• : Каждому известно, что все механизмы и системы подвержены моральному износу. Самое главное, чтобы время эксплуатации этих устройств было как...
• : Начиная с первых дней работы компания «Politeknik» предлагает проектирование и изготовление на заказ компенсаторы всех типов (в т.ч. высоког...
• : 13 июля 2015 года наша компания осуществила поставку большой партии компенсаторов сильфонных универсальных карданного типа Dn900 mm и Dn600 ...
• : Любая трубопроводная система в той или иной степени подвержена температурным воздействиям, перепадам давления и различного рода вибрациям, в...
• : Расчет необходимого сильфонного компенсатора Сильфонные компенсаторы должны устанавливаться только на прямолиней­ных участках трубопроводов...

Свежие записи

Статьи

• : Глебович С. А. Анализ применения сильфонных компенсаторов // Технические науки в России и за рубежом: материалы VII Междунар. науч...
• : Основная причина колебаний трубопроводов и самих машин нефтегазовых сооружений является аэродинамические и акустические силы дейст...
• : Максимов Ю.И., технический директор ООО «Полимерстрой» (г. Оренбург) Представляемое автором предприятие на протяжении уже десят...
• : Журнал "Новости теплоснабжения", № 7 (11) июль 2001, С. 24 – 27, www.ntsn.ru Х.С. Шакурзьянов, генеральный директор, Ю.Д. Власе...
• : Е.В. Кузин, директор ООО «АТЕКС-ИНЖИНИРИНГ», г. Иркутск; В.В. Логунов, заместитель генерального директора, В.Л. Поляков, гла...
• : Е.В. Кузин, директор, ООО «АТЕКС-инжиниринг», г. Иркутск; В.В. Логунов, заместитель генерального директора, В.Л. Поляков, главны...
• : Классификация трубопроводной арматуры Классификация трубопроводной арматуры осуществляется по различным признакам. По целевому...
• : Такая характеристика, как пропускная способность трубы, является метрической. Она предоставляет возможность осуществить расчет соо...
• : Дано: 24-х этажный жилой дом с двухтрубной системой отопления в г. Москве. Рабочее давление Р раб =10 атм. Высота этажа Н=...

Статистика

Методика проектирования трубопроводов

«POLITEKNIK METAL KORUK IMALAT SANAYI LTD. STI.»
Imes Sanayi Sitesi В Biok 205 Sokak No. 10-12, Y. Dudullu 34776 Istanbul. Turkey
Поставщик: Россия, 141315, Московская область, г. Сергиев Посад, ул. Дружбы,13,
ООО «Политехник-Кром» тел/факс: +7 495 729 41 41

1. Методика проектирования

1.1. Порядок проектирования

Основными этапами проектирования трубопровода с использованием компенсаторов являются:

1. Анализ схемы трубопровода;
2. Назначение компенсатора;
3. Выбор типа компенсатора;
4. Размещение компенсатора;
5. Расстановка промежуточных опор;
6. Расчет нагрузок на опоры;
7. Расчет трубопровода на прочность и самокомпенсацию;
8. Заключение об использовании компенсатора.

1.2. Анализ схемы трубопровода

При анализе трубопровода необходимо:

а) Предварительно определить расположение мертвых опор.

б) Разложить трубопровод на простые конфигурации. Любые системы трубопроводов, независимо от их сложности, посредством мертвых опор могут быть поделены на ряд отдельных расширяющихся трубопроводных секций, имеющих относительно простую конфигурацию (например: прямые участки, «Ььобразные изгибы, «Z»-o6pa3Hbie
изгибы и т.п.). Простая секция может быть расположена как в одной плоскости, так и в нескольких плоскостях.

в) Выбор количества мертвых опор и их расположения будет зависеть от конфигурации трубопровода, значения расширения, которое может взять на себя отдельный компенсатор расширения, наличия конструкционных элементов, которые могут быть использованы в качестве опор, расположения различных трубных фитингов, расположения подключенного оборудования, расположения отводов и т.д.

г) Основные части подключенного оборудования, такие, как турбины, компрессоры, теплообменники и аналогичные устройства, могут рассматриваться, как неподвижная опора.

1.3. Назначение компенсатора

На этом этапе определяется то, какую задачу будет выполнять компенсатор.

Существуют две основные задачи:

1) Компенсация температурных расширений. Она включает в себя и снижение напряжений в элементах трубопроводов.

2] Снижение нагрузок на оборудование и строительные конструкции. Для этого необходимо использовать компенсаторы разгруженного типа.

1.4. Выбор типа компенсатора

На этом этапе должны быть рассмотрены относительные преимущества системы, использующей одиночные и двойные компенсаторы только для осевых перемещений, по сравнению с использованием универсальных, разгруженных, карданных компенсаторов.

Как правило, оборудование к которым присоединяется трубопровод, имеет допускаемый уровень передаваемых на него нагрузок, поэтому рекомендуется установка разгруженных компенсаторов в непосредственной близости от присоединяемого оборудования. Обычно представляется целесообразным начать с допущения о том, что использование одиночных разгруженных компенсаторов для прямых осевых перемещений обеспечит простейшую и наиболее экономичную схему, пока не будут видны очевидные преимущества другого подхода.

После анализа преимущества использования тех или иных компенсаторов разрабатывается итоговая схема трубопровода. Уточняются места расположения мертвых опор и конфигурация простых участков трубопровода на основе пункта «Анализа схемы трубопровода». Окончательное решение по размещению неподвижных точек и типу используемого компенсатора может быть принято только после сравнения различных альтернативных решений.

1.5. Размещение компенсатора

Компенсатор размещается таким образом, чтобы максимально воспринимал деформации трубопровода. Не допускается использовать компенсаторы в качестве силового элемента трубопроводов. На рисунках 1-1Б приведены стандартные секции трубопроводов, состоящие из простых конфигураций. 1.5.1 Схема установки осевых компенсаторов

Рис.1. Схема установки компенсатора сильфонного осевого

На рисунке 1 показан случай использования осевого компенсатора (КСО) для поглощения осевого расширения трубопровода, Необходимо обратить внимание на использование одного компенсатора между двумя основными неподвижными опорами, на близость первой направляющей опоры к компенсатору.

Рис.2. Схема установки сдвоенного компенсатора сильфонного осевого

На рисунке 2 показан случай использования сдвоенного компенсатора (2КСО) для поглощения осевого расширения трубопровода.

Рис.3. Схема установки компенсатора сильфонного осевого в тройниковом соединении

На рисунке 3 показан случай использования компенсатора (КСО) для поглощения осевого расширения трубопровода, имеющего тройник. Необходимо обратить внимание на близость каждого компенсатора к тройнику.

Рис.4. Использование компенсатора сильфонного осевого в непрямолинейных трубопроводах

На рисунке 4 показано применение осевого компенсатора (КСО) в трубопроводе, имеющем смешение. Необходимо отметить, что применение подобного типа обычно не рекомендуется, и будет работать удовлетворительно только в определенных случаях. Как и на рисунке 1, трубопровод снабжен неподвижными опорами на каждом конце, предназначенными для восприятия давления, нагрузок от перемещения и трения в направ­ляющих. В том месте, где трубопровод имеет поворот, нагрузка должна передаваться через этот поворотный участок, приводя к возникновению момента на трубопроводе (не рекомендуется установка направляющих опор около поворота). При малом размере трубопровода, когда смешение заметно, или в случае, когда усилия от давления и перемещения относительно высоки, такая конфигурация может привести к возникновению перенапряжений или деформациям трубопровода и направляющих.

1.5.2. Универсальные компенсаторы (КСУ)

Универсальный компенсатор хорошо подходит для восприятия осевого, поперечного и углового отклонения или комбинации всех трех видов. Универсальный компенсатор передает распорное усилие от действия внутреннего давления.

Рис.5. Использование универсального компенсатора (КСУ)

На рисунке 5 показано применение универсального компенсатора, воспринимающего совместное осевое перемещение и поперечное отклонение.

Рис.6. Использование универсального компенсатора (КСУ)

На рисунке 6 показана альтернативная схема, при которой универсальный компенсатор устанавливается на коротком участке трубопровода и основное расширение воспринимается в форме поперечного отклонения, но он также воспринимает и угловые деформации.

Рис.7. Схема установки сдвигового сильфонного компенсатора

На рисунке 7 показан сдвиговый компенсатор, используемый для поглощения поперечного отклонения в одноплоскостном «Z»-o6pa3HOM изгибе. Тепловое перемещение горизонтальных трубопроводов воспринимается в виде поперечного отклонения компенсатора.

Обе неподвижные опоры не воспринимают распорного усилия, поскольку нагрузка от давления воспринимается стяжками компенсатора.

Рис.8. Схема установки сдвигового сильфонного компенсатора

На рисунке 8 показано типовое применение сдвигового компенсатора (ССК) в трехплоскостном «Z»-o6pa3HOM изгибе. Поскольку сдвиговый компенсатор может поглотать поперечное отклонение в любом направлении, два горизонтальных участка трубопровода могут лежать в горизонтальной плоскости под любым углом.

1.5.4. Угловые и карданные сильфонные компенсаторы (УКС, КСК)

Угловые и карданные компенсаторы обычно используются в наборах из двух или трех для поглощения поперечных отклонений в одном или более направлениях в одноплоскостных и в трехплоскостных системах трубопроводов. В одноплоскостных системах применяются угловые компенсаторы, в трехплоскостных и более, используются карданные компенсаторы. Эти компенсаторы не передают распорного усилия на трубопровод и оборудование. Эффективны на длинных вертикальных участках, где требуется компенсировать большие сдвиговые деформации.

Рис.9. Схема установки углового сильфонного компенсатора (УКС) в одноплоскостной системе

Рис.10. Схема установки карданного сильфонного компенсатора (КСК) в многоплоскостной системе

На рисунках 9,10 показано использование двухшарнирной системы для поглощения основного теплового расширения в одноплоскостном и многоплоскостном «г»-образном изгибе. Тепловое расширение смешенной секции, содержащей угловые компенсаторы, должно поглощаться за счет изгиба участков трубопровода, перпендикулярных этому сегменту.

Рис . 11 а

Рис. 12 в

На рисунке 11 показана система из трех шарнирных угловых и карданных сильфонных компенсаторов, установленная в одноплоскостном и многоосном «Z»-o6pa3HOM изгибе. Тепловое расширение смешенной секции, содержащей угловые сильфонные компенсаторы, поглощается за счет дополнительного третьего компенсатора, расположенного на горизонтальном участке трубопровода.

Выбор и правильное применение осевых, сдвиговых, универсальных, угловых и карданных компенсаторов предусматривает оценку ряда показателей. К ним могут относиться конфигурация трубопровода, условия эксплуатации, требуемая циклическая долговечность, ограничения по нагрузке для трубопровода и оборудования, а также имеющиеся опорные конструкции. В некоторых случаях для трубопровода могут быть пригодны два, и более типов компенсаторов.

1.5.5. Неправильное использование компенсаторов.

На рисунке 12 показан пример НЕПРАВИЛЬНОГО использования компенсаторов. Не допускается использовать компенсаторы в качестве силового элемента трубопроводов.

Рис.12. Схема НЕПРАВИЛЬНОГО использования компенсаторов

Для простоты взят П-образный вертикальный участок трубопровода, защемленный с двух сторон неподвижными опорами. Между опорами установлены два сдвиговых сильфонных компенсатора, дополнительные промежуточные опоры отсутствуют. Участок трубы, расположенный между сдвиговыми сильфонными компенсаторами, держится только за счет жесткости компенсаторов. В данном примере сдвиговый сильфонный компенсатор является силовым элементом, что не допускается. При большом диаметре трубопровода, наполненный водой, этот участок трубы может иметь значительную массу. Следовательно, все деформации компенсаторов будут идти на поддержание трубы, а не на восприятия температурных деформаций. При деформациях трубопровода превышающих допускаемые деформации произойдет выход из строя компенсатора.

1.5.6. Размещение стартовых компенсаторов СКС.

Между двумя неподвижными опорами трубопровода необходимо установить стартовый сильфонный компенсатор, после чего трубопровод заполняется теплоносителем и нагревается до температуры, равной 50% от максимальной рабочей. При этом стартовый компенсатор должен сжаться на величину рабочего хода. После выдержки при указанной температуре кожухи стартового компенсатора завариваются между собой. Тем самым, сильфон исключается из дальнейшей работы трубопровода. И так на всем трубопроводе между каждой парой неподвижных опор. Компенсация температурных расширений в дальнейшем происходит за счет знакопеременных осевых напряжений сжатия-растяжения. Таким образом, стартовые компенсаторы срабатывают один раз, после чего система превращается в неразрезную.

1.6. Расстановка промежуточных опор

Компенсаторы размешаются между двумя неподвижными опорами или естественно неподвижными сечениями трубы. Если применяются осевые и стартовые сильфонные компенсаторы, то между двумя неподвижными опорами или естественно неподвижными сечениями трубы должен размещаться только один осевой либо стартовый компенсатор.

При применении осевых компенсаторов на трубопроводах при подземной прокладке в каналах, туннелях, камерах надземной прокладке и в помещениях установка направляющих опор обязательна.

Первые направляющие опоры устанавливаются с двух сторон компенсатора на расстоянии 2D V ^4D V . Вторые предусматриваются с каждой стороны на расстоянии 14D y ■*■ 15D y от компенсатора. Число и необходимость установки вторых и последующих направляющих опор определяются при проектировании.

При применении компенсаторов типа УКС, 2УКС на трубопроводах при подземной про­кладке в каналах, туннелях и камерах, а также при надземной прокладке и в помещениях, установка первой пары направляющих опор на расстоянии 2D y — 4D V не требуются так как они предусмотрены конструкцией, но обязательна установка направляющих опор на расстоянии MDy-^Dy от компенсатора.

При размещении осевых компенсаторов у неподвижной опоры, компенсатор устанавливается на расстоянии 2D V ■*- 4D V от нее. В этом случае направляющие опоры для осевых компенсаторов устанавливаются только с одной стороны. С другой стороны их функцию выполняет неподвижная опора.

Рис. 13. Расстановка направляющих опор

1.7. Расчет нагрузок на опоры

1.7.1. При определении нормативных нагрузок на опоры следует учитывать влияние

следующих сил:

Распорного усилия сильфонных компенсаторов, F s -жесткости сильфонных компенсаторов, Fk -усилия от трения в подвижных опорах на участках канальных и надземных прокладок,^

Кроме того, следует учитывать в конкретных расчетных схемах трубопроводов: — неуравновешенные силы внутреннего давления, F H -упругую деформацию гибких компенсаторов или самокомпенсации, F x , F v -и другие усилия, определяемые нормативной документацией (ветровая, снеговая и т.д.)

1.7.2 . В общем случае нагрузка на неподвижные опоры должна приниматься по наибольшей горизонтальной осевой и боковой нагрузке от сочетания сил, перечисленных в пункте 1.7.1, при любом рабочем режиме трубопровода, при гидравлических испытаниях. 1.7.3. Распорное усилие от внутреннего давления определяется по формуле:

Fs = Ppa6 х $эф,Я

Рра &- рабочее давление, МПа

$ эф — эффективная площадь, мм 2

При гидроиспытаниях:

х $ эф , И (1,25Р раб, либо требуемое значение гидроиспытания).

1.7.4. Усилие, возникающее вследствие жесткости осевого хода сильфонного компенсатора Fk
определяется:

FK=iaxA,H

ю — жесткость компенсаторов, Н/мм

А -деформации компенсатора, мм

1.7.5. Сила трения F mp в подвижных опорах определяется исходя из конкретной конфигурации
трубопровода.

1.7.6. Суммарные горизонтальные осевые нагрузки на неподвижные опоры в рабочих
режимах:

DF=F P +F) «+F mp

1.7.7. При наличии на расчетных участках теплопроводов углов поворота или Z-образных
участков в суммарных нагрузках на неподвижные опоры должны учитываться силы упругой
деформации от этих участков (F x и F v), которые определяются расчетом труб на
самокомпенсацию.

1.8. Расчет на самокомпенсаиию

Следующим этапом является расчет на самокомпенсацию. В общем случае, проводится проверочный расчет, предусматривающий оценку статической и циклической прочности трубопровода. Оценку статической прочности проводят на действие несамоуравновешиваюших нагрузок (вес и внутреннее давление) и с учетом всех нагружающих факторов, в том числе температурных деформаций. Определяются нагрузки на опоры, упругая линия трубопровода в рабочем состоянии, деформации компенсатора в различных состояниях трубопровода.

1.9. Заключение об использовании компенсатора

Заключение об использовании компенсатора на определенном участке трубопровода, и его работоспособность, оценивается на основе комплексного анализа полученных результатов при расчете на самокомпенсацию. Сравниваются деформации компенсаторов, нагрузки на опоры и строительные конструкции с их допускаемыми значениями. Проверяется критерий прочности трубопровода. Заключение должно основываться на сравнении различных альтернативных решений.

1. Проектирование трубопровода тепловых сетей

2.1. Выбор осевых компенсаторов .

2.1.2. Допускается применение при необходимости осевых и стартовых компенсаторов большего или меньшего диаметра, чем диаметр трубопровода, с установкой переходов. Входной и выходной переходы компенсаторов могут быть разных диаметров в зависимости от присоединяемых трубопроводов. Переходы рекомендуется заказывать одновременно с осевыми и стартовыми компенсаторами .

2.2. Размещение осевых компенсаторов

2.2.1. При канальной и надземной прокладке применяются осевые сильфонные компенсаторы КСО , 2 КСО , СКУ , 2 СКУ которые могут размешаться в любом месте трубопровода между двумя неподвижными опорами или естественно неподвижными
сечениями трубы.

Примеры размещения осевых компенсаторов на трубопроводах представлены на рисунке 14.

2.2.2. Протяженный трубопровод может иметь три вида зон (участков):

— зоны изгиба [U] — участки трубопровода, непосредственно примыкающие к компенсатору. Эти участки при нагреве трубопровода перемешаются в осевом и боковых направлениях;

Зоны компенсации — участки трубопровода, примыкающие к компенсатору, перемещающиеся при температурных деформациях. Участки изгиба включаются в длину участков компенсации;

Рис.14. Примеры размещения осевых компенсаторов на трубопроводах

— зоны защемления (L 3) — неподвижные (защемленные) участки трубопровода, примыкающие к неподвижным опорам или естественно неподвижным сечениям трубы, компенсация температурных деформаций в которых происходит за счет изменения осевого напряжения.

Рис.15. Примеры размещения осевых компенсаторов на трубопроводах

2.3. Расстановка направляющих опор

2.3.1. Между двумя неподвижными опорами или естественно неподвижными сечениями трубы должен размешаться только один осевой компенсатор.

• При применении осевых компенсаторов на трубопроводах при подземной прокладке в каналах, туннелях камерах надземной прокладке и в помещениях установка направляющих опор обязательна.
• Первые направляющие опоры устанавливаются с двух сторон компенсатора на расстоянии 2Dy-MDy. Вторые предусматриваются с каждой стороны на расстоянии 14Dy H6Dy от компенсатора. Число и необходимость установки вторых и последующих направляющих опор определяются при проектировании по результатам
  расчета трубопровода.
• При применении конструкции компенсатора типа СКУ, 2СКУ на трубопроводах при подземной прокладке в каналах туннелях и камерах а также при надземной прокладке и в помещениях установки первой пары направляющих опор на расстоянии 2Dy- 4Dy не требуется, т.к. они предусмотрены конструкцией, но обязательна установка направляющих опор на расстоянии 14Dy-H6Dy от компенсатора.

• При размещении осевых компенсаторов у неподвижной опоры расстояние до нее должно быть в пределах 2Dy+4Dy. В этом случае направляющие опоры для осевых компенсаторов устанавливаются только с одной стороны. С другой стороны их функцию выполняет неподвижная опора.
• В случае размещения осевых компенсаторов в камерах функции направляющих опор могут выполнять стенки камер со специальной конструкцией обвязки входного и выходного проемов камеры.
• Направляющие опоры следует применять, как правило, охватывающего типа (хомутовые, трубообразные, рамочные), принудительно ограничивающие возможность поперечного или углового сдвига и не препятствующие осевому перемещению. Для уменьшения силы трения между трубой и опорой предпочтительна установка катков, фторопластовых скользящих прокладок и т.п. Длина направляющей опоры должна быть, как правило, не менее двух диаметров. Зазор между трубой и направляющей конструкцией следует принимать не более 1,6 мм при диаметрах труб Dy < 100 мм, и не
  более 2,0 мм при трубах Dy > 125 мм.
• При выборе места размещения осевых компенсаторов должна быть обеспечена возможность сдвижки кожуха компенсатора в любую сторону на его полную длину.

1. Монтаж трубопроводов с осевыми и стартовыми компенсаторами

3.1. До начала работ по монтажу осевых и стартовых компенсаторов при

прокладке тепловых сетей под землей в каналах или туннелях, а также при надземной прокладке и в помещениях необходимо смонтировать и закрепить трубопроводы неподвижными и направляющими опорами. Для трубопроводов диаметром до 500 мм неподвижные опоры должны устанавливаться, как правило, заводской сборки с вмонтированными в них изолированными отрезками труб.

• Врезку осевых и стартовых компенсаторов в трубопроводы следует производить в местах, предусмотренных проектной техдокументацией.
• Не допускается нагружать осевые и стартовые компенсаторы весом присоединяемых участков труб, машин и механизмов.

3.4. Монтаж трубопроводов с осевыми и стартовыми компенсаторами должен производиться при положительной температуре наружного воздуха. При температурах наружного воздуха ниже минус 15°С перемещения трубопроводов и
осевых и стартовых компенсаторов на открытом воздухе не рекомендуются.

Монтажные и сварочные работы при температурах наружного воздуха ниже минус 10°С должны производиться в специальных кабинах в которых температура воздуха в зоне сварки должна поддерживаться не ниже указанной.

3.5, Перед монтажом на концы патрубков осевых компенсаторов, предназначенных для подземных теплопроводов (при установке в каналах, тоннелях, а также бесканальной прокладке) с ППУ-, АПБ- и ППМ-изоляиией должна быть предварительно нанесена тепло-гидроизоляция. При этом должны соблюдаться требования в части исключения попадания грунтовых вод под наружный защитный кожух. Теплогидроизоляиия не должна препятствовать свободному перемещению подвижной части КСО , СКУ относительно наружного защитного кожуха. Для всех способов прокладки трубопровода, кроме бесканальной, кожух можно теплоизолировать матами из минеральной ваты.

3.7. В случаях испытания трубопроводов давлением испытания больше давления гидроиспытания самого компенсатора, и для избежания повреждения компенсаторов монтаж осевых компенсаторов осуществляется следующим образом:

После проведения предварительных испытаний трубопроводов на прочность и герметичность из смонтированного трубопровода на месте, указанном в проекте, вырезается участок («катушка»]. Монтажная длина вырезаемого участка («катушки») должна вычисляться в зависимости от способа применения осевых компенсаторов и температуры наружного воздуха в период монтажа;

Концы труб зачищаются от брызг, наплывов металла и остатков изоляции. У труб с толщиной стенки более 3 мм следует снять фаски;

На место «катушки» устанавливается осевой компенсатор. Приварка его производится с одной стороны;

С помощью специальных монтажных приспособлений или натяжных монтажных устройств осуществляется растяжка компенсатора (при необходимости) и его состыковка (сварка) со свободным концом трубы.

При выполнении сварочных работ осевые компенсаторы должны быть защищены от попадания брызг расплавленного металла.

3.8. После проведения контрольного осмотра и гидравлического испытания патрубки осевых компенсаторов покрываются тепловой и гидроизоляцией.

3.9. Система трубопроводов с стартовыми (СКС ) полностью монтируется в траншее и засыпается (за исключением собственно СКС ).

1. Изоляция стыков осевых компенсаторов с трубопроводами .

4.1. До устройства теплогидроизоляиии при отсутствии на концах свариваемых с осевыми компенсаторами труб заводского антикоррозионного покрытия необходимо выполнить следующие работы:

Очистить поверхность стыкового соединения (неизолированные концы труб) от грязи, ржавчины, окалины;

• просушить газовой горелкой;
• нанести на стык антикоррозионную мастику в три слоя.

4.2. Работы по теплогидроизоляции стыков необходимо производить по технологическим инструкциям заводов-производителей трубопроводов в зависимости от конструкции теплоизоляционного покрытия и вида прокладки (бесканальная, канальная, надземная, в туннелях, в помещениях).

4.3. При бесканальной прокладке трубопроводов в ППУ-изоляиии перед вваркой на место «катушек» осевых компенсаторов на полиэтиленовую оболочку трубопроводов должны быть надеты термоусаживающиеся муфты (манжеты) заводской готовности,
выполненные из радиационно-модифциированного полиэтилена.

4.4. Изоляцию стыков допускается выполнять скорлупами. Рекомендуется изолировать стыки путем заливки теплоизоляционной вспенивающейся пенополиуретановой композиции (ППУ-композииии) под опалубку. Между изоляцией сваренных труб и скорлупами не должно быть никаких зазоров.

4.5. При изоляции стыков путем заливки ППУ-композииии необходимо:
-выполнить очистку наружной поверхности стыкового соединения, предварительно
удалив слой ППУ с торцевых поверхностей труб на длину до 30 мм;

Наложить оцинкованный лист (0,5-0,7 мм) стали на стык с заходом на концы труб оболочек не менее 20 мм с каждой стороны, закрепив его бандажными лентами с зажимами или винтами-саморезами. Просверлить отверстие для заливки ППУ-композииии;

Снять зажимы и бандажные ленты, закрыть заливочное отверстие металлической пластиной и закрепить винтами-саморезами;

Подготовить поверхность полиэтиленовой оболочки по обе стороны от стыка, удалить грязь, обезжирить, зачистить наждачной бумагой и активировать поверхность полиэтиленовой оболочки путем прогрева газовой горелкой до температуры не более 60°С;

Прогреть поверхность, на которую будет укладываться термоусадочная лента до 30-40°С. Рекомендуется эту операцию проводить одновременно с процессом активации полиэтиленовой оболочки;

Наложить термоусадочную муфту на стыковое соединение с расчетом закрытия боковых поверхностей прилегающих полиэтиленовых оболочек на 10-15 см. На шов ленты накладывается фиксатор;

Термоусадка ленты осуществляется с помощью пропановой горелки до полной усадки ленты. Пламя горелки регулируется так, чтобы оно было желтым.

• Соединения полиэтиленовой оболочки должны производиться в соответствии с инструкциями производителя трубопроводов.
• Соединения рекомендуется выполнять с двумя уплотнениями на герметичность (под двойным уплотнением подразумевается два метода уплотнения, которые действуют и выполняются независимо друг от друга). Соединения, выполненные без двойного уплотнения, должны пройти испытания на плотность.

4.8. При высоком стоянии грунтовых вод следует предпринять дополнительные мероприятия для зашиты от проникновения воды под оболочку трубопроводов по инструкции производителя трубопроводов.

4.9. Сборка, опрессовка и изоляция соединения должна производиться в один и тот же день. Слесарь-сборшик должен нанести на соединение маркером свое клеймо.

4.10. Изоляцию стыков при бесканальной прокладке трубопроводов в ППМ-изоляиии рекомендуется выполнять путем заливки теплоизоляционной пенополимербетонной вспенивающейся композиции (ППМ-композииии) под опалубку. Допускается применять скорлупы, соединенные между собой посредством специальной мастики. Между изоляцией сваренных труб и скорлупами не должно быть никаких зазоров.

4.11. При изоляции стыков путем заливки ППМ-композииии необходимо: -установить съемную инвентарную опалубку на стык заливочным отверстием вверх, захватывая заводскую ППМ-изоляиию на концах труб внахлест с каждой стороны по 100 мм; -приготовить ППМ-композишю с помощью передвижного смесителя. Допускается ручное приготовление ППМ-композииии из компонентов, поставляемых производителем трубопроводов;

Залить подготовленную ППМ-композишю через заливочное отверстие под опалубку.

Вспенивание происходит в течение 1-2 минут;

Выдержать в течение 30 минут и снять съемную инвентарную опалубку.

1. Требования безопасности

• Компенсаторы должны обеспечивать герметичность относительно внешней среды.
• Монтаж компенсаторов должен выполняться в соответствии с требованиями Инструкции по монтажу и эксплуатации и указаний, изложенных в габаритном чертеже (если таковые имеются).

• Компенсаторы должны эксплуатироваться в соответствии с Инструкции.
• При монтаже и эксплуатации компенсаторов следует соблюдать нормы и требования безопасности, действующие на объектах применения указанных изделий.

5.5. К входному контролю, монтажу и эксплуатации допускается квалифицированный персонал, изучивший устройство компенсаторов, указания по монтажу и эксплуатации компенсаторов, Правила безопасности, нормативную документацию по промышленной безопасности и охране окружающей среды, прошедший проверку знаний и допущенный к
проведению работ в установленном порядке.

5.6. Для обеспечения безопасной работы запрещается: -эксплуатировать компенсаторы при отсутствии Паспорта;

Использовать компенсаторы для работы в условиях превышающих условия, для которых

рассчитаны характеристики компенсатора.

Нагружать компенсаторы весом оборудования и трубопроводов.

1. Транспортировка и хранение

6.1. В период хранения, транспортирования к месту монтажа и в период монтажа должны быть приняты меры, исключающие повреждение компенсаторов.

6.2. Компенсаторы допускается транспортировать всеми видами транспорта в соответствии с требованиями и правилами, действующими на данном виде транспорта.

6.3. Хранить компенсаторы на открытых площадках не допускается.

6.4. Защиту компенсаторов при транспортировке изготовителем обеспечивает предприятие-изготовитель, при транспортировке потребителем — предприятие- потребитель.

6.5. Строго запрещается сбрасывание, скатывание, соударения компенсаторов,
волочение и качение их по земле.

• Для погрузки и разгрузки, а также во время монтажа компенсаторов следует применять специальные захваты, траверсы и мягкие полотенца. Не допускается использовать цепи, канаты и другие грузозахватные устройства, вызывающие
  повреждение сильфона.
• Транспортирование и хранение компенсаторов должно проводиться с учетом всех требований по безопасности.

Транспортирование компенсаторов должно проводиться в соответствии с Правилами, действующими на конкретных видах транспорта;

Погрузка, разгрузка, транспортирование и складирование компенсаторов должны проводиться аттестованным персоналом с соблюдением требований безопасности при выполнении данных работ.

1. Указание по монтажу и эксплуатации

7.1. В период хранения и монтажа компенсаторов должны быть приняты меры, исключающие их механические повреждения.

• Монтаж и эксплуатация компенсаторов должны осуществляться по документации
  проектировщика теплопровода.
• При монтаже и эксплуатации должны быть приняты меры, предохраняющие
  компенсаторы от затопления грунтовыми водами.
• При монтаже и эксплуатации компенсатора должны быть приняты меры,
  исключающие попадание посторонних предметов между впадинами гофров сильфона, в
  стаканы разгрузочных элементов, а также в пространство между направляющим
  патрубком (экраном) и сильфоном.
• При монтаже и эксплуатации компенсаторов не допускается нагружать их крутящим
  моментом относительно оси компенсатора, а также силами и изгибающими моментами от
  массы труб, арматуры, механизмов, устройств и т.д.

7.6. Монтаж компенсаторов должен производиться по монтажным чертежам
трубопроводов, Руководству по монтажу и эксплуатации и указаний, изложенных в
габаритном чертеже (если таковые имеются).

7.7. Перед монтажом:

С компенсаторов снимаются защитные кожуха (съемные), заглушки (если таковы

предусмотрены конструкцией).

Очищается поверхность сильфонов сухим сжатым воздухом;

При необходимости обезжириваются поверхности компенсаторов в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

• После снятия кожухов и очистки поверхности компенсатора сильфон должен быть закрыт защитной полиэтиленовой пленкой толщиной не менее 0,12 мм, которая снимается только после окончательного монтажа компенсатора.
• При выполнении сварочных работ сильфоны, обернутые полиэтиленовой пленкой, дополнительно должны быть обернуты асбестовой тканью для защиты от брызг расплавленного металла.

• При монтаже и эксплуатации компенсаторов должны соблюдаться нормы и требования безопасности, действующие на объектах применения указанных изделий.
• После монтажа компенсатора технологические ограничители (проставки, болты, приспособления) при их наличии должны быть сняты.
• При эксплуатации компенсаторов должен проводиться визуальный контроль герметичности. Контроль должен проводиться два раза в течение первой недели эксплуатации, а затем в сроки, установленные для осмотра трубопроводов, на которых установлены компенсаторы.
• Пуск, остановка, текущие и контрольные осмотры и испытания трубопроводов с компенсаторами должны производиться в соответствии с эксплуатационными инструкциями и требованиями Правил объекта применения компенсаторов.
• В процессе эксплуатации надземно проложенные трубопроводы с компенсаторами должны периодически проверяться на соосность в связи с возможностью просадки отдельных подвижных, направляющих и неподвижных опор, что может привести к потере устойчивости компенсатора. Во избежание заклинивания (вплоть до деформации и разрушения) направляющих опор следует периодически замерять (и восстанавливать) зазор между теплопроводом и конструкциями опор.
• Утилизация компенсаторов по окончании срока эксплуатации производится
  металлургическим процессом.

Изготавливаем в соответствии с вашими чертежами

Осевой сильфонный компенсатор — устройство, способное компенсировать или уравновесить относительные перемещения в герметично соединенных трубопроводах только в осевом направлении. При прокладке трубопроводных систем используют неподвижные опоры, жёстко фиксирующие конструкцию, и опоры, удерживающие трубу и направляющие его движение по оси.

Направляющие опоры для сильфонного компенсатора

Эти конструкции могут быть основными или промежуточными, а также выполнять функции направляющих для трубопроводов. При проектировании специалисты стремятся добиться минимизации силы трения, возникающего при скольжении.

Выполнение этого условия позволяет уменьшить нагрузку на трубопровод и создать благоприятные эксплуатационные условия для опоры.

По реализуемым функциональным задачам такие опоры бывают:

• I типа, обеспечивающие совпадение осей патрубков осевого компенсатора и вероятность их передвижения только по оси компенсатора;
• II типа, предназначенные для обеспечения устойчивости трубопровода.

Функциональное назначение и особенности монтажа направляющих опор первого типа

Изделия этого вида востребованы в том случае, если конструкция сильфонного компенсатора не в состоянии гарантировать совпадение осей патрубков и требуемый уровень сопротивления изгибающим и боковым усилиям.

В зависимости от конструкции сильфонного устройства применяют одну из ниже представленных схем размещения опирающих конструкций:

Вид конструкции	Восприимчивость к внешним усилиям	Схема размещения опор
Кожух сильфонного компенсатора отсутствует или предназначается только для защиты от внешних воздействий при доставке к месту монтажа и при монтажных работах	Устройство не противостоит ни изгибающим моментам, ни воздействиям сбоку	С каждой стороны от компенсатора устанавливают две пары направляющих опор. Первая пара — на дистанции 2-4 Dу, вторая — 14-16 Dу. Если компенсирующее устройство размещается вблизи от неподвижной опоры — 2-4 Dу, то две пары направляющих конструкций монтируют только со стороны, противоположной неподвижной опоре
Присутствует массивный кожух	Может противостоять боковым усилиям, но не устойчиво к изгибающим моментам	Опору на расстоянии 2-4 Dу размещают с одной стороны компенсатора, на дистанции 12-14 Dу — с обеих сторон. При наличии неподвижной опоры на дистанции 2-4 Dу, необходима только одна скользящая на противоположной стороне на расстоянии 12-14 Dу
В наличии эффективный кожух и расположенные внутри направляющие элементы	Способно противодействовать боковым воздействиям и изгибающим моментам	Конструкции первого типа в данном случае неэффективны

Направляющие опоры первого типа имеют охватывающую конструкцию и должны соответствовать следующим условиям:

• обеспечивать совпадение осей патрубков компенсатора в диапазоне тех величин, которые устанавливает производитель этого оборудования;
• гарантировать нормативные отклонения на протяжении всего эксплуатационного периода, что для отдельно стоящих конструкций можно обеспечить только при их установке на прочных грунтах со строительством фундамента или реализации других мероприятий;
• при установке на непрочных грунтах опоры должны изготавливаться доступными для осмотра с наличием приспособлений, предназначенных для проведения периодических проверок боковых отклонений (не реже одного раза в год).

Такие конструкции обычно выполняют охватывающего типа — рамочные или трубообразные. Устанавливаются они на фундаменте или заделываются в эксплуатируемые строительные элементы.

Функциональное назначение и особенности монтажа опор второго типа

Эти конструкции востребованы для обеспечения стабильного состояния неустойчивого трубопровода. Конструктивно модель второго типа является обычной скользящей опорой, к закладной детали которой приваривают уголки-бортики, допускающие ход вдоль оси и предотвращающие вероятность смещения трубопровода в сторону.

Правила монтажа моделей второго типа:

• Изделия равномерно устанавливают на прямолинейном участке (допускаются изгибы до 3°), расстояния между ними определяются расчётным путём.
• Монтаж может осуществляться при наличии изгибов более 3° на расстояниях 20 Dу от угла.
• Если возле угла на дистанции до 20 Dу присутствуют другие опорные конструкции, то установка опор второго типа в данном случае не требуется.

Правила по монтажу и установке компенсаторов.

1. Сильфонные, линзовые и сальниковые компенсаторы следует монтировать в собранном виде.
2. Осевые сильфонные, линзовые и сальниковые компенсаторы следует устанавливать соосно с трубопроводами.

Допускаемые отклонения от проектного положения присоединительных патрубков компенсаторов при их установке и сварке должны быть не более указанных в технических условиях на изготовление и поставку компенсаторов.

3. При установке линзовых, волнистых и сальниковых компенсаторов, а также арматуры направление стрелки на их корпусе должно совпадать с направлением движения вещества в трубопроводе.

4. При монтаже сильфонных и линзовых компенсаторов следует исключить скручивающие нагрузки относительно продольной оси и провисание под действием собственной массы и массы примыкающих трубопроводов, а также обеспечить защиту гибкого элемента от механических повреждений и попадания искр при сварке.

5. Монтажная длина сильфонных, линзовых и сальниковых компенсаторов должна быть принята по рабочим чертежам с учетом поправки на температуру наружного воздуха при монтаже.

6. Для компенсации температурных деформаций трубопроводов при монтаже П-образные, сильфонные, линзовые и сальниковые компенсаторы должны устанавливаться с растяжением (сжатием) на указанную в проекте величину. Если температура воздуха в момент монтажа отличается от принятой в проекте, то величину растяжения (сжатия) компенсатора следует увеличить (если в проекте указано растяжение) или уменьшить (если указано сжатие) на значение (мм):

в=aL(t п +t м)

а- температурный коэффициент линейного расширения металла трубопровода,°С -1 , принимаемый для углеродистых и низколегированных сталей 0,012 и высоколегированных - 0,017;
L- расчетная длина участка трубопровода, м;
t п - принятая в проекте температура воздуха в момент монтажа,°С;
t м - фактическая температура воздуха в момент монтажа,°С.

7. При монтаже сальниковых компенсаторов должны быть обеспечены свободное перемещение подвижных частей и сохранность набивки.
8. Монтаж односекционных осевых сильфонных, линзовых, сальниковых и П-образных компенсаторов с приспособлениями для растяжения производят в такой последовательности (черт.1,а):

Растяжение компенсаторов до монтажной длины следует производить с помощью приспособлений, предусмотренных конструкцией компенсатора или натяжными монтажными устройствами.

Черт.1. Последовательность операций (1-5) при монтаже компенсаторов:

А - П-образных, осевых сильфонных односекционных, линзовых и сальниковых с приспособлением для растяжки;
б - то же без приспособления для растяжки;
в - П-образного компенсатора при групповой прокладке.

а) компенсатор одной стороной присоединяется сваркой или на фланце к трубопроводу;
б) участок трубопровода с присоединенным компенсатором устанавливается в направляющих и скользящих опорах и закрепляется в неподвижной опоре.

Примечание.

В зависимости от условий монтажа (например, для П-образных компенсаторов) могут производиться сначала установка трубопровода в направляющих и скользящих опорах и закрепление его в неподвижной опоре, а затем присоединение к этому участку компенсатора;

в) с помощью распорных приспособлений компенсатор подвергается растяжению на проектную величину. Допускается производить предварительную растяжку компенсатора до его присоединения к трубопроводу;

г) участок трубопровода с другой стороны, свободно лежащий в направляющих и скользящих опорах, подтягивается к свободному стыку компенсатора и присоединяется к нему сваркой или на фланце;

д) присоединяемый участок трубопровода закрепляется в другой неподвижной опоре;

е) с компенсатора снимается устройство для предварительной растяжки.

11. Монтаж осевых сильфонных компенсаторов без приспособления для растяжения производят в такой последовательности (см. черт.15,б):

а) участок трубопровода с одной стороны от компенсатора устанавливается в направляющих и скользящих опорах и закрепляется в неподвижной опоре;

б) участок трубопровода с другой стороны от компенсатора устанавливается так, чтобы расстояние между торцами участков трубопровода равнялось монтажной длине компенсатора, и закрепляется в другой неподвижной опоре. Монтажная длина компенсатора должна быть равна его строительной длине (компенсатор разгружен) плюс предварительное натяжение (сжатие)

в) компенсатор присоединяется к одному из участков трубопровода;

г) с помощью монтажных приспособлений компенсатор подвергается растяжке и присоединяется к другому участку трубопровода;

д) монтажные приспособления снимаются.

12. При групповом расположении П-образных компенсаторов (см. черт.15,в) параллельно прокладываемых трубопроводов растяжку компенсаторов следует производить натяжением трубопровода в холодном состоянии. В этом случае растяжку П-образного компенсатора следует выполнять после окончания монтажа трубопровода, контроля качества сварных стыков (кроме замыкающего, используемого для натяжения) и закрепления трубопровода в неподвижных опорах.

1. Сварной стык, у которого следует производить растяжку компенсатора, указывают в проекте. Если такого указания нет, то во избежание снижения компенсационной способности компенсатора и его перекоса следует использовать стык, расположенный на расстоянии не менее 20 Дн от оси компенсатора
2. В качестве стяжного устройства для натяжения используют съемные или приварные хомуты с монтажными удлиненными шпильками и гайками.
3. При групповом расположении П-образных компенсаторов последовательность монтажа следующая:

а) участки трубопровода и П-образный компенсатор устанавливают на опоры. В зазор, оставленный для натяжения стыка, вставляется деревянная проставка шириной, равной величине растяжения;

б) компенсатор с помощью сварки обеими сторонами присоединяется к соответствующим участкам трубопровода;

в) участок трубопровода закрепляется в неподвижных опорах;

г) проставка удаляется, осуществляется предварительное натяжение компенсатора, стык соединяется сваркой;

д) монтажные приспособления удаляются.

1. Для трубопроводов тепловых сетей согласно требованиям СНиП 3.05.03-85 растяжение компенсатора натяжением следует выполнять одновременно с двух сторон в стыках, расположенных на расстоянии не менее 20 Дн и не более 40 Дн от оси симметрии компенсатора
2. О растяжении (сжатии) компенсатора должен быть составлен акт по форме приложения 6 СНиП 3.01.01-85.
3. П-образные компенсаторы следует устанавливать с соблюдением общего уклона трубопровода, указанного в проекте.
4. Линзовые, волнистые и сальниковые компенсаторы рекомендуется устанавливать в узлах и блоках трубопроводов при их сборке, применяя при этом дополнительные жесткости для предохранения компенсаторов от деформации и повреждения во время транспортирования, подъема и установки. По окончании монтажа временно установленные жесткости удаляют.
5. При монтаже вертикальных участков трубопроводов следует исключить возможность сжатия компенсаторов под действием массы вертикального участка трубопровода. Для этого параллельно компенсаторам на трубопроводах следует приваривать по три скобы, которые срезают по окончании монтажа.
6. Для определения правильного положения арматуры, устанавливаемой на трубопроводе, необходимо руководствоваться указаниями каталогов, технических условий и рабочих чертежей. Положение осей штурвалов определяется проектом.
7. Трубопроводную арматуру надлежит монтировать в закрытом состоянии. Фланцевые и приварные соединения арматуры должны быть выполнены без натяжения трубопровода. Во время сварки приварной арматуры ее затвор следует открыть до отказа, чтобы предотвратить заклинивание его при нагревании корпуса.

05.12.2011

В статье мы рассмотрели расчет трубопровода на устойчивость. Если расчет показывает, что трубопровод не устойчив, то необходимо стабилизировать теплопровод расстановкой направляющих опор.

Направляющие опоры по функциональному назначению можно разделить на два вида:

• - опоры первого вида, обеспечивающие соосность патрубков осевого компенсатора и их перемещение строго вдоль оси компенсатора;
• - опоры второго вида, обеспечивающие устойчивость теплопровода.

Направляющие опоры первого вида

Первый вид направляющих опор применяется в том случае, если конструкция сильфонного компенсатора не способна самостоятельно обеспечить требуемую соосность патрубков компенсатора и не способна противостоять внешним нагрузкам – боковым усилиям и изгибающим моментам.

В зависимости от конструкции сильфонного компенсатора возможны следующие схемы расстановки направляющих опор первого типа, обеспечивающих соосность патрубков компенсатора и их продольное перемещение.

1. Конструкция сильфонного компенсатора не способна противостоять ни боковым усилиям, ни изгибающим моментам (компенсатор без направляющего кожуха или с кожухом, защищающим только от внешних воздействий при транспортировке и монтаже). В таком случае с каждой стороны от компенсатора устанавливаются две пары направляющих опор. Первая пара устанавливается на расстоянии 2-4Ду, вторая – на расстоянии 14-16Ду (рис. 1а). При установке сильфонного компенсатора на расстоянии до 4Ду от неподвижной опоры, направляющие опоры с противоположной стороны устанавливать не требуется (рис. 1б).

2. Конструкцией сильфонного компенсатора предусмотрен мощный защитный кожух, способный воспринимать боковые усилия, но не способный воспринимать изгибающие моменты. В таком случае необходима установка трех направляющих опор: одна пара устанавливается на расстоянии 14-16Ду и третья опора – на расстоянии 2-4Ду (рис. 2а). В случае если компенсатор установлен на расстоянии 2-4Ду от неподвижной опоры, то на его противоположной стороне устанавливается только одна направляющая опора на расстоянии 14-16 Ду (рис. 2б).

3. Конструкцией сильфонного компенсатора предусмотрен мощный защитный кожух и внутренние направляющие элементы, способные противостоять боковым усилиям и изгибающим моментам. Такая конструкция для своей нормальной работы не требует установки направляющих опор первого вида. Примером такого устройства является СКУ по техническим условиям ИЯНШ.300260.033 ОАО «НПП «Компенсатор».

Направляющие опоры первого вида должны быть рассчитаны на боковую нагрузку в 15% от суммы распорного усилия и жесткости компенсатора, должны быть охватывающего типа, и должны обеспечивать соосность патрубков компенсатора в пределах значений, заданных производителем сильфонного компенсатора.

Несоосность патрубков компенсатора является одним из критических факторов, влияющих на срок службы сильфонного осевого компенсатора. При определении допускаемых отклонений осевых линий направляющих опор, необходимо учитывать зазор в направляющей опоре.

Например, для ОПНР-16-400-200 (Ду400 мм, Ру=16 кгс/см2) допускаемая несоосность патрубков компенсатора Δ норм составляет 10 мм, зазор в направляющих опорах λ=2 мм. Таким образом, максимальная несоосность осевых линий направляющих опор Δ=Δ норм – 2λ (рис. 3) и составляет в этом случае 6 мм.

Направляющие опоры 1-го вида должны строго соблюдать допускаемые отклонения в пределах всего срока эксплуатации, поэтому отдельно стоящие направляющие опоры первого типа могут быть построены только на непроседающих грунтах, с устройством фундамента или других мер, обеспечивающих выполнение данного условия. В противном случае направляющие опоры должны быть доступны для осмотра, и иметь приспособления для регулярной проверки боковых отклонений. Осмотр направляющих опор 1-го вида и измерение их боковых отклонений должен проводиться не реже, чем 1 раз в год. При превышении предельных отклонений необходимо выровнять направляющие опоры до возвращения боковых отклонений в область допускаемых значений.

Рассмотрим влияние бокового отклонения выше допускаемых значений на работу сильфонного компенсатора. Для компенсатора типа ОПНР-16-400-200 (допускаемая предельная несоосность патрубков Δ норм, заданная производителем, составляет 10 мм) максимальный сдвиг Δ для такого компенсатора при назначенной наработке, эквивалентной по разрушающему воздействию температурной истории тепловой сети за 30 лет , составляет 15 мм. Для сильфонного компенсатора сумма относительных деформаций по каждому виду деформации не должна превышать единицы.

Допустим, что при строительстве направляющих опор была допущена несоосность патрубков компенсатора 15 мм. Итого имеем 15–10=5 мм сдвига свыше значений, допускаемых производителем. Относительная деформация сдвига составит 5/15=1/3. Таким образом, относительная деформация в осевом направлении для нашего случая не должна превышать 1–1/3=2/3 от нормального значения, т.е. максимальная компенсирующая способность уменьшится с 200 до 133,3 мм. Если же сильфонный компенсатор, попрежнему, будет работать с осевой амплитудой 200 мм (т.е. с амплитудой 150% от расчетного максимального значения), то его срок службы снизится в 8-12 раз.

Из рассмотренного примера видно решающее влияние качества исполнения направляющих опор на продолжительность работы сильфонного компенсатора, нуждающегося в направляющих опорах первого типа.

На рис. 4-6 показаны конструкции направляющих опор 1-го вида.

Направляющие опоры первого вида могут быть выполнены как на отдельном фундаменте, так и заделкой в существующие строительные конструкции (лотки, стенки камер и т.д.) при условии обеспечения нормативной боковой нагрузки и обеспечения соосности в заданных пределах.

Направляющие опоры второго вида

Направляющие опоры второго вида применяются для стабилизации неустойчивого трубопровода и устанавливаются на участках трубопровода, таким образом, чтобы обеспечить достаточную устойчивость трубопровода.

При необходимости, боковые перемещения устойчивого трубопровода могут быть ограничены направляющими опорами второго вида. Например, при опасности опрокидывания трубопровода со скользящих опор и т.д.

Обратим внимание на следующий факт: устойчивость трубопровода вовсе не означает, что трубопровод не совершает боковых перемещений при работе, но в таком случае величина боковых перемещений поддается расчету. Установка направляющих опор первого вида не означает автоматической стабилизации трубопровода.

Усилие P ц, необходимое для нарушения устойчивости участка трубопровода между двумя направляющими опорами второго вида, рассчитывается по формуле (формула выводится аналогично формуле для участка с консольно закрепленными концами с той лишь разницей, что в качестве аппроксимирующей кривой принимается синусоида вместо косинусоиды):

(1)

Обозначения аналогичны принятым ранее в статье .

Необходимо выбрать такое расстояние между направляющими опорами второго типа I ц, чтобы усилие P ц оказалось больше реально действующего сжимающего усилия.

Для вертикальной плоскости, приняв коэффициент a 1 =1, можно рассчитать устойчивость трубопровода на отрыв от скользящих опор – для определения необходимости установки направляющих опор охватывающего типа и расчета расстояния между ними.

Правила расстановки направляющих опор второго вида.

1. Направляющие опоры второго вида устанавливаются равномерно по длине прямолинейного (отсутствуют изгибы более 3°) участка трубопровода, в количестве, обеспечивающем фактическое расстояние между направляющими опорами 2-го типа и иными ограничительными конструкциями трубопровода не более расчетного значения L ц.

2. В случае, если на участке неустойчивого трубопровода имеются углы изгиба более 3°, то боковое перемещение таких изгибов ограничивается установкой направляющих опор, установленных на расстоянии 20Ду от угла. Если от угла изгиба на расстоянии 20Ду и менее имеется иная ограничительная конструкция, то на этой стороне изгиба направляющая опора второго типа не устанавливается.

3. Боковые перемещения устойчивого трубопровода с углами поворотов могут быть ограничены установкой направляющих опор второго типа согласно настоящим требованиям.

4. Сильфонный компенсатор должен устанавливаться на расстоянии не менее 20Ду от направляющей опоры второго вида.

При соблюдении указанных правил приблизительно боковую нагрузку на направляющую опору второго вида можно определить по формуле:

где F рр – распорное усилие от компенсатора при пробном давлении; F ж – усилие от жесткости компенсатора, α – угол изгиба рядом с направляющей опорой (в градусах).

Более точный расчет нагрузок на направляющие опоры можно получить с помощью специализированного программного обеспечения, например – ПО «СТАРТ», но при этом следует помнить, что реальный трубопровод содержит изгибы и отклонения, которые чаще всего проектировщики не закладывают в расчетную модель.

При проектировании трубопровода в ПО «СТАРТ» допускается свободная расстановка направляющих опор, при условии задания возможного монтажного отклонения трубопровода.

Рассмотрим расстановку направляющих опор на примере. Имеется неустойчивый трубопровод. На расстоянии 15Ду от левой неподвижной опоры Н1 имеется угол поворота 4;УТ1 по часовой стрелке, далее идет прямой участок с сильфонным компенсационным устройством СКУ по ИЯНШ.300260.033ТУ, угол поворота 6°УТ2 против часовой стрелки и за ним на расстоянии 60Ду – неподвижная опора Н2.

Сначала рассчитываем расстояние L ц (рис. 7).

Так как угол УТ1 расположен на расстоянии менее 20Ду от неподвижной опоры Н1, то на этом угле потребуется установить только одну направляющую опору на расстоянии 20Ду на правой его части. Проверяем, что расстояние между установленной направляющей опорой и неподвижной опорой Н1 менее L ц.

На втором угле УТ2 устанавливаем две направляющие опоры на расстоянии 20Ду с каждой его стороны. Проверяем, чтобы расстояние между всеми направляющими опорами и неподвижными опорами не превышало L ц (см. рис. 7).

Как правило, направляющие опоры второго вида воспринимают существенно меньшую нагрузку по сравнению с направляющими опорами первого типа. Так же направляющие опоры второго вида не требуют столь точного соблюдения соосности – погрешности монтажа направляющих опор второго типа компенсируются гибкостью трубопровода. В подавляющем большинстве случаев направляющая опора второго вида необходима лишь для ограничения боковых перемещений и поэтому не требуется охватывающая конструкция такой опоры.

Конструктивно направляющая опора второго вида может представлять собой обычную скользящую опору, к закладной детали которой приварены уголки-бортики с зазором до 5 мм, допускающие свободный осевой ход и ограничивающие боковое перемещение трубопровода. Длина и катет шва должны быть рассчитаны на сопротивление срезу расчетной боковой нагрузкой с коэффициентом запаса не менее 1,3. Конструкция подушки скользящей опоры не должна допускать скольжение подушки по дну канала при действии расчетной боковой нагрузки.

Такой же конструктив направляющей опоры может применяться и на больших диаметрах при малых изгибах трубопровода, в случае же более значительных боковых нагрузок потребуется усилить конструкцию направляющих элементов, заделкой их в стенки лотка, усиления подушки скользящей опоры, применения рамочных направляющих опор и т.д.

Необходимость в направляющей опоре охватывающего типа определяется результатами расчета на устойчивость в вертикальной плоскости, в котором коэффициент трения в перпендикулярном направлении относительно оси трубопровода принят равным 1,0 . Как показывает практика, практически все трубопроводы с осевыми сильфонными компенсаторами и условным диаметром более 150 мм устойчивы в вертикальной плоскости, благодаря значительной массе трубопровода.

При использовании осевых сильфонных компенсаторов на трубопроводах может проявляться эффект накопления боковых отклонений. Проявляется он следующим образом: при нагревании трубопровода с начальным небольшим отклонением происходит боковое отклонение оси трубопровода от монтажного положения. При остывании трубопровода из-за способности компенсатора к растяжению трубопровод уже не вернется в свое монтажное положение. Таким образом, следующий цикл нагревания произойдет уже при большем начальном отклонении (рис. 8).

Процесс накопления боковых отклонений может протекать либо до опрокидывания трубопровода со скользящих опор, либо до максимального растяжения компенсатора, либо до тех пор, пока жесткость трубопровода на изгиб не уравновесит систему. По этой причине даже для устойчивых трубопроводов авторы считают целесообразным устанавливать направляющие опоры второго типа на расстоянии не более 100Ду друг от друга.

Литература

1. Кузин Е.В., Логунов В.В., Поляков В.Л. Устойчивость трубопроводов с осевыми сильфонными компенсаторами // Новости теплоснабжения. 2011. № 7. С. 42-50.
2. Кузин Е.В., Логунов В.В., Поляков В.Л. О назначенной наработке сильфонных компенсаторов // Новости теплоснабжения. 2011. № 3. С. 48-50.

Сильфонный компенсатор устанавливается в целях поглощения теплового расширения трубы. Основной источник изменения размеров трубопровода – это температура жидкости или рабочей среды. Но иногда сжатие и удлинение трубопровода вызывается изменением температуры окружающей среды.

Сильфонный компенсатор устанавливается на трубопроводе несколькими способами.

Монтаж осевых сильфонных компенсаторов: схемы

Как определить точки установки компенсатора и направляющих опор

Чтобы обеспечить правильную работу трубопровода необходимо разделить трубопровод на отдельные участки. На каждом их будет установлен сильфонный компенсатор. Задача компенсатора заключается в контроле расширения трубопровода в осевом направлении между неподвижными опорами и в обеспечении жесткости конструкции.

Все силы, действующие на трубопроводе, принимаются на неподвижные опоры. Выравнивание движения сильфона компенсатора обеспечивается посредством направляющих (скользящих) опор для труб. Опоры не допускают, чтобы трубопровод сместился со своей оси. Если трубопровод не будет оборудован направляющими опорами, сильфонный компенсатор может потерять устойчивость и это приведет к аварии.

Осевой сильфонный компенсатор должен быть установлен рядом с неподвижной опорой. Чтобы обеспечить жесткость всей конструкции осевой сильфонный компенсатор монтируется не далее чем 4Ду от опоры. Это правило позволит обеспечить бесперебойную работу трубопровода и максимально продлить срок его службы.

Параметры сильфонного компенсатора должны быть следующими:

Давление Ру, выражается в МПа;

Диаметр Ду, выражается в мм;

Компенсирующая способность, выражается в мм.

Компенсатор должен соответствовать диаметру и давлению трубопровода;

На 2 неподвижные и последовательно стоящие опоры должно приходиться не более одного сильфонного компенсатора;

Используются рамочные, с хомутами и другие охватывающие опоры, т.к. не должна создаваться большая сила трения. Также применяются фторопластовые прокладки. Не должны создаваться заклинивания и перекосы при движении труб. Допускаются люфты размером 1 мм для Ду?100мм и 1,6мм для Ду?125;

Учитываются влияющие силы (сила трения, упругости и т.д.) при проведении расчета для трубопровода;

Выбирается наилучший вариант размещения сильфонного компенсатора на трубопроводе;

Опрессовка труб давлением производится при максимальных показателях - 1,25хРу;

Опрессовка проводится строго после полной установки трубопровода;

Если осевой сильфонный компенсатор установлен на определенном участке трубопровода, то здесь запрещены угловые усилия, напряжения скручивания и поперечные перемещения

Между компенсатором и опорами выдерживается следующее расстояние

Первая направляющая опора располагается на расстоянии от сильфонного компенсатора до 4 диаметров труб. Между первой и второй направляющей расстояние должно составлять 14 диаметра труб.

L 3 соответствует максимальному расстоянию между осями направляющих опор (см. график)

На графике приведено максимальное расстояние между скользящими опорами, которое рекомендуется в зависимости от давления, диаметра трубопровода и расстояния между опорами:

Приведенные на графике расстояния стандартны. Их получают при расчете трубопровода на устойчивость и прочность.

Как правильно располагать компенсаторы, направляющие и неподвижные опоры показано на рисунке. На рисунке видно, какое влияние оказывают направляющие (скользящие) на устойчивость трубопровода.