treh oseh, da zagotovijo pravilno delovanje ogrevalnega voda. Cevi na nosilcih morajo drseti brez dodatnega trenja; za to se uporabljajo objemke s fluoroplastičnimi tesnili.
Predlagane točke namestitve:
- za toplotno oporo;
- za oporami pred ovinki in upogibi;
- med drsnimi nosilci.
Pri nameščanju kompenzatorjev z zaščitnimi notranjimi rokavi se upošteva potek gibanja nosilca energije. Vodilni elementi preprečujejo premikanje cevi vzdolž tangencialne ravne črte. Upošteva se premer DN v milimetrih, delovni tlak in sposobnost uravnoteženja premikov. Premer mora ustrezati podobnemu parametru ogrevalnega voda.
Razdalja cevi
Glavni je razdeljen na odseke, če ena struktura meha ne zadostuje za izravnavo premikov ali če obstajajo veje na ogrevalnem vodu. Dolžina segmenta ne sme biti večja od tiste, ki jo lahko pokrije en dilatacijski spoj. Naprava na mestu je izbrana v skladu s pogoji delovanja in tehničnimi lastnostmi. Opis modela kompenzatorja je podan v delovni dokumentaciji za vgradnjo ogrevalnega sistema.
Običajno je naprava z mehom vgrajena na razdalji dveh nazivnih premerov od nosilnega dela. Če je nameščen med nosilci, je razdalja do nosilnih elementov 4 DN. Te dimenzije preprečujejo upogibanje cevovoda in ga zmanjšajo na minimum.
Če je več polipropilenskih krogov nameščenih vzporedno, se upošteva, da je premer kompenzatorja nekoliko večji od premera cevi.V tem primeru so strukture meha nameščene v šahovnici, razdalja med cevmi pa se ne poveča in se izvaja v skladu s standardi tehničnega potnega lista ogrevalnega voda.
Pravilno delovanje
Kompenzacijski vložki so toplotno izolirani s poliuretansko peno, če je vod zaščiten pred toplotnimi izgubami. Izvaja se obvezna izolacija pred puščanjem.
Materiali za hidroizolacijo:
- polietilen - za zaprto namestitev v podzemnih pogojih;
- galvanizacija - za toplotne komunikacije, urejene na odprt način.
Izolacija je nameščena ob upoštevanju možnega premika ohišja med širjenjem ali krčenjem cevovoda. Toplotna zaščita se občasno preverja in popravlja skupaj z izolacijo voda.
Varnostni standardi
Življenjska doba kompenzatorjev je predvidoma 30 let, naprave pa se pred začetkom dela lahko skladiščijo v skladišču največ 5 let.
V življenjski dobi so dovoljene naslednje obremenitve:
- stiskanje-raztezanje od najmanjšega do največjega - 10 ciklov;
- zmanjšanje ali podaljšanje za 70 % najvišje in najnižje meje - 150 ciklov;
- premiki znotraj 20% delovnega giba - 10 tisoč ciklov.
Mehasti kompenzatorji morajo imeti certifikate proizvajalca, ki potrjujejo skladnost s predpisi. Za varjenje se uporabljajo certificirani materiali, montažo pa izvajajo certificirani delavci. Prepovedano je uporabljati konstrukcije v pogojih, ki presegajo dovoljene. Kompenzatorjev ni mogoče uporabiti kot nosilce pri vgradnji ogrevalnih cevi.
