Kompenzátory v potrubí – co to je a jaké typy existují

Když se mění provozní režimy čerpání pracovního média nebo kolísají povětrnostní podmínky, potrubní systémy jsou vystaveny deformacím, které se nazývají teplotní deformace.

Při ohřevu ocelových trubek o celkové délce 100 běžných metrů na teplotu 50 stupňů Celsia se mohou protáhnout na vzdálenost 40 až 60 mm. Vzhledem k tomu, že se stejná hlavní potrubí táhnou mnoho kilometrů, je toto prodloužení vážná čísla.

Tepelná deformace má za následek velké podélné síly, které se v systému objevují.

Ovlivňují pevné mezilehlé podpěry. Výsledné nárazy navíc nejen ničí podpěry, ale také způsobují průhyb potrubí. Všechny výše uvedené nadměrné síly mohou poškodit stávající spoje (svařované nebo přírubové).

Ochrana potrubních systémů před nadměrným zatížením

Ochrana potrubních systémů před nadměrným zatížením začíná již ve fázi návrhu. Projektanti a konstruktéři ji vypočítávají tak, aby její komponenty (potrubí) měly schopnost volně měnit svou délku se změnami teploty, přičemž systém a jeho komponenty by neměly být vystaveny dodatečnému zatížení.

Jinými slovy, potrubní systémy, samozřejmě správně navržené, mají schopnost měnit své lineární rozměry, ale pouze v mezích přípustného zatížení a bez použití speciálního zařízení, které se nazývá samokompenzace.

Samokompenzace (samovyrovnání) může být realizována pouze proto, že potrubí se neskládá pouze z přímých úseků, mezi podpěrnými body se zpravidla umisťují zatáčky nebo ohyby.

Tyto konstrukční prvky jsou ohyby neboli oblouky a pomáhají kompenzovat kolísání délky. To přímo souvisí s elasticitou konstrukce na rovném úseku, druhá část je kompenzována vlastnostmi kovu použitého k výrobě trubek.

Není však vždy možné do projektu zahrnout možnost samokompenzace nebo ji plně využít, pak se do potrubního systému instalují zařízení nazývaná kompenzátory.

Naše společnost zvládla sériovou výrobu následujících typů kompenzačních produktů:

Vlastnosti instalace kompenzátorů ve tvaru U

Před instalací kompenzačních zařízení na místo uvedené v projektové dokumentaci je nutné provést jejich vnější kontrolu. Na povrchu výrobku by nemělo být žádné poškození, promáčkliny ani jiné vady, které by mohly negativně ovlivnit jeho výkon.

Před instalací se kompenzátory uvedou do zatíženého stavu, tj. jsou buď nataženy, nebo stlačeny o množství uvedené v projektové dokumentaci. Instalují se společně s pomocným zařízením, které zajišťuje roztažení nebo stlačení. Zařízení se odstraní až po konečné instalaci kompenzačního zařízení v projektovaném místě. Velikost předběžného napětí nebo prodloužení se určuje ve fázi návrhu.

Pro horké potrubní systémy se používá protahování a pro studené stlačování. Operace předběžné deformace kompenzátorů se nazývá studené napětí. Jejím hlavním účelem je snížení napětí, které vzniká při tepelné deformaci potrubního systému.

Výsledky předběžné deformace kompenzačního zařízení se zaznamenávají do aktu. Uvádí všechny konstrukční délky instalovaných kompenzačních zařízení před a po zatížení.

Kompenzátory vyrobené ve tvaru písmene U se montují rovnoběžně se zemí. V případě potřeby je však lze instalovat pod určitým úhlem k horizontu nebo kolmo k úrovni terénu. V dolních bodech ohybů musí být vyříznuty odvodňovací kohouty nebo armatury. V horní části kompenzačního výrobku musí být instalovány odvzdušňovací ventily.

Kompenzátor ve tvaru U je namontován na třech podpěrách. Dvě z nich musí být instalovány na rovném úseku potrubního systému, který je připojen ke kompenzačnímu produktu. Mezi podpěrou a spojem musí být vzdálenost alespoň 0,5 m. Třetí podpěra je instalována pod zadní částí zařízení pro kompenzaci; pro tento účel je konstruována speciální konstrukce ve tvaru sloupu.

Předběžné zatížení kompenzačního produktu ve tvaru U se provádí pomocí speciálního technologického zařízení, které obsahuje dvě svorky. Mezi nimi je instalován šroub a distanční podložka.

Před uvedením kompenzačního výrobku do provozního stavu je nutné změřit délku kompenzátoru ve volné poloze. Poté na dříve instalovaném zařízení otočte matici. Tímto způsobem se kompenzátor uvede do provozního stavu. Projekt musí znázornit spoj, vedle kterého bude provedeno rozšíření kompenzačního zařízení. Pokud v pracovní dokumentaci nejsou žádné značky, je třeba mít na paměti, že instalace rozšíření vedle spoje umístěného vedle kompenzačního zařízení je nepřijatelná.

Při nakládce a vykládce smí být kompenzátor zvedán pouze za tři body. Je přísně zakázáno zvedat kompenzátor za distanční zařízení. Kompenzátor smí být uvolněn z uchopovacích zařízení až po stehovém svaření spojů. Kompenzační zařízení se instalují do pracovní polohy pomocí jednoho nebo dvou zvedacích jeřábů.

V některých případech, například když jsou kompenzátory ve tvaru U umístěny rovnoběžně vedle sebe, se místo natahování provádí napínání. To znamená, že v místě, kde by měl být umístěn svařovaný nebo přírubový spoj, se ponechá mezera. Její velikost by se měla rovnat délce dilatačního spoje. Před zahájením natahování je nutné se ujistit, že všechny spoje v této části potrubí jsou svařeny a připraveny k použití.

Vlastnosti instalace zařízení pro kompenzaci čoček

Při instalaci kompenzátorů čoček je nutné sledovat umístění odvodňovacích zařízení, kterými mohou být vsuvky nebo kohoutky. Vodicí miska musí být navíc instalována podél osy pohybu pohybujícího se pracovního média.

Je vhodné instalovat kompenzační zařízení čoček do potrubí, jednotek nebo bloků před jejich instalací do polohy stanovené konstrukční dokumentací. Při přepravě a skladování hotového kompenzačního zařízení čoček je nutné zajistit bezpečnost výrobku. K tomuto účelu se používají speciální zařízení, nazývaná tuhostní zařízení. Po instalaci hotového výrobku je nutné je odstranit.

Během montáže potrubí umístěných ve svislé rovině musí montéři svařovat konzoly, které jsou instalovány rovnoběžně s kompenzátorem a po dokončení práce odříznuty.

Před instalací musí být kompenzační zařízení čočky natažena na polovinu své kapacity, aby se vyrovnala teplotní deformace.

Tyto výrobky mohou být během instalace, po svařování nebo montáži na příruby nataženy. Kromě toho musí být nainstalovány všechny pevné podpěry, závěsná zařízení atd.

V tomto případě se dilatační spára natahuje jejím zatažením k nejbližšímu, speciálně připravenému spoji.

Stlačení produktu se provádí po jeho konečném připojení k potrubí, dokud není upevněn na stacionárních podpěrách. K manipulaci s kompenzačním zařízením se používá zařízení, které obsahuje dvě svorky a prodloužené čepy.

Při instalaci několika kompenzátorů v potrubním systému musí projektanti zajistit přítomnost stacionárních podpěr umístěných za instalovaným výrobkem. Tento přístup umožňuje zabránit průhybu potrubního potrubí pod zatížením. Tento přístup zajistí rovnoměrnou deformaci všech kompenzačních výrobků instalovaných v této sekci. Celý smysl spočívá v tom, že každý čočkový kompenzátor má své vlastní parametry tuhosti.

U čočkových kompenzátorů, někdy nazývaných vlnité, je nutné před instalací zkontrolovat konstrukční délku a poté nastavit mezeru, která by měla odpovídat předběžnému zatížení (natažení).

Kompenzační produkty a postupy

Axiální kompenzační prvky se instalují v určitém pořadí. V první fázi se upevňují přivařením jednoho konce k trubce. Mezi opačnou stranou a koncem trubky se ponechává mezera, která se rovná délce dříve provedeného natažení. Pro natažení kompenzačního prvku se používá spojovací materiál různých tvarů (matice, svorníky). Při instalaci kloubových kompenzačních prvků se svařují podle montážního schématu, přičemž se šrouby upevňující lícnice kloubů neodstraňují.

Demontují se po kontrole délky mezer mezi spoji a utažení upevňovacích prvků.

Dilatační výrobky typu ucpávky vyžadují zarovnání se spojovanými trubkami. Posun os během instalace je nepřijatelný, jinak může dojít k zaseknutí pohyblivých částí nebo porušení těsnění dilatačního zařízení. Vodítka instalovaná na trubkách do něj pasují, a proto jsou trubky vycentrovány v různých rovinách.

© 2025 OOO “TZEO “KHIMTEPLOMASH”. Kompenzátory a ventily, dodávka po celém Rusku a sousedních zemích z Tuly.
Nabídky na webu slouží pouze pro informační účely a nepředstavují veřejnou nabídku.

Opatření na ochranu potrubí před vnějším prostředím se redukují na konvenční nátěry nebo instalaci přídavných plášťů. Obtížnější je zabránit vlivu vnitřních faktorů. K tomuto účelu se používají kompenzátory instalované v potrubí. Pojďme zjistit, proč je tato část potrubí potřebná.

Co jsou dilatační spáry potrubí

Potrubní kompenzátor je zařízení, které má flexibilní konstrukci s možností deformace. Výrobky jsou namontovány v hlavní lince a přebírají hlavní zatížení z teplotních změn, změn tlaku a dalších vnitřních faktorů. Hlavním úkolem každé dilatační spáry je tlumit deformace, zamezit nadměrné dilataci a udržovat potřebnou těsnost.

Účel kompenzátorů

Kmenové potrubí může být ovlivněno různými vnitřními faktory. To platí pro teplotu a tlak. Změny těchto ukazatelů mohou vést k deformacím a zhoršení výkonu potrubí. Změny teploty mají silný dopad na jakýkoli materiál. Při zahřátí dochází k expanzi a při ochlazení ke kontrakci. Koeficienty tepelné roztažnosti jsou malé, takže výsledné deformace v krátkých úsecích potrubí jsou zanedbány. Na dálnicích dlouhých několik set metrů se nebezpečí mnohonásobně zvyšuje, což vede k vážným poruchám. Pokud nebudou deformace kompenzovány, dojde k vážným závadám nebo dokonce netěsnostem. Vodní ráz představuje velké nebezpečí, když na kovové trubky působí velmi vysoký tlak. Zanedbání kompenzace může vést k prasknutí potrubí.
Při výpočtu potrubí berou specialisté v úvahu všechny faktory, které mohou tak či onak ovlivnit výkon systému. Zatížení od teploty a tlaku se vypočítá předem a poté se do návrhu přidají další podrobnosti, aby se kompenzovaly. Speciální díly s elastickým designem se snadno vyrovnávají se zatížením vyskytujícím se v potrubí a zajišťují stabilní a dlouhodobý provoz potrubí.

Typy kompenzátorů

V potrubí se používá několik hlavních typů kompenzátorů. Volba ve prospěch jednoho nebo druhého komponentu se provádí po zvážení provozních vlastností systému a parametrů média čerpaného potrubím.

Trubka

Nejjednodušší řešení pro vytvoření samokompenzačního systému. Trubkové kompenzátory ve tvaru U se aktivně používají v potrubí s výraznými rozdíly v teplotě a tlaku. Takové prvky jsou vyrobeny v zakřivené formě z jedné trubky. Trubkové dilatační spáry vznikají také svařováním. V tomto případě se používají strmě zakřivené, svařované a ohýbané ohyby. Žádaná jsou řešení s montážními hranami na přírubách. Používají se v těch potrubích, která mají být pravidelně rozebírána za účelem čištění a údržby.
Nevýhody těchto kompenzátorů zahrnují velké rozměry a také značnou spotřebu potrubí. Kromě toho bude jejich použití vyžadovat speciální podpěry. Je iracionální používat je na dálnicích s velkým průměrem potrubí, protože v tomto případě se náklady na výstavbu prudce zvýší.

Čočka

Tyto konstrukce obsahují dvě tenkostěnné kovové poločočky. Toto řešení umožňuje konstrukci snadno stlačit, a tím kompenzovat výsledné zatížení. Kompenzátory čoček zahrnují použití čoček sekvenčně instalovaných v potrubí, z nichž každá má nízké kompenzační vlastnosti. Přidáním určitého množství těchto prvků však lze dosáhnout požadované kompenzace. Uvnitř kompenzátorů jsou instalovány brýle, které oslabují odpor vůči pohybu chladicí kapaliny. A aby se uvolnil kondenzát, jsou na spodní straně každého produktu instalovány odvodňovací armatury.

Omentální

Kompenzátor ucpávky se skládá ze dvou trubek vložených do sebe. Zároveň je věnována pozornost utěsnění volného prostoru mezi potrubím, který je vyplněn ucpávkovými těsněními se speciálními ložiskovými skříněmi. Jedná se o kompaktní zařízení s dobrými kompenzačními vlastnostmi. Zřídka se však používají v potrubích průmyslových procesů, protože utěsnění těsnění ucpávky je poměrně obtížný úkol. Navíc se nedoporučují pro použití na dálnicích přepravujících toxická nebo hořlavá média.

Měchy

Kompaktní kompenzátory, které lze použít na libovolné části potrubí bez ohledu na způsob instalace. Jedná se o odolné produkty, které nevyžadují složitou údržbu a dobře si poradí se zvýšenou zátěží. Životnost vlnovcových kompenzátorů se rovná životnosti samotných trubek.
Systémy tohoto typu poskytují vynikající ochranu proti statickému nebo dynamickému zatížení, včetně zvládání vodních rázů, silných deformací nebo výrazných teplotních změn. Jsou vyrobeny z odolné oceli a mají speciální ochranný nátěr. Popsané charakteristiky umožňují, aby kompenzátory s vlnovcem fungovaly normálně i v nejnáročnějších podmínkách při vysokém tlaku a teplotě.