Hlavní typy vlnovcových kompenzátorů a účel jejich použití.

Glebovich, S. A. Analýza použití měchových kompenzátorů / S. A. Glebovich. — Text: direct // Technické vědy v Rusku a v zahraničí: materiály VII International. vědecký conf. (Moskva, listopad 2017). – Moskva: Buki-Vedi, 2017. – s. 160-163. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/286/12854/ (datum přístupu: 30.12.2024).

Tento článek popisuje vlastnosti použití vlnovcových kompenzátorů v potrubích. Cílem práce je analyzovat využití vlnovcových kompenzátorů v průmyslu. Důležitou rezervou pro snížení investičních nákladů a zvýšení spolehlivosti potrubí a zařízení je použití speciálních zařízení pro kompenzaci teplotních deformací. Pro tyto účely se používají vlnovcové kompenzátory, které mají oproti jiným typům kompenzačních zařízení značné technické a ekonomické výhody. Jednoduchost výroby, nejvyšší provozní a technické a ekonomické vlastnosti umožnily jejich široké použití v různých průmyslových odvětvích. Výsledkem analytické studie bylo prokázáno, že výběr kompenzačních prvků pro jejich spolehlivé a dlouhodobé používání by měl zohledňovat jejich provozní podmínky.

Klíčová slova: kompenzátor měchu, kompenzace kompenzátoru měchu, kompenzátor měchu

Tento článek popisuje vlastnosti použití vlnovcových kompenzátorů pro potrubí. Cílem této práce je analyzovat využití vlnovcových kompenzátorů v průmyslu. Důležitou rezervou snížení investičních nákladů, zvýšení spolehlivosti potrubí a zařízení je použití speciálních přípravků pro kompenzaci tepelných deformací. Pro datové účely vlnovcové kompenzátory, které mají značné technické a ekonomické výhody oproti kompenzačním zařízením jiných typů. Snadná výroba, vysoký výkon a technicko-ekonomické vlastnosti umožnily jejich široké uplatnění v různých průmyslových odvětvích. Výsledek analytické studie ukazuje, že výběr bilančních položek závisí na jejich provozních podmínkách.

Klíčová slova: kompenzátor vlnovce, kompenzace kompenzátoru vlnovce, kompenzace kompenzátoru vlnovce

Jedním ze základních fyzikálních zákonů je, že materiály podléhají expanzi a kontrakci v důsledku změn teploty. Vlnovcové kompenzátory jsou prvky, které absorbují veškeré toto roztahování, smršťování a také vibrace a umožňují průmyslovým systémům nepřetržitý a efektivní provoz. [3;5]

Potrubí se vlivem výměny tepla mezi dopravovaným médiem a stěnami potrubí během provozu zahřívá a prodlužuje. Vzhledem k tomu, že konce jakéhokoli potrubí jsou připevněny k pevným podpěrám a připojeny k zařízení, během tepelného prodloužení se ve stěně potrubí objevují napětí. [5]

Při zvýšených teplotách dopravovaného média mohou napětí z tepelného prodloužení výrazně překročit přípustné meze, což povede ke zničení potrubí nebo deformaci podpěr a pláště zařízení. Aby se předešlo nebezpečným jevům, jsou vytvořena samokompenzační potrubí nebo jsou instalovány vlnovcové kompenzátory. [5]

Lodní průmysl používá širokou škálu produktů, které zahrnují kompenzátory vlnovcových tvarů. Používají se v systémech podpory života lodí a plynovodech.

Vlnovcové kompenzátory se používají v potrubních systémech pro zásobování vodou a párou na lodích námořních a civilních flotil. V současné době se vyvíjejí pokročilejší modely armatur, ale použití již vyrobených je velmi oprávněné.

V letecké technice se měchy a kompenzátory měchů používají v různých systémech leteckých motorů, jako jsou klimatizační systémy a potrubí, které podporují systémy proti námraze letadel.

V metalurgii našly vlnovcové kompenzátory hodné uplatnění v mnoha systémech závodů. Typicky se jedná o výrobky velmi velkých průměrů, vyráběné v nestandardních variacích, na míru konkrétnímu zákazníkovi. [5]

Použití vlnovcových kompenzátorů ve všech odvětvích národního hospodářství má tendenci narůstat v důsledku zpřísněných ekologických požadavků.

Hlavní oblastí realizace vlnovcových kompenzátorů je instalace na potrubí. Stresy se mohou objevit v potrubí, stimulované mnoha faktory, například:

– vnitřní nebo vnější tlaky při provozní teplotě;

– hmotnost potrubí a přepravovaných materiálů;

– nucené posunutí potrubí v důsledku vnějšího rušení;

Vzhledem k jejich důležitosti je třeba uvažovat namáhání způsobená tepelnou roztažností případ od případu. [6]

Napětí objevující se v potrubí závisí na následujících důvodech:

– síla nasměrovaná ze zdroje vnějšího rušení;

– deformace způsobené vnějšími cizími předměty;

– pružnost materiálu potrubí.

Překročí-li úrovně napětí nebo síly a hybnosti mezní hodnoty, je nutné zvýšit pružnost potrubí.

Toho lze dosáhnout:

– změny v celkové konstrukci potrubí;

– použití prvků s vysokou flexibilitou.

První metoda může vést ke ztrátě teploty tlaku a přispět ke zvýšení nákladů, takže nejracionálnějším řešením je použití kompenzátoru vlnovce. [6]

Pohodlí použití vlnovcových kompenzátorů spočívá v tom, že tento typ kompenzátorů nevyžaduje pomocnou údržbu během provozu. Tím vším se však vlnovec vztahuje k neobnovitelnému (neopravitelnému) prvku a doba jeho provozu většinou charakterizuje období bezúdržbového provozu potrubí, ve kterých je použit. Životnost vlnovcového kompenzátoru přímo závisí na kvalitě materiálů, ze kterých je vyroben. [2]

Vlnovcové kompenzátory lze rozdělit do tří skupin podle druhu posuvů, které musí absorbovat [7;8] (obr. 1): axiální, smykové, úhlové.

Rýže. 1. Skupiny vlnovcových kompenzátorů

Vlnovcové kompenzátory mají poměrně široký rozsah použití. Klíčovými oblastmi použití jsou tlakové nádoby, potrubí a také systémy pro dopravu a čerpání různých kapalin a plynů.

Zejména vlnovcové kompenzátory mohou díky své flexibilní struktuře a speciální konstrukci splnit všechny požadavky na vysokotlaká potrubí různých průměrů. Každý typ vlnovcového kompenzátoru nabízí různé výhody v závislosti na jeho použití a konstrukci. Vlnovcové kompenzátory, které jsou správně zvoleny a instalovány, zaručují spolehlivé spojení.

Axiální, smykové nebo úhlové vlnovcové kompenzátory se používají k prevenci problémů spojených s dilatací a vibracemi. V některých případech, kdy provozní tlak překračuje přípustné hodnoty, nebo pokud standardní konstrukce kompenzátorů nesplňují požadavky, je navrženo použití kompenzátorů vyvážených nebo univerzálních vlnovcových. [7;8]

Tlakově vyvážené a univerzální vlnovcové kompenzátory by měly být použity v případech, kdy je třeba kompenzovat velmi velké smykové dilatace bez potřebného počtu vedení. (obr.2)

Rýže. 2. Kompenzace velkých smykových dilatací univerzálním vlnovcovým kompenzátorem

Důležitou funkcí vlnovcových kompenzátorů je kromě kompenzace tepelné roztažnosti řešení problémů spojených s vibracemi. Vlnovcové kompenzátory jsou mimořádně účinné, zejména při kompenzaci vibrací s vysokou frekvencí a nízkou amplitudou. V případě silných vibrací systému, jako je například pístový motor, kompenzátory nejsou schopny vibrace potlačit. Jinými slovy, můžeme říci, že amplituda oscilací systému by neměla překročit 10% celkových pohybů kompenzátoru. [5]

Analýza stavu potrubí a prvků soustav tepelných sítí ukázala, že během provozu dochází k poškození vlnovcových kompenzátorů. [1;2]

Získané údaje o příčinách poškození ukazují, že příčinami defektní destrukce na vlnovcových kompenzátorech byly:

– nesouosost potrubí v důsledku jejich sedání během používání;

– porušení pevných nosných konstrukcí;

– koroze zvlnění dilatačních spár.

Na snížení životnosti vlnovcových kompenzátorů mají vliv následující faktory:

– provedení vlnovcových kompenzátorů nezaručuje 100% těsnost vln proti pronikání spodní vody;

– zkušenosti s montáží vlnovcových kompenzátorů, které byly instalovány na nadzemní a suterénní potrubí, ukazují, že jejich bezpečné připevnění k pohyblivým a vodicím podpěrám je velmi obtížné;

– dlouhodobé skladování kompenzátorů na čerstvém vzduchu bez antikorozního ochranného maziva, porušení pokynů pro jejich přepravu a instalaci vede k poškození.

– porušení technologie stavebních a montážních prací vede k pronikání vlhkosti pod izolaci nebo vyosení, což snižuje životnost kompenzátoru. [1]

Můžeme tedy vyvodit následující závěr. Oceli používané při výrobě kompenzátorů musí být odolné vůči zatížení. Pro zvýšení životnosti vlnovcových kompenzátorů je nutné dodržet požadavky na výrobu, konzervaci, přepravu a montáž, aby nedošlo k jejich poškození a korozi. Při výrobě prvků stojí za zvážení nanesení antikorozního nátěru na vnější povrch vln vlnovcových kompenzátorů. Je nutné správně zvolit kompenzátory, které jsou optimální pro potrubí a pak bude životnost výrobků delší. Absence kompenzátorů na potrubí může vést k takovým nežádoucím výsledkům, jako je změna délky potrubí v důsledku tepelné roztažnosti nebo stlačení kovového potrubí, což následně povede k prasknutí potrubí.

1. Analýza provozu vlnovcových kompenzátorů v podniku. http://kompensator.cwx.ru/ Datum přístupu 03.08.2017/XNUMX/XNUMX.
2. Antonov P. N. „O zvláštnostech použití kompenzátorů“, časopis „Trubkové armatury“, č. 1, 2007.
3. Burtsev K.N. Mashgiz, M., 1963.
4. Logunov V.V., Polyakov V.L., Slepchenok V.S. „Zkušenosti s použitím axiálních vlnovcových kompenzátorů v topných sítích“, časopis Heat Supply News, č. 7, 2007.
5. Aplikace vlnovcových kompenzátorů na různá potrubí. http://silphon.ru/ Datum přístupu: 03.08.2017.
6. Použití kompenzátorů. http://ros-pipe.ru/ Datum přístupu: 03.08.2017.
7. Vlnovcové dilatační spáry. http://santermo.ru/ Datum přístupu: 03.08.2017.
8. Adresář “Průmyslová plynárenská zařízení” / Ed. E. A. Karyakina. – 5. — Saratov: Výzkumné centrum pro průmyslová plynová zařízení „Gazovik“, 2010.

Základní pojmy (vygenerováno automaticky): kompenzátor, potrubí, expanze, tepelná roztažnost, tepelné prodloužení.

Vlnovcový kompenzátor je zařízení skládající se z vlnovce, spojovacích a omezovacích armatur, schopné absorbovat a vyrovnávat relativní pohyby o určité velikosti a frekvenci, ke kterým dochází v hermeticky spojených konstrukcích, a za těchto podmínek vést plyny, kapaliny a páru.

Potrubní systémy s konstantním pracovním prostředím jsou obvykle vystaveny tepelné roztažnosti a tlaku, různým druhům vibrací a také sedání základu. Pro eliminaci takových negativních dopadů je nutné instalovat pružné prvky, které pomohou kompenzovat vibrace a zabrání poškození potrubních systémů. Kompenzátory jsou optimálním řešením v případech, kdy potrubní systém není schopen přirozeně kompenzovat účinky různých druhů vibrací a tepelné roztažnosti. V těchto případech přebírá kompenzátor funkci pružného článku v potrubním systému, který odstraňuje negativní vliv vibrací a tepelné roztažnosti potrubí během provozu.

Použití vlnovcových kompenzátorů poskytuje spolehlivou a účinnou ochranu potrubí před statickým a dynamickým zatížením v důsledku deformací, vibrací a vodních rázů. Díky použití speciálních vysoce legovaných ocelí a slitin jsou vlnovcové kompenzátory schopné provozu v jakýchkoli podmínkách s teplotou provozní kapaliny od „absolutní nuly“ do 1000 °C a odolávají provozním tlakům od vakua do 100 barů v závislosti na konstrukční a provozní podmínky.

Účel použití kompenzátorů

• kompenzovat tepelnou roztažnost potrubí;
• aby se zabránilo zničení potrubí při deformaci potrubí;
• pro vyrovnání nesouososti v potrubních systémech;
• pro připojení tlakového a sacího potrubí k agregátům (čerpadla, turbíny, kompresory, motory atd.);
• ke snížení zatížení vibracemi a utěsnění potrubí;

Na základě takových charakteristik, jako jsou rozměry kompenzátoru, tlak a druhy pohybů v potrubí (axiální, smykové a úhlové), lze rozlišit tyto typy vlnovcových kompenzátorů: axiální vlnovcový kompenzátor, kompenzátor smykového vlnovce, úhlový vlnovcový kompenzátor a univerzální vlnovcový kompenzátor.

Hlavní typy deformací kompenzátorů

Oblasti použití kompenzátorů

• Topné systémy pro obytné a průmyslové objekty
• Budova
• Provoz a údržba tepelných sítí
• Ropný a plynárenský průmysl
• Chemický, petrochemický a ropný průmysl
• Energetický komplex
• Papírenský a potravinářský průmysl
• Výroba automobilů a motorů
• Stavba lodí
• Vojensko-průmyslový komplex
• Atomový průmysl
• Kryogenní technologie

Systém označení vlnovcových kompenzátorů

Příklad označení univerzálního dvousekčního kompenzátoru o jmenovité světlosti DN 100, jmenovitý tlak PN 16 Bar, vyrovnávací kapacita: axiální: 100 mm, smyk: 10 mm, úhlový: 10 stupňů, koncové příruby (F), ochranné plášť (K), vnitřní obrazovka (3): 2KCYF.K3 100-16-100-10-10

Kompenzátory pro teplovodní a studenovodní topné systémy

• Kompenzátory musí instalovat a uvádět do provozu vyškolený zkušený personál v souladu s pokyny, projektovou a technickou dokumentací pro instalaci potrubí vypracovanou projekční organizací.
• Při montáži a provozu není dovoleno zatěžovat dilatační spáry momentem nebo silami od hmoty připojovaných konstrukcí.
• Každý kompenzovaný úsek potrubí musí být ohraničen pevnými podpěrami. Pevné podpory musí být vybrány na základě maximálních působících sil a momentů. Vzdálenost mezi kluznými podpěrami a kompenzátorem musí být rovna (1,5-2) jmenovité světlosti DN. Je nutné vypočítat a vybrat podpěry vhodných velikostí, aby se zabránilo upnutí.
• Při montáži dilatačních spojů s konstrukcemi by přípustné hodnoty posunu instalace a nerovnoběžnosti spoje neměly překročit hodnoty stanovené regulační a technickou dokumentací pro potrubí předmětu použití. Stlačení (tah) výrobků by nemělo přesáhnout 5 mm pro DN do 500 mm a 10 mm pro DN větší než 500 mm, pokud nejsou v instalačních výkresech uvedeny jiné požadavky. Napínače a jiná montážní zařízení nejsou součástí dodávky.
• Po dokončení montáže dilatačních spár je nutné odstranit přepravní táhla, šrouby, svorníky.
• Při provádění izolačních prací je nutné zajistit možnost posunutí dilatačních spár na maximální axiální zdvih.
• Po instalaci podpěr potrubí by měla být provedena tlaková zkouška a zkouška těsnosti.
• Při provozu je nutné vyvarovat se tlakových rázů v systému a překračování provozních parametrů.

Adresa: 141282, Moskevská oblast, Ivanteevka, st. Centrální průchod, 27, budova 3.
Telefon: +7 (495) 778-20-16; +7 (916) 696-68-11
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolený JavaScript.