Применение сильфонных компенсаторов в системах отопления

Среди гибких элементов, обладающих компенсационными свойствами можно назвать следующие: лирообразные компенсаторы (П-образный изгиб трубы), гибкие металлические рукава и сильфонные компенсаторы. При строительстве современных многоэтажных зданий перед проектировщиками и застройщиками стоит задача обеспечения надежности и долговечности эксплуатации инженерных систем, и, в частности, системы отопления здания. Весьма разветвленная отопительная система многоэтажного дома подвергается воздействию температурных расширений и вибраций, оседанию фундамента и иным деформациям, вследствие чего встает необходимость внедрения гибких элементов в систему трубопроводов для компенсации подобных воздействий. В случае, если подобные меры не будут приняты, напряжение на трубопровод системы отопления существенно возрастет, что повлечет за собой повреждение как самой сети, так и ее фундамента, а в худшем случае приведет к полной аварийной остановке системы.

В большинстве случаев сильфонные компенсаторы являются самым оптимальным решением проблемы компенсации всевозможных смещений и воздействий на трубопроводные системы. Гофры сильфонов установленного на этом участке компенсатора, упруго деформируясь, воспринимают в пределах компенсирующей способности изменения длины участка трубопровода, вызванное температурным расширением. Преимущество использования сильфонных компенсаторов заключаются и в том, что они герметичны, компактны и долговечны.

Основной элемент сильфонного компенсатора – металлическая, упругая, осесимметричная, гофрированная оболочка, называемая сильфоном. Сильфон играет самую важную роль в обеспечении надежности компенсатора, поэтому для его изготовления должна применяться стальная лента с гарантированными химическими и механическими свойствами.

Современные сильфонные компенсаторы состоят из нескольких тонких слоев нержавеющей стали, которые формируются в сильфон при помощи гидравлической или обычной прессовки. Многослойные компенсаторы нейтрализуют воздействие высокого давления и различного рода вибраций, не вызывая при этом реакционных сил, которые в свою очередь провоцируются деформацией.

Количество и толщина слоев сильфона зависят от рода и типа смещений, которые предстоит компенсировать, а также и от силы давления, которой будет подвергнут компенсатор. Производство многослойных компенсаторов позволило решить проблему соотношения толщины материала и гибкости сильфона. Срок эксплуатации компенсатора напрямую зависит от толщины используемого материала — чем толще материал, тем меньше срок эксплуатации. Для того чтобы достичь наибольшей гибкости компенсатора, сильфон производится из довольно тонкого материала. Способность компенсировать механические и температурные расширения и вибрации, возникающие в процессе эксплуатации трубопроводных систем, напрямую зависит от гибкости сильфона, и поэтому гибкость является неотъемлемым элементом компенсатора.

Однако некоторые производители, желая снизить конечную стоимость изделия, производят внешние слои сильфона из дешевых марок стали. В этом случае срок эксплуатации сильфона резко снижается – всего до 4 — 5 лет. Поэтому для обеспечения гарантированного срока эксплуатации сильфон должен быть изготовлен из качественных коррозиеустойчивых сортов стали. Например, слои сильфона компенсатора HeatComp (производитель – датская компания Belman) сделаны из стали марки 10Х17Н13М2Т. Такая сталь устойчива к содержащимся в воде хлоридам (которые применяются для очистки воды) и другим агрессивным элементам, и, следовательно, такой компенсатор в российских условиях прослужит дольше, чем любой другой. В большинстве случаев срок службы таких компенсаторов равен сроку службы самого трубопровода (20-30 лет).

Немаловажным фактором при выборе сильфонных компенсаторов становится удобство монтажа этих устройств. Например, некоторые производители оснащают компенсаторы патрубками под приварку , которые выполнены из нержавеющей стали. Но выполнить в условиях стройки качественную сварку нержавеющей стали с трубой, сделанной из углеродистой стали, практически невозможно. Поэтому патрубки сильфонного компенсатора должны быть сделаны из качественной углеродистой стали, либо они должны иметь резьбовые соединения для жесткой фиксации компенсатора к ответному фланцу трубопровода. Такой вид закрепления позволяет обеспечить разъемное соединение элементов трубопровода и быструю их замену.

Кроме того, для установки компенсаторов в трубопроводную систему требуются специальные устройства. Чтобы облегчить монтаж компенсаторов в условиях стройки, ряд производителей, и, в частности, Belman, поставляют компенсаторы уже полностью подготовленными («растянутыми») к установке в систему отопления.

Зачастую компенсаторы под воздействием изгибающего или вращающегося моментов, возникающих в процессе монтажа, либо при эксплуатации, теряют прочность. Для предотвращения перекручивания в некоторых моделях компенсаторов (среди которых упоминавшийся выше HeatComp) устанавливается ограничитель на защитном кожухе, защищающий сильфон от перекручивания и перенагрузок, что продлевает срок его эксплуатации.

Защитный кожух сильфона – ещё одна отличительная особенность качественного компенсатора. Благодаря этому, сильфон надежно защищен от агрессивной внешней среды и недостаточно высокой квалификации обслуживающего персонала — при монтаже изделия во время приварки к трубопроводу частицы раскаленного металла не повредят сильфон. Кроме того, качественный компенсатор обязательно оснащается внутренним защитным патрубком, который защищает сильфон от воздействия различных примесей и посторонних объектов, которые могут оказаться в воде, и способствует предотвращению вибраций, провоцируемых поточной рабочей средой.

Сколько нужно компенсаторов для системы отопления современного многоэтажного дома? Компания Belman приводит следующие данные для своего компенсатора HeatComp: обладая достаточной компенсирующей способностью (осевой ход при сжатии – 35мм), устройство способно компенсировать температурные деформации трубы длиной 30 метров (при температуре теплоносителя 90°С), что соответствует 10-ти этажному зданию. А, согласно общепринятым расчетам, для компенсации удлинений трубы системы отопления 20-ти этажного дома потребуется два компенсатора HeatComp. Компенсаторы такого типа пригодны для установки как на стальные, так и на металлопластиковые трубы, столь популярные в последнее время.

Применение в трубопроводах систем отопления современных сильфонных компенсаторов вместо тех решений, которые применялись до сих пор, позволяет обеспечить долговечность эксплуатации системы отопления высотного дома и сводит к минимуму затраты не ее обслуживание.

Виды компенсаторов для трубопровода, для чего нужны устройства: Обзор +Видео

Компенсаторы для трубопроводов. Компенсаторы для трубопроводов помогают поддерживать водопроводные сети в рабочем состоянии. В сложных климатических условиях на трубы ложится большая нагрузка во время отопительного сезона, при высокой температуре трубы подвержены расширению, что может служить причиной для аварий на теплотрассах.

Что предотвратить возникновение чрезвычайных ситуаций применяют специальные устройства.

Для чего служат компенсаторы

Работа теплосетей проходит под воздействием температурных перепадов и изменения давления внутри системы. Данные условия считаются опасными для ее функционирования. Применение компенсаторов разрешает эту проблему, сглаживая влияние негативных факторов на деятельность труб. Перепады температуры, давления заставляют материалы труб сжиматься или расширяться, что влечет деформацию и повреждения трубопровода. Компенсатор, как защита, не позволяют выйти из строя водопроводной системе.

Возможные объемы нагрузки следует рассчитать, разрабатывая проект теплотрассы и водопровода. Соблюдая правила, можно монтировать элементы, способные компенсировать изменения труб.

Устройства для компенсации бывают из разных материалов, необходимо выбирать подходящий материал для данной системы. Правильно принятое решение в отношении компенсаторов повысит срок эксплуатации системы без аварий. Компенсаторы, как и трубы, бывают из разных материалов: стальные, пластиковые.

Внимание! Монтировать защитные устройства следуют во все типы водопроводов, проложенные из любого материала.

Современные системы водоснабжения прокладывают в основном из полипропиленового материала, который подвержен высокой линейной деформации при температурном расширении. Трубы из данного материала всегда оснащают компенсаторами.

Устройства монтируют:

• во время прокладки водопроводной системы.
• во время монтажа теплого пола.
• в канализационной системе.
• в отопительной системе, в водопроводе с горячей водой.

Чем грозит расширение труб

Если не учитывать возможность расширения труб во время повышения температуры, то во время нагрева элементы трубопровода уходят в стороны и становятся не прямые, а в виде волн. Это влечет повышение уровня шумов во время протекания жидкости.

Деформация труб приводит:

• К разрушению крепежных опор.
• К тому, что снижается пропускная способность, потому что воздух скапливается в верхних частях трубопровода.
• К падению у отопительных радиаторов температуры.
• В участках с изгибами появляются трещины, что влечет к протечкам.

Применяя устройства, обеспечивается:

1. Бесперебойная работы системы в течение долгого времени.
2. Поддержание в трубах во время его изменений.
3. Гидроударная защита.
4. Исключение деформации во время перепадов температуры.

Виды устройств для компенсации

Широкий спектр изделий разрешает выбрать изделия, исходя из типа трубопровода и особенностей монтажа системы. Компенсаторы, устраняющие деформацию труб, бывают естественными либо в виде конструкций, выполненных с помощью упругих материалов. Естественный вид подразумевает использование особого свойство трубы – амортизацию.

Естественные устройства бывают:

• Г-образные, которые применяют на поворотах системы.
• П-образные, которые применяют для трубопроводов отопительной системы и горячего водоснабжения, выдерживают температуру свыше 50 градусов. До установки изделие растягивают для увеличения предельных размеров компенсации.
• Z-образные служат, чтобы монтировать отведение.
• Кольцевые конструкции отличаются высокими показателями компенсаций.

Самыми технологическими считаются:

• Сильфонные устройства служат для защиты во время гидроударов, во время расширения трубы при изменении температуры, от разных вибраций. Изделия отличаются по виду, бывают: сдвиговыми, осевыми и поворотными, и универсальными.
• Компенсатор осевого типа применяется для отопительных систем и прокладки водопровода с горячей водой. Изделие выполнено из стальной нержавейки, противостоят давлению шестнадцать атмосфер, когда температура достигает 115 градусов. Сдвиговые имеют две гофры, работают сразу в двух направлениях.

Поворотные компенсаторы устанавливают на поворотных участках до 90 градусов. Универсальные изделия устанавливают на трубопроводных участках небольшой длины, имеющие отводы. Способны компенсировать все виды смещений в местах, где невозможно применить другие типы устройств.

Вид компенсатора для полипропиленового трубопровода

Защитное устройство выполнено в виде петли, имеет простую конструкцию, поэтому легко монтируется в трубы для отопления. Компенсаторы подходят для любых типов трубопроводной системы. Петлевидный предохранитель справляется с последствиями гидроударов, с резкими скачками температуры. В целом данный тип устройства обеспечивает бесперебойной работой отопительную систему и горячий водопровод.

Внимание! Во время строительных работ теплосети требуют обязательно устанавливать компенсаторы.

Кроме компенсации линейной деформации отопительной системы компенсаторы нейтрализуют действие работы насосов. Данная вибрация никак не ощущается, но ее влияние ощутимо на всю сеть. Опасным считается, когда частота вибрирования насоса совпадет с частотой вибрации трубопроводной системы. Амплитуда колебания конструкции может увеличиться в несколько раз и полностью разрушить сеть.

Особенности монтажа компенсирующих устройств

Оснащение компенсаторами отопительной системы и водопроводов в жилых сооружениях проводят согласно проекту. Компенсаторы закрепляют к основной конструкции при помощи сварки.

Устройства устанавливают при неработающей системе трубопровода, когда в ней нет давления и транспортируемой жидкости. При установке обеспечивают соблюдение соосности трубы и компенсатора, чтобы не допустить радиальные нагрузки системы во время работы.

Наличие данного типа нагрузок влечет за собой заедание и дальнейшей поломкой подвижных элементов изделия.

Система топления оснащается компенсаторами на прямых отрезках трубопровода, и когда все секции прикреплены к неподвижным опорам. Наряду неподвижных опор необходима установка скользящих, чтобы не деформировать трубопровод во время теплого расширения. Необходимо учитывать величину трения в местах установки во время расчета максимального размера зоны трубопровода со встроенным компенсатором.

Внимание! На участке, где установлен сильфонный компенсатор, нельзя монтировать опоры, подвесной конструкции.

На этапе создания проекта для установки опор неподвижного типа учитывается: величина силы жесткости компенсатора, величина усилия на распор, сила трения для опор скользящих.

Монтировать компенсирующие устройства можно в трубопроводах горизонтального и вертикального типа. Стрелка устройства устанавливается по направлению движения теплоносителя, стрелка корпуса вертикальных трубопроводов должна быть опущена вниз, каким бы направлением не был оснащен теплоноситель. При поломке компенсаторы подлежат только замене.