Facebook
Kompensacja wydłużeń termicznych w rurociągach (2). Mieszek na rurach
Written by Jarosław Czapliński / artykuł sponsorowany   
Saturday, 01 September 2012 09:56
There are no translations available.

Kompensacja wydłużeń termicznych rurociągów jest rzeczą konieczną i nieodzowną. Należy zatem przemyśleć ją już na etapie projektu.

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf  pdf   


W poprzednim artykule pt. „Podpory i kompensatory” („Magazyn Instalatora” 8/2012, s. 54-55 – przyp. red.) rozpocząłem temat poświęcony kompensacji wydłużeń rurociągów pod wpływem zmian temperatury. Przedstawiłem istotę zjawiska wydłużeń oraz zasadność stosowania kompensacji, a także jej metody. Kontynuując zatem to zagadnienie, w dzisiejszym artykule chciałbym przybliżyć jedną z popularnych metod kompensacji – przy zastosowaniu kompensatorów osiowych.

Kompensatory osiowe, zwane także od ich konstrukcji kompensatorami mieszkowymi, przejmują zmiany długości wzdłuż przewodów rurowych wywołane zmianami temperatury. Konstrukcja kompensatorów tego typu oparta jest na mieszkach sprężystych, których sztywność jest znacznie mniejsza od sztywności kompensowanych przewodów.

Miejsce dla kompensatora 
Podstawą prawidłowej pracy tego typu kompensatorów są właściwie zwymiarowane i umieszczone punkty stałe oraz podpory przesuwne. Należy przy tym pamiętać, ze każdy kompensator ma ograniczoną zdolność kompensacji, a zatem podstawą właściwego doboru kompensatora jest określenie długości odcinka rurociągu, którego zmiany długości będą kompensowane. Wiąże się to z prawidłowym podziałem rurociągu na odcinki kompensowane, tj. zaprojektowaniem rozstawu podpór stałych tak, aby przy maksymalnych zmianach temperatury nie została przekroczona zdolność kompensacyjna mieszków. Zapewni to prawidłową pracę instalacji i zagwarantuje ich trwałość zmęczeniową, obliczoną zwykle na około 1000 pełnych cykli pracy, tj. katalogowa wartość rozciągnięcia i ściśnięcia przy maksymalnym ciśnieniu roboczym temperaturze ok. 20oC.




Przestrzegaj wytycznych! 
Ze względu na niebezpieczeństwo zniszczenia kompensatora, wskutek nawet jednorazowego ściśnięcia lub rozciągnięcia większego od wartości nominalnych, należy bezwzględnie przestrzegać wytycznych montażu od producentów!

Z uwagi na to, że sztywność kompensatorów jest wielokrotnie mniejsza od kompensowanych przewodów, a ich konstrukcja niezwykle wrażliwa na odkształcenia poprzeczne, konieczny jest ich montaż między ruchomymi podporami prowadzącymi w osi rurociągu, tzw. podporami kierunkowymi. Na przykład kompensator mieszkowy ze stali nierdzewnej DN 100 można bez trudu wygiąć w rękach. Natomiast, aby spowodować jego ugięcie osiowe o 1 mm, należy użyć siły 90 N!

Nawet pod wpływem niewielkiego ciśnienia wewnętrznego działające siły poprzeczne mogą spowodować wyboczenia kompensatorów i zniszczenie instalacji. Konstrukcja podpory ruchomej powinna więc w pełni zabezpieczać możliwość ruchu poprzecznego rurociągu. Jednocześnie musi zapewnić swobodny ruch przewodu bez ryzyka zablokowania (oparcia się) mieszka o podporę. Stąd odległości podpór od samego kompensatora nie powinny być mniejsze niż:

  • pierwsza w odległości od 1 do 5 x d od skrajnej fali mieszka,
  • druga w odległości 0,5 m od pierwszej podpory przesuwnej.

Ponadto między pierwszymi dwoma podporami kierunkowymi nie wolno projektować żadnych dodatkowych odgałęzień, które także mogą spowodować wyboczenia rurociągu na tym odcinku.

Wraz ze wzrostem ciśnienia w instalacji reakcje na podporach wzrosną proporcjonalnie, osiągając siły rzędu 100-1000 N. Na przykład dla kompensatora mieszkowego ze stali nierdzewnej DN 100 wartość siły poprzecznej przy ciśnieniu 0,6 MPa to wartość 826 N, a przy 2,4 MPa to już 1652 N! W związku z tym zbyt słabe mocowanie podpory poddane takim siłom może bardzo szybko ulec uszkodzeniu. Dobór i montaż podpór jest zatem kluczowym elementem wykonania prawidłowej kompensacji. Dobrze jest go wykonać przy udziale firm specjalizujących się w tym temacie i przy zachowaniu szczegółowych wytycznych producentów.

Dobre rady... 
Oprócz szczegółowych zaleceń producentów co do zasad montażu i doboru określonych kompensatorów można określić jeszcze kilka ogólnych zasad, jakimi powinno się kierować przy doborze i montażu tych elementów, a są to:

  • Montaż kompensatorów może się odbywać wyłącznie na prostych odcinkach rurociągów unieruchomionych z dwóch stron podporami stałymi.
  • Nie można montować kompensatorów na załamaniach i na odcinkach samokompensujących się:
    - odcinki przewodów kompensowanych powinny być ułożone współosiowo,
    - pomiędzy dwoma sąsiednimi kompensatorami powinien być zawsze jeden punkt stały,
    - nie dopuszczać do obciążeń skrętnych kompensatora,
    - przy pracach spawalniczych należy chronić mieszek przed końcówką spawalniczą,
    - mieszek, mocowania i przewody rurowe należy chronić przed zanieczyszczeniami i uszkodzeniem.

  • Należy zwrócić szczególną uwagę na czystość przestrzeni między falami mieszka, usuwając wszelkie ewentualne zanieczyszczenia.

  • Nie należy malować mieszków sprężystych kompensatorów, które są wykonywane ze stali odpornej na korozję.

Kompensatory mieszkowe należy transportować i przechowywać w opakowaniach zabezpieczających cienkościenne mieszki sprężyste przed wzajemnym obijaniem i deformacją. Niedopuszczalne jest rzucanie, zginanie, skręcanie lub niekontrolowane ściskanie albo rozciąganie niezamontowanych kompensatorów. Jakiekolwiek zgięcie, zgniecenie czy nacięcie mieszka sprężystego dyskwalifikuje go z dalszego zastosowania.

Mimo konieczności przestrzegania tak wielu, wydawałoby się, zasad kompensatory osiowe są często stosowane. Sieci ciepłownicze oraz instalacje c.o. i c.w.u. mogą być wyposażone w kompensatory osiowe, gdyż nie wymagają one tyle miejsca co kompensacja kształtowa. Poza tym ich montaż oszczędza sporo czasu oraz pozwala prowadzić kilka przewodów blisko siebie w trudno dostępnych szachtach montażowych. Na ich korzyść przemawia także cena. Aby wykonać jednak kompensację, wystarczy kupić jeden kompensator mieszkowy, a nie np. cztery kolana do kompensacji typu U. Kompensatory osiowe nie wymagają żadnej dodatkowej konserwacji, zapewniają całkowitą szczelność instalacji podczas eksploatacji, a ich żywotność nie jest mniejsza niż żywotność innych elementów instalacji.

Połączenia  Kompensatory mieszkowe wykonuje się głównie ze stali, miedzi i stali nierdzewnej. Z przewodami łączy się je najczęściej poprzez lutowanie, spawanie i zaciskanie, a wiec jako połączenia nierozłączne. Opory hydrauliczne przepływu czynnika przez osiowe kompensatory mieszkowe praktycznie niewiele odbiegają od oporów hydraulicznych samego przewodu rurowego.

Kompensacja wydłużeń termicznych rurociągów jest rzeczą konieczną i nieodzowną. Należy zatem przemyśleć ją już na etapie projektu. Wybierając metodę kompensacji, należy przewidzieć wszystkie okoliczności. Bez względu jednak na wybraną metodę kompensacji gwarancją prawidłowej pracy instalacji jest, jak zawsze, zachowanie zdrowego rozsądku oraz precyzyjne i dokładne wykonanie montażu.

Jarosław Czapliński

Literatura:

1. B. Kozłowski, J. Rokosz „Instrukcja doboru i montażu osiowych kompensatorów mieszkowych”.

2. J. Kwapisz „Analiza wyników badań ciśnieniowych i zmęczeniowych kompensatorów osiowych i kątowych w latach 1983-86”.

3. Poradnik techniczny firmy SANHA.

Share

 

© Wszystkie prawa zastrzeżone

Sonda
Wytypuj najlepszy tekst ringowy - pompy obiegowe i cyrkulacyjne -
 
Sonda
Wytypuj najlepszy tekst ringowy: nowoczesne rozwiązania dla wentylacji
 
Multimedia branżowe
Ogłoszenia