Для чего нужен п образный компенсатор на трубопроводе
Преимущества сильфонных перед П-образными компенсаторами
Компенсаторы или компенсационные устройства применяют при монтаже трубопроводов с высоким давлением или высокой температурой несущего вещества. При работе трубопровода возникает ряд факторов, которые необходимо учитывать, чтобы избежать разрушения несущих конструкций. К таким факторам относят температурные деформации труб, вибрации, возникающие при работе трубопровода, а также оседание фундаментов бетонных опор.
Компенсаторы предназначены для обеспечения подвижности частей системы друг относительно друга. Если не будет такой подвижности, то возрастают нагрузки на соединительные элементы, участки трубопровода, сварные швы. Эти нагрузки превышают допустимые нормы и приводят к разрушению системы.
Различают несколько видов компенсаторов, которые имеют разные принципиальные устройства. Идея разработки П-образного компенсатора появилась в результате явления самокомпенсации трубопроводов, имеющих повороты и изгибы. В процессе работы теплотрассы трубы за счет этих поворотов способны проявлять устойчивость к деформациям кручения и растяжения.
Однако рассчитывать на самокомпенсацию не приходится, так как абсолютная величина смещения зависит от количества поворотных элементов. Чтобы обеспечить возможность компенсации деформаций, на прямолинейном участке магистрали обустраивают П-образное колено, играющее роль компенсатора.
Принцип действия П-образного компенсатора
По своему устройству П-образный компенсатор считается самым простым, так как он состоит из минимального набора элементов. Именно такой минимализм позволил обеспечить широкий диапазон технических характеристик (температуры, давления). Изготавливается компенсатор одним из двух способов.
Вследствие того, что данный компенсатор приходится часто обслуживать, ведь в П-образном колене часто скапливаются осадки в виде грязи или других плотных структур, его соединительные патрубки снабжают фланцами или резьбовыми муфтами. Это позволяет монтировать и демонтировать устройство без применения специнструмента.
П-образные компенсаторы предусмотрены как для стальных труб, так и для полиэтиленовых труб. Конструкция не лишена недостатков. Так, к примеру, на монтаж П-образного компенсатора в системе отопления требуется потратить дополнительный материал в виде труб, уголков, сгонов. Для тепловых сетей все осложняется установкой дополнительных опор.
Требования к монтажу и себестоимость установки П-образных устройств
Несмотря на относительную простоту устройства, не всегда монтаж П-образного компенсатора оказывается ниже по себестоимости, по сравнению, например, со стоимостью сильфонного компенсатора. Сейчас речь идет о трубопроводах большого диаметра. В таком случае затраты на дополнительные элементы и их монтирование превышают стоимость сильфонного устройства, а если учесть необходимость постройки опор, то разница в цене будет весьма ощутимой.
В случае, если компенсатор изготавливается путем сгиба прямолинейной трубы, необходимо учитывать, что радиус этого сгиба должен равняться восьми радиусам самой трубы. При наличии швов конструкцию изготавливают так, чтобы эти швы приходились на прямолинейные участки. При образовании крутозагнутых отводов, естественно, приходится отступать от этих правил.
Плюсы и минусы П-образной конструкции
Целесообразно применять данный тип компенсаторов при монтаже трубопроводов небольших диаметров. Здесь необходимо отметить, что диапазон размеров сильфонных компенсаторов несколько шире. П-образное колено отлично справляется с вибрациями, однако для его изготовления требуется большое количество материала, что существенно повышает стоимость устройства.
Сравнение характеристик сильфонного и П-образного компенсаторов позволяет выявить основные достоинства и недостатки каждого типа устройств. К примеру, П-образный компенсатор требуется периодически обслуживать, прочищать от отложений. Сильфонные же компенсаторы не страдают такими недостатками.
Еще один момент, который хотелось бы отметить, касается компенсирующей способности двух видов устройств. Если рассматривать только абсолютные значения, то в этом плане явного преимущества не наблюдается ни с одной, ни с другой стороны. Однако для увеличения максимального смещения в П-образном компенсаторе придется увеличивать размер колена. Для сильфонного же компенсатора достаточно использовать двухсекционную гофру, что практически никак не сказывается на габаритах.
Хотелось бы добавить в копилку положительных свойств такое качество, как отсутствие контроля во время эксплуатации. Но в условиях густонаселенного пункта не всегда находится свободное пространство для обустройства трубопровода с П-образным компенсатором. Колено может монтироваться только на горизонтальных участках, в то время как сильфонный компенсатор устанавливается на любом прямолинейном участке.
Наконец, еще одно преимущество сильфонного компенсатора – он не повышает сопротивления течения жидкости и газа. П-образное колено в значительной степени снижает скорость потока. При использовании такого типа устройств в домашней система отопления придется устанавливать циркуляционный насос, так как за счет естественной конвекции жидкость может не циркулировать, встретив на пути препятствие.
Расчеты для компенсаторов
Отсутствие стандартов ГОСТ на П-образные устройства иногда существенно усложняют задачу планирования проекта, поэтому необходим предварительный расчет п-образного компенсатора. Прежде всего, необходимо отталкиваться от нужд проекта. Учитываются размеры трубопровода, его диаметр, максимальное давление и величина предполагаемого смещения.
Это означает, что приобрести готовый компенсатор практически не удастся. Для каждого конкретного случая его необходимо изготовить персонально. В этом кроется еще один недостаток, по сравнению с сильфонными устройствами.
При расчете параметров следует учитывать следующие ограничения и условия:
Следует понимать, что приведенные параметры считаются идеальными. В реальных же условиях удается соблюдать всего лишь пару пунктов. Когда речь заходит о температуре среды, необходимо ее значение взять по максимуму, а температуру окружающего воздуха принять минимальной.
Монтаж компенсатора
При строительстве магистрали следует пользоваться определенными правилами, которые касаются и обустройства П-образных компенсаторов. Его устанавливают так, чтобы вылет был направлен в правую сторону. Стороны определяют, если смотреть на трубопровод от источника к приемнику. Если же отсутствует требуемое для компенсатора место справа, то вылет делают влево, однако обратную магистраль придется вести с правой стороны, а это приводит к изменениям в проекте.
Перед непосредственным вводом в эксплуатацию теплотрассы требуется обязательная предварительная растяжка компенсатора. Наполненные трубы испытывают избыточное давление, поэтому если не сделать данную процедуру, то металл вскоре начнет разрушаться.
Натяжку производят специальными домкратами, а после пуска их убирают, и колено занимает свое прежнее положение. О величине натяжки говорят паспортные данные, предусмотренные для каждого устройства. При установке опор необходимо рассчитать их местоположение, они должны располагаться так, чтобы деформации приводили лишь к осевому смещению трубы на опоре.
Компенсаторы для полипропиленовых труб: сильфонные, п образные, компенсатор Козлова
Компенсатор — это деталь или устройство (приспособление) с помощью которого уравновешивают или компенсируют отклонения в размерах, (изменение положения, влияния температуры, давления и других факторов) деталей при сборке и эксплуатации машин, механизмов, приборов и т.п.
На сегодня практически любую инженерную коммуникацию легко соорудить собственноручно. Все необходимые комплектующие собираются очень легко (по принципу конструктора). Такими составными частями являются компенсаторы для полипропиленовых труб.
Внешне они напоминают завернутую петлю. Эти, простые на первый взгляд, детали несут очень важную функцию. Об этом и пойдет разговор далее.
Что такое компенсаторы
Для прокладки отопления или водопроводной сети чаще всего берут полипропиленовые трубы. Они отлично зарекомендовали себя, потому, что обладают внушительным рядом положительных характеристик.
Но, при таком числе качественных показателей, они имеют существенный недостаток – при тепловом воздействии увеличиваются и провисают.
По этим причинам, при конструировании сети протяженностью выше 10 метров устанавливают гибкие компенсаторы.
Это простые состыковочные конструкции, отличающиеся гибкостью, и визуально напоминают петлю. Но, они играют очень важную роль.
Как правило, они стоят не много, а простота строения дает возможность легко поставить устройство в трубомагистраль. Так повышают надежность сети и продлевают длительность ее использования.
Насколько велика необходимость применения данных устройств
Рассматривать вопрос: «Нужен ли компенсатор для полипропиленовых труб» следует с такого ракурса, что специалисты рекомендуют ставить их в обязательном порядке.
И они мотивируют это такими причинами:
ВАЖНО! Специалисты в один голос утверждают, что эти переходники очень важные. Иначе проложенный трубопровод отопления из пп заготовок не прослужит длительное время. Его повредит тепловая деформация.
Как грамотно выбрать приспособление
Чтобы узнать, какой компенсирующий элемент лучше установить на полипропилен, необходимо детально разобраться в устройстве данных приспособлений.
Полипропиленовый (ПП) трубопровод устанавливают очень часто. С его помощью обустраивают подачу горячей воды, где температура поднимается почти до ста градусов. Полипропилен во время использования проявил целый ряд характеристик, благодаря которым он идеально подходит для водопроводных систем и отопления. Он не боится влияния агрессивной химической среды, имеет небольшой вес и является достаточно прочным.
Но, не смотря на все преимущества, полипропилен имеет и существенный недостаток. При повышении температуры способность к линейному увеличению полипропилена заметно возрастает. Система после этого начинает провисать.
По этой причине на участках протяженностью более десяти метров рекомендуют установить гибкие компенсаторы. Они дают возможность снизить расширение от теплового воздействия.
Чтобы его правильно выбрать и установить, необходимо учесть диаметр. Он должен совпадать с диаметром самого трубопровода. Чаще всего диаметр, которые имеет компенсационный элемент, составляет от 20 до 40 мм. Для дома и квартиры достаточно будет устройства на 20 миллиметров.
Что касается производителя, то предпочтение лучше отдать известным мировым брендам. Они представляют товары для полипропиленовых сетей, отличающиеся высоким качеством, которые успешно применяют во многих сферах.
Разновидности
На практике лучше всего проявили себя следующие разновидности:
Производители предлагают различные устройства, которые отличаются отменным качеством. Но, компенсационная петля в системе отопления, выполненная своими руками, так же прекрасно справляется с возложенными на нее функциями.
Своими руками выполнить такое устройство не сложно. Компенсационную петлю можно сделать за короткий срок. Эта важная деталь, скрепленная грамотно, становиться гарантией безупречной работы отопления или горячего водоснабжения.
Несложное оснащение компенсационной петлей, выполненное своими руками, увеличит рабочий ресурс коммуникационных сетей до полувека.
Какой вариант лучше установить на полипропилен
При проверке на практике все перечисленные устройства дают ожидаемый результат. Высокую эффективность показывают Т — образные устройства, сильфонные, и другие. Это проявляется одинаково во всех системах водоснабжения и отопления.
Технический анализ подтверждает, что компенсаторы на стояках отопления из полипропилена работают безотказно, только их рекомендуют применять для конструкции из гибкого полипропилена.
Перед тем, как ставить компенсатор на полипропиленовой трубе, необходимо сделать следующий расчет. Нужно рассчитать нагрузку, давление и сопоставить схемы каждой разводки и стояков отопления.
При этом будет понятно, где необходимо поставить дополнительные узлы – компенсирующие приспособления. Выполняя расчет компенсаторов для ПП магистрали, необходимо учесть многие показатели, включая сечение трубного сортамента, диаметр внутри и снаружи, виды отводов, стояки отопления, и тип устанавливаемых и уже стоящих механизмов.
Особенности крепления
Основные способы крепежа в данном случае это:
Для того чтобы грамотно смонтировать компенсационное устройство, необходимо знать, что большинство типов данных приспособлений требуют жесткой фиксации с использованием сварки.
Перед, тем, как ставить компенсатор для полипропиленовых труб отопления, необходимо сделать проверку совпадения диаметра трубного изделия и устанавливаемого элемента. Только таким образом можно сделать конструкцию отопления с высокой герметичностью.
Монтаж фланцевого стыка лучше возложить на профессиональных мастеров. Для такого стыка потребуется установка встречного фланца. Это позволяет создать разъемный стык, что очень удобно при проведении ремонтных работ на трубопроводе отопления или водоснабжения.
Сильфонный механизм ставиться на линейный короткий промежуток магистрали, и отлично работает для помещения, где часто происходят перепады температуры теплоносителя.
Важно! Перед началом монтажных работ рекомендуют проверять устанавливаемую деталь на предмет наличия повреждений. Если таковые обнаруживаются, ставить данное устройство нельзя.
Как выполняют расчет
Расчет компенсаторов для полипропиленовых труб выполнить не сложно, но в такой ситуации потребуется понимание принципа их работы, и знать их разновидности.
Есть определенные нормы, по которым проводят расчет скользящих, неподвижных креплений. На любом участке между неподвижными опорами нужно вставлять один такой механизм (как минимум).
Чтобы определить их точное количество, рекомендуют нарисовать точный план трубопровода и пометить все неподвижные крепления. Так легко произвести расчет требуемого количества на каждый участок магистрали.
При расчете используют такую формулу: Q = L/ΔLk. В ней первый показатель – это требуемое количество компенсирующих элементов, L – это протяженность участка. ΔLk – это величина компенсирующих возможностей, ее выражают в миллиметрах.
Детальную информацию для расчета можно получить у изготовителей трубопрокатного сортамента.
Как рассчитать нужный размер
Размеры компенсатора для полипропиленовых труб можно рассчитать, опираясь на пример. Для примера взята заготовка, которая имеет размер 90 мм.
Она будет расширяться на 4,2 см и сжиматься на 2,1 см. Учет проводится для самого большого увеличения, ΔL/2 = 21 мм.
Нужно провести горизонтальную прямую от вертикального сечения до пересекания с градиентной прямой 9 см заготовки. Затем необходимо опустить перпендикуляр из места пересекания на горизонтально размещенную шкалу.
Получившаяся величина покажет размер свободной величины колена для петлевого механизма. Исходя из этого, компенсатор длиною в 12 см и шириной на 6 см позволит свободно двигаться с амплитудой 2,1 см. Следовательно, изделие сможет свободно сжиматься и расширяться.
Рассчитывать расстояние между компенсаторами во время прокладки полипропиленовых труб рекомендуют с запасом.
При этом нужно рассчитывать, что это расстояние нужно подбирать исходя из того, что армированное изделие расширяется на 1мм на каждый погонный метр, а не армированное на 3 мм.
Точные значения удлинения для каждого изделия зависят от перепадов температуры, объема и марки, а также от изготовителя. Их необходимо уточнять на сайтах изготовителей.
П — образные элементы
Высокопараметровые паромагистрали конструируют таким образом, чтобы температурная деформация нивелировалась за счет конфигурации трубопровода естественным образом.
В местах, где такого достичь нельзя, ставят П-образные элементы. Они бывают трех вариантов, которые различимы между собою соотношением плечевой длины и прямых вставок.
П-образный компенсатор полипропиленовых труб точно так, как аналоги другого типа, нуждается в расчете размеров, нужных для компенсирования термоизменения магистрали.
Для точных определений можно использовать предложенные онлайн формы. По ним очень удобно выполнять все расчеты.
Расчет п-образного компенсатора полипропиленовых труб производится с учетом таких рекомендаций:
Выполняя расчеты п-образного вида, необходимо взять во внимание такие параметры:
Ставить п-образные механизмы рекомендуют на прямых протяженных зонах.
Отсутствие п-образных приспособлений на жестко укрепленной магистрали с разными температурами среды приводит возникновению напряжений, которые приводят к деформации и разрушают трубопровод.
Механизм Козлова
Компенсатор Козлова для полипропиленовых труб это отличный вариант для отопления и водопроводной сети.
П-образный компенсатор и его особенности
П-образный компенсатор, размеры которого выбираются в зависимости от диаметра используемых труб, представляет собой трубопроводный фитинг, предназначенный для нивелирования линейного удлинения труб. Основная функция данного элемента заключается в предотвращении деформации и провисания трубопроводных коммуникаций.
Особенности П-образных компенсаторов
У компенсационных фитингов в виде буквы «П» оба конца, которые присоединяются к трубам, находятся на одной оси, поэтому данные элементы монтируются на прямых отрезках магистралей. Такие компенсаторы подходят для использования в технологических коммуникациях разных видов. Обычно они изготавливаются из того же материала, что и трубопроводная система. В качестве исходного сырья служат куски труб либо отводов, которые соединяются с помощью сварки.
При монтаже стальных трубопроводов более экономически выгодно изготавливать компенсаторы из цельного отрезка трубы посредством способа гнутья. При этом должна выполняться следующая пропорция: R = 4D, где R – радиус изгиба, а D – диаметр трубы. Если длина П-образного компенсатора превышает 9 м, то он должен состоять не менее, чем из двух частей.
Правила расчёта П-образного компенсатора тепловой сети обеспечивают:
Как подобрать П-образный компенсатор
Правильный выбор компенсационного элемента является залогом безупречной работы коммуникации в целом. Перед покупкой данного фитинга, необходимо убедиться, что он:
В жилых домах для устройства коммуникаций обычно используются трубы диаметром 20 мм.
Особенности монтажа П-образного компенсатора
Чтобы система работала безотказно на протяжении всего периода эксплуатации, важно соблюдать правила установки всех элементов, в том числе и компенсаторов. Перед монтажом следует отметить на схеме точки неподвижных креплений.
Рекомендации по установке П-образных компенсаторов
–Важно, чтобы неподвижные опорные элементы располагались на расстоянии не больше, чем 10DN (условных проходов) от компенсационного элемента, поскольку при передаче момента защемления опорного элемента обеспечивается заметное снижение гибкости.
– Отрезки трубопроводной сети между опорами и компенсаторами должны быть равные по длине. При расположении П-образного фитинга не по центру данного отрезка, а с некоторым смещением в направлении одного из опорных креплений, наблюдается увеличение сил упругих деформационных нагрузок и напряжения приблизительно на 20-40% относительно показателей, которые получены при расположении компенсатора по центру.
– Прежде, чем приступить к монтажным работам, рекомендуется растянуть фитинг. При этом компенсирующая способность П-образного компенсатора будет увеличена.
Расчёт П-образного компенсатора
Расчёт П-образного компенсатора тепловых сетей сводится к определению минимальных размеров изделия, достаточных для нивелирования давления в системе. При этом следует учитывать, что:
Расчёт П-образного компенсатора стальных труб выполняется с учётом того, что:
Для расчётов принимаются идеальные условия, поэтому следует понимать, что полученные значения являются в большей степени условными. Но даже эти расчёты позволяют минимизировать риски при работе трубопроводной системы.
Температурное линейное расширение труб с гибким П-образным компенсатором в направлении осей координат X и Y рассчитывается по формуле:
– коэффициент температурного удлинения углеродистых сталей;
– разность температур рабочей и внешней среды (расчётная величина);
хВ, хА – координаты концов отрезка трубопроводной коммуникации в точках А и В по оси Х;
yB, yA – соответственно по оси Y.
Полное температурное удлинение в направлении оси координат рассчитывается по формуле:
Для участков, которые расположены симметрично по отношению к оси Y, температурное линейное расширение в направлении данной оси принимается за 0 (ноль). При этом для расчёта полного температурного удлинения применяется формула:
L – расстояние между неподвижными опорными элементами.
Температурная разница определяется следующим образом:
При вычислениях принято считать, что неподвижные опорные элементы имеют полностью жёсткое крепление. А сопротивление сил трения опор подвижного типа при температурном линейном расширении во внимание не берётся.
Стоимость П-образного компенсатора
Изготовленный по ГОСТ П-образный компенсатор может иметь различную стоимость, которая обусловлена техническими характеристиками и материалом изготовления. Но каждый справляется с задачей компенсации.
Компенсаторы п-образные обладают хорошей компенсирующей способностью, отличаются простотой в изготовлении, передают небольшие нагрузки на неподвижные опоры и не нуждаются в обслуживании. При монтаже необходимо учитывать, что они требуют много места.
Полипропиленовые трубы не требующие компенсаторов
Полипропиленовые трубы от немецкой компании «Aquatherm» имеют много преимуществ, одним из которых является минимальное линейное тепловое расширение 0,035 мкм. Таким низким показателем не может похвастаться ни одна аналогичная продукция. В большинстве случаев коэффициент линейного термического расширения составляет 0,15 мкм.
Минимальная деформация гарантирует работу трубопровода без повреждений долгие годы и обеспечивает возможность не использовать компенсаторы при вертикальной прокладке в шахте и каналах.
Трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.
Система отлично подходит для подведения воды к бассейнам, как в частных, так и промышленных масштабах. Так же используется для транспортировки химических сред.
Данная система обладает предельно низким коэффициентом линейного расширения (0.035 мкм/к), поэтому в установке компенсаторов линейного расширения нет нужды.
Трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.
Трубопроводная система из инновационного материала fusiolen, специально разработанная для систем холодоснабжения, обогрева поверхностей, транспортировки агрессивных сред и сжатого воздуха, а также для систем геотермальной энергетики.
Данная система обладает предельно низким коэффициентом линейного расширения (0.035 мкм/к), поэтому в установке компенсаторов линейного расширения нет нужды.
Вопросы, комментарии, отзывы
Ваш комментарий отправлен!
Чтобы задать любой интересующий Вас вопрос, отправить запрос на расчет продукции или запросить необходимую документацию Вы можете воспользоваться специальной формой на сайте, отправить письмо по электронной почте или позвонить по телефону