Компенсаторы для систем водоснабжения

Компенсаторы без кожуха, с внутренней направляющей гильзой

Компенсаторы для систем водоснабжения предназначены для обеспечения эффективной защиты трубопроводов в системах водоснабжения, системах отопления и других технологических трубопроводов от динамических и статических нагрузок, возникающих при вибрациях и температурных деформациях. В отличие от металлорукава в изделиях других производителей — применение в качестве компенсирующего элемента полноценного сильфона обеспечивает высокую надежность и длительный срок службы компенсатора.

Основные технические характеристики:
Осевая компенсирующая способность (сжатие — растяжение), мм - 40
Рабочее давление, мПа - 1,6
Максимальная температура рабочей среды, 0С
вода - 150
пар - 250

Габаритные и присоединительные размеры Компенсатор для систем водоснабжения без кожуха
Условный проход DN, мм	Строительная длина L*, мм	Наличие кожуха
20	-	Без кожуха
25	-	Без кожуха

Компенсаторы с наружным кожухом и внутренней направляющей гильзой

Габаритные и присоединительные размеры Компенсатор для систем водоснабжения с кожухом
Условный проход DN, мм	Строительная длина L*, мм	Наличие кожуха
20	-	С кожухом
25	-	С кожухом

Назначение
Компенсаторы для систем водоснабжения предназначены для обеспечения эффективной защиты трубопроводов от статических и динамических нагрузок ,возникающих при температурных деформациях и вибрациях. Рабочая среда: воздух, вода, пар ,природный газ, другие газы и жидкости ,неагрессивные по отношению к примененным конструкционным материалам. Не предназначен для работы с рабочими средами ,которые используются в химических ,нефтехимических, нефтеперерабатывающих опасных производственных объектах. Компенсаторы для систем водоснабжения относятся к невосстанавливаемым, неремонтируемым , однофункциональным изделиям. По метрологическим свойствам компенсатор относится к изделиям , не являющимися средствами измерения и не имеющим точностные характеристики. Средняя наработка на отказ компенсатора -1000 ч. Средний срок службы -10 лет.

Предельно допускаемое рабочее давление-1.6 Мпа
Осевая компенсирующая способность -40 мм:
- вариант 1 –растяжение 20мм; сжатие 20мм;
- вариант2 –растяжение 10мм, сжатие 30мм.

Компенсатор должен быть устойчивым к воздействию относительной влажности воздуха до 95% при температуре окружающего воздуха 35 ⁰С и более низких температурах без конденсации влаги.
Компенсатор устойчив к воздействию температуры рабочей и окружающей среды:
вода - до плюс 150 ⁰С;
пар—до плюс 250 ⁰С.

Присоединение к условному проходу трубы, материал деталей, масса
Условный проход DN,мм	Наличие кожуха	Материал деталей	Масса, кг ,не более
20	Без кожуха	Сталь 20	0.70
20	Без кожуха	12Х18Н10Т	0.71
25	Без кожуха	Сталь 20	1.0
25	Без кожуха	12Х18Н10Т	1.1
20	С кожухом	Сталь 20	1.12
20	С кожухом	12Х18Н10Т	1.14
25	С кожухом	Сталь 20	1.25
25	С кожухом	12Х18Н10Т	1.27
20	Без кожуха	Сталь 20	0.4
25	Без кожуха	Сталь 20	0.81
20	С кожухом	Сталь 20	0.55
25	С кожухом	Сталь 20	1.21
25	Без кожуха	Сталь 20	1.32
32	Без кожуха	Сталь 20	1.67
25	С кожухом	Сталь 20	1.49
32	С кожухом	Сталь 20	1.81
Примечание – Каждый из перечисленных видов компенсаторов может выпускаться в двух вариантах исполнений

Меры безопасности. Источниками опасности при монтаже или эксплуатации компенсатора является рабочая среда, находящаяся под давлением.
Безопасность эксплуатации компенсатора должна обеспечиваться: 1) прочностью и герметичностью компенсатора в соответствии с требованиями технических условий; 2) прочностью и герметичностью технологической магистрали; 3) надежным креплением при монтаже на объекте, качеством сварного шва.
Все работы по монтажу и демонтажу компенсатора должны выполняться при полном отсутствии давления в технологической магистрали.

Монтаж. Монтаж производится в соответствии с проектом трубопровода, выполненным проектной организацией ,и осуществляется путем его приварки к трубопроводу. Монтаж компенсаторов производится после установки на трубопроводе неподвижных опор, при монтаже вертикальных участков трубопроводов необходимо принимать меры, исключающие возможность сжатия и деформации компенсаторов под действием силы тяжести трубопроводов. Компенсаторы при монтаже необходимо устанавливать строго соосно с трубопроводом, без перекосов во избежание заедания и повреждение его подвижных частей.

Хранение и транспортирование. Компенсаторы для систем водоснабжения должены храниться в упаковке изготовителя при температуре окружающего воздуха от минус 20 до плюс 40 ⁰С и относительной влажности до 80%. Воздух в помещении не должен содержать примесей паров и газов, вызывающих коррозию.
Во время погрузочно-разгрузочных работ и транспортирования ящики не должны подвергаться резким ударам и воздействию атмосферных осадков. Компенсаторы для систем водоснабжения могут транспортироваться всеми видами транспорта ( авиационным в герметизированных отсеках) в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов , действующими на транспорте конкретного вида.

К системе отопления высотных жилых домов предъявляются самые жесткие требования, она должна быть долговечной и надежной. Для того чтобы достич этих результатов, в первую очередь необходимо применение качественных труб, трубопроводной арматуры и компенсаторов. Практика показывает, что в результате неверных расчетов, неправильно установленных компенсаторов или их полного отсутствия, применения низкокачественных материалов, даже совершенно новый трубопровод не защищен от аварий.

Применение П, S и L -образных систем позволяет создавать компенсирующие устройства непосредственно на месте монтажа. Гнутые компенсаторы изготовливаются из отводов и прямых отрезков труб при помощи сварки. Диаметр, толщина стенки и марка стали труб для гнутых компенсаторов должны быть такие же, как и для основных участков трубопровода. Компенсационная способность таких конструкций колеблется в зависимости от диаметра трубопроводов, чем больше диаметр, тем больше компенсационная способность. Расположение гнутых компенсаторов при монтаже рекомендуется принимать горизонтальное. При вертикальном или наклонном их расположении требуется применение воздушных или дренажных устройств. Для создания максимальной компенсирующей способности гнутые компенсаторы перед монтажом, в холодном состоянии приходилось растягивать и закреплять распорками. В таком положении их устанавливали и монтировали на трубопровод при помощи сварки. Распорки удалялись только после присоединения компенсатора к трубопроводу.

Сальниковые компенсаторы изготовляют из труб, или листовой стали марки Ст.З. Устанавливают их строго по оси теплопровода, без перекосов. Они могут быть односторонними и двусторонними с увеличенной компенсирующей способностью в два раза больше, чем одностороннего. Основным недостатком таких устройств является применение в конструкции набивки сальникового типа, выполненной из асбестового прографиченного шнура и термостойкой резины. Такая система требует постоянного внимания и обслуживания. Установка сальниковых компенсаторов или дополнительных изгибов трубопровода влекут за собой необходимость выделения под их установку значительных площадей и увеличение эксплуатационных затрат. Применение гнутых компенсаторов требует устройства специальных компенсаторных ниш, которые представляли из себя непроходной канал, по конфигурации соответствующей форме компенсатора (конструкция такого канала аналогична конструкции канала, применяемого на трассе тепловой сети).

Использование компенсаторов для систем водоснабжения позволяет обеспечить: 1) компенсацию температурного расширения трубопроводов; 2) компенсацию несоосности в трубопроводных системах, возникших вследствие монтажных работ; 3) изоляцию вибрационных нагрузок от работающего оборудования; 4) изоляцию вибрационных нагрузок от потока транспортируемой среды; 5) надежное соединение труб различного типа; 6) предотвращает разрушение труб при деформации трубопроводов; 7) герметизирует трубопроводы;

Компенсаторы для систем водоснабжения позволяют гасить ряд вибраций возникающих при работе трубопровода и насосного оборудования, компенсировать движение трубопровода при изменении температуры проводимой или окружающей среды, влекущих за собой тепловое расширение вследствие нагрева рабочей средой, а также воспринимает на себя смещение труб при оседании почв и опор, значительно продлевая срок службы трубопровода.
Устройство соостоит из гофрированной оболочки (гибкого сильфона) выполненого из многослойной нержавеющей стали. Компенсирующая способность, осевой ход, зависит от количества сильфонов и количества гибких гофр в каждом сильфоне.
Рабочая среда: вода, пар, воздух, природный газ, другие газы, жидкости, неагрессивные по отношению к материалам примененным в конструкции устройства.
Не предназначен для работы с рабочими средами, которые используются в химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих опасных производственных объектах.
Компенсатор может быть изготовлен с внешним защитным кожухом, позволяющим защитить сильфон от внешних воздействий, а также внутренним экраном для защиты сильфона от воздествий рабочей среды.

Для защиты трубопровода от температурных расширений и деформаций возникающих при эксплуатации, традиционно применяются компенсаторы различных конструкций. Наибольшее распространение, благодаря простоте установки, надежности конструкции и долговечности получили компенсаторы на основе металлического сильфона обеспечивающего безопасность отопительной системы на протяжении всего срока эксплуатации и не требующего постоянного контроля и обслуживания. Такие конструкции позволяют предотвратить различные деформации, которые возникают в трубопроводе из-за перепада температур и давления. В связи с тем, что на компенсаторы возложена функция увеличения срока службы системы водоснабжения, их надежность должна обеспечиваться на протяжении всего срока эксплуатации трубопровода. Отсутствие компенсирующих устройств в системах водоснабжения приводит к нежелательным последствиям, значительным деформациям или прорыву отопительной системы, значительная часть таких аварий зачастую происходит зимой в разгар отопительного сезона. До недавнего времени в системах водоснабжения принялись устаревшие компенсирующие системы, такие как сальниковые, П, S, L -образные компенсаторы. Такие устройства просты и имеют сравнительно невысокую стоимость. При этом имеют целый ряд значительных недостатков: П, S, L -образные компенсаторы требуют выделения значительной площади для их установки, а сальниковые требуют периодического технического обслуживания и постоянного контроля, а при подземной прокладке постройки специальных камер. Таким образом первоначальная экономия на стоимости самих компенсаторов, влечет за собой потерю полезной площади, существенное увеличение стоимости монтажа и штата обслуживающего персонала.

Учитывая вышеперечисленные недостатки, наиболее оптимальным решением становится применение сильфонных компенсаторов, не требующих обслуживания. Рабочей частью таких устройств является сильфон из упругой гофрированной металлической оболочки, обладающей способностью растягиваться, сжиматься и изгибаться под действием перепада температур, давления, вибраций, движения почвы и механических воздействий. Применение сильфонных компенсаторов при строительстве трубопроводов и реконструкции отопительных систем высотных жилых домов позволяет снизить риск возникновения причин влекущих за собой разрушение трубопровода. При этом сильфонные компенсаторы герметичны, компактны, долговечны и не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.

Все компенсаторы для систем водоснабжения в процессе изготовления проходят строгий технологический контроль и спектр испытаний на прочность и соответствие целому ряду параметров. Для проведения испытаний и тестов, из каждой партии поступает один образец, который должен выдерживать нагрузки, превышающие номинальные в несколько раз. В случае если образец не прошел испытания, проверке подвергается вся партия.

Результатом нарушения технологии изготовления могут быть: потеря устойчивости компенсаторов, потеря устойчивости складок гофрированной части сильфона, потеря поперечной устойчивости сильфона при осевом сжатии и т.д.

Расчет удлинения участка стального трубопровода проводится по формуле:
L= 0,012×Н×(T1-T2),
где:
0.012 мм/(м×С)- коэффициент температурного удлинения углеродистой стали.
Н м– высота трубы.
Т1 °С - максимальная температура воды в системе отопления.
Т2 °С- минимальная температура монтажа системы отопления.
L= 0,012* 30* (90- (-10))=36 мм.
При расчете компенсаторов в высотных домах применяются аналогичные вычисления. Например, для 20-ти этажного дома понадобится установить уже 3 сильфонных компенсатора на каждую трубу системы отопления.

При выборе компенсатора для систем отопления очень важно определить рабочие параметры и срок эксплуатации трубопровода. Для правильного выбора компенсатора и расчета времени работы, необходимо отталкиваться от количества циклов и длины компенсаторы для систем водоснабжения.
Для стандартных систем отопления (при 70-90º С) компенсирующая способность рассчитывается как Δ=1 мм/м. Каждый компенсатор должен быть установлен между 2 неподвижными опорами для вертикального трубопровода длиной 30 м (10 этажное здание).
При этом следует учитывать, что компенсаторы для систем водоснабжения на 50 циклов могут использоваться от одного до пяти лет, компенсаторы для систем водоснабжения на 1000 циклов могут использоваться от пяти до пятнадцати лет, на 5000 циклов - не менее 25 лет, если условия эксплуатации не создают дополнительных нагрузок и окружающая среда не оказывает разрушающего воздействия на материалы компенсатора.
Полным рабочим циклом считается сжатие-растяжение компенсатора по оси, на всю величину допустимого хода. Например, если осевой ход составляет 210 мм для 5000 циклов, то осевой ход считается +/-105мм.
Допустим в расчет тепловых сетей внесены компенсаторы:
Первый - компенсатор с сильфоном 1080 мм (предназначен не менее чем на 1000 рабочих циклов);
Второй - компенсатор с сильфоном 630 мм (предназначен на 50 рабочих циклов).
Но в период эксплуатации, компенсатор не будет непрерывно работать на всю длину осевого хода, это будет зависеть от условий: температуры рабочей среды, скачков давления, и т.д. В случае когда компенсаторы не испытывают максимально возможных нагрузок, их осевые сжатия и расширения будут меньше чем +/-105 мм и, в следствие чего, период работы увеличится.
Величина осевого расширения-сжатия непосредственно связана с количеством циклов срабатывания: чем больше один, тем меньше второй.
Например, компенсатор оснащенный сильфоном 630 мм с ходом на сжатие-расширение 210 мм (+/-105) отработает 50 рабочих циклов, но если он будет использоваться со сжатием-расширением +/-95, то способен выполнит 75 рабочих циклов, когда он будет иметь ход +/-31,5 мм, то его ресурс увеличится до 5000 рабочих циклов.
Компенсатор с длинной сильфона 1080 мм со сжатием-расширением 210 мм (+/-105) отработает 1000 рабочих циклов, но если он будет использоваться со сжатием-расширением +/-95мм, то отработает 1100 рабочих циклов, если величина срабатывания составит +/-31,5 мм, то его ресурс увеличится до 140000 рабочих циклов.
Поэтому перед заказом компенсаторов необходимо ознакомиться с условиями в которых может применяться компенсатор, а также вычислить запас необходимого осевого хода сильфона.

Для повышения элластичности компенсатора может применяться многослойное исполнение сильфона, такой технологический приём обеспечивает многократное снижение напряжений в металле сильфонной части. Изгибающие моменты напряжения в гофрах снижаются в число раз равное числу слоёв в квадрате. Технология формирования гофр позволяет сохранить толщину всех слоёв при деформации одинаковой по всей длине сильфона. Кроме того, надёжность устройства при эксплуатации зависит от конструкции и качества исполнения сварного соединения сильфона с присоединительными патрубками, основная задача конструкции такого соединения заключается обеспечении разгрузки сварного кругового шва от изгибных напряжений действующих в гофрах сильфона при его сжатии - растяжении.

КОМПЕНСАТОРЫ