Ekspanzijski spoj je uređaj dizajniran za kompenzaciju temperaturnog širenja, vibracija, promjena tlaka i pomaka. Pomaže u izbjegavanju, stabilizaciji ili minimiziranju neželjenih posljedica tih čimbenika. Koristi se u glavnim cjevovodima u različite svrhe.
Moderne toplinske mreže su vrlo opsežne, a u našoj klimi njihovo održavanje u dobrom radnom stanju zahtijeva značajan napor. Stoga je poboljšanje performansi i pouzdanosti toplinskih mreža hitno pitanje.
Jedno rješenje ovog problema su dilatacijski spojevi za cijevi za grijanje. Ovi dilatacijski spojevi se koriste ne samo na glavnim cijevima i distribucijskim mrežama, već i unutar sustava grijanja zgrada (i drugih sustava).
Vrste kompenzatora
Strukturno, takvi uređaji dolaze u sljedećim vrstama:
- Dilatacijski spojevi brtveOve vrste dilatacijskih spojeva za cjevovode mogu izgladiti toplinsko širenje u dugim cijevima za grijanje i vodoopskrbu. To je najstarija vrsta armatura za grijanje, iako se i danas uspješno koriste.
U usporedbi s kompenzatorima s mijehom, ove vrste komponenti sustava grijanja i vodoopskrbe imaju značajnije nedostatke. To uključuje potrebu za stalnim praćenjem propuštanja. Također slabo podnose kutna naprezanja sustava. Ove nedostatke pogoršavaju teškoća popravka i visoki troškovi održavanja. Svaki neiskusni vodoinstalater logično će se zapitati: zašto ugrađivati ove mehanizme u sustave grijanja i vodoopskrbe ako imaju toliko nedostataka? Je li takva kompenzacija potrebna? Odgovor je da kompenzatori s brtvama imaju vrlo visoku kompenzacijsku sposobnost, a to postaje prioritet pri njihovom odabiru. Izrađeni su od čelika i sastoje se od dvije ljuske različitog volumena. Jedna ljuska umetnuta je u drugu, a između njih je ugrađena posebna brtva. Bez nje, brtvljenje brtvenice i relativno pomicanje dvaju dijelova je nemoguće. Tlak u cjevovodu s takvim elementom može porasti do 2,5 MPa, a maksimalna temperatura može doseći +300 stupnjeva Celzija. Kompenzatori s brtvenicom dalje se dijele na jednostrane i dvostrane. Dvostrani tip razlikuje se po tri glavne komponente (dvije unutarnje i jedna vanjska). Već je rečeno da ove uređaje karakterizira visoka kompenzacijska sposobnost, a ona se proporcionalno povećava s povećanjem volumena mreže.
Važno! Iako zatvoreni ventili dobro podnose temperaturne uvjete, nisu odobreni za upotrebu u sustavima izloženim agresivnim kemijskim okruženjima. To je zato što je njihovo pakiranje slabo otporno na takve utjecaje. U takvim okruženjima preporučuje se upotreba mijeha ili gumenih ventila.
- Gumeni ekspanzijski spojeviOvi antivibracijski ulošci također su vrsta dilatacijskog spoja koji štiti polipropilen ili bilo koji drugi cjevovod. Njihova posebnost je prisutnost gumenog radnog elementa koji pokazuje posebna fizička svojstva. Procijenjeni vijek trajanja ovih komponenti cjevovoda je dvadeset godina, tijekom kojih nije potrebno održavanje ili popravci.
Prednosti u ovom slučaju uključuju činjenicu da je U-oblikovani ekspanzijski spoj u sustavu grijanja manje osjetljiv na cikličko pomicanje nego kada je početno ugrađen. Gumeni tipovi također bolje podnose kratkotrajne aksijalne deformacije (kompresiju ili istezanje). U usporedbi s U-oblikovanim uređajima, gumeni uređaji bolje podnose nagle prekide u cirkulaciji i stvaranje vakuuma. Nakon što se protok obnovi, oni nastavljaju funkcionirati. Ovi mehanizmi mogu se ugraditi u konstrukcije koje pumpaju agresivne kemijske medije. Također održavaju svoje performanse kada temperatura poraste na 200 stupnjeva Celzija. Za razliku od U-oblikovanih ekspanzijskih spojeva, ova vrsta uređaja je poželjnija za ugradnju u niskotlačne sustave gdje je moguće stvaranje vakuuma. Radni element u ovim mehanizmima nalazi se između čeličnih prirubnica, a unutarnji sloj je gumena ljuska. Ovaj element, zapravo, obavlja zaštitnu funkciju iznutra. Maksimalni tlak u sustavu grijanja koji ove vrste kompenzacijskih elemenata mogu podnijeti je 2,5 MPa. - Kompenzatori tkanineOvo je posebna vrsta dilatacijskog spoja koji se može koristiti za ublažavanje toplinskog širenja u plinovodima koji rade pod niskim tlakom.
Prilikom proizvodnje ovih elemenata posebna se pozornost posvećuje čvrstoći osnovnog materijala. Ovaj materijal obično se odlikuje visokom otpornošću na mraz i UV zračenje. Izolacijski premaz na ovim elementima može izdržati visoke temperature i otporan je na mehanička oštećenja toplinske mreže. Ove komponente nadopunjuje toplinski zaštitno kućište. Mehanizmi od tkanine dolaze u sljedećim vrstama: uređaji za upotrebu u agresivnim kemijskim okruženjima; uređaji za ugradnju u cjevovode visokih temperatura; mehanizmi za rad u uvjetima niskih temperatura; i višeslojni uređaji s unutarnjom izolacijom. - Uređaji s lećamaLećasti ekspanzijski spojevi za cjevovode odlikuju se učinkovitim djelovanjem u izglađivanju aksijalnih ili kutnih pomaka toplinske mreže uzrokovanih temperaturnim utjecajima. Ovaj mehanizam sastoji se od leća. Svaka leća je poluleća zavarena oko oboda prešanog čelika. Zbog svog dizajna, ovi uređaji se šire i skupljaju, čime se izglađuje širenje. U usporedbi s uređajima tipa mijeha, ovaj tip ima prednost. Lećasti ekspanzijski spojevi za cijevi grijanja ili vodoopskrbe bolje podnose visoke temperature i pokazuju veću krutost. Međutim, ne mogu funkcionirati na vrlo visokoj razini u cijevima grijanja. Ova vrsta mehanizma široko se koristi u industriji. Mehanizmi s lećama prema GOST-u dolaze u sljedećim vrstama: aksijalni KLO; kutni mehanizam; pravokutni PGVU; okrugli PGVU. Lećasti ekspanzijski spojevi mogu se naći u kotlovnicama, malim dijelovima polietilenskih cijevi i drugim cjevovodima gdje nije potrebna visoka toplinska kompenzacija. Osim toga, nalaze se na odvodnim vodovima i u blizini crpne opreme.
- Opcije s prirubnicamaOvi kompenzatori, kao što i samo ime govori, spojeni su na glavni vod putem prirubnica. Glavna prednost ovih uređaja je njihova relativno jednostavna ugradnja. Vijci se zatežu pomoću slobodno rotirajućih prirubnica.
Međutim, pri korištenju ovih mehanizama važno je zapamtiti da se ne mogu popraviti. Ako se slome (ili postanu nepropusni), moraju se zamijeniti. Ovi uređaji također zahtijevaju redovitu provjeru i zatezanje vijaka. Bojanje ovih vrsta kompenzacijskih mehanizama se ne preporučuje zbog mogućnosti oštećenja površine. - Radijalne opcije za toplinsku kompenzaciju na cjevovodimaOve vrste dilatacijskih spojeva za toplinske mreže učinkovito rade na toplinskim i vodovodnim cjevovodima postavljenim u cik-cak, serpentinskim ili blago zakrivljenim kompenzacijskim dijelovima. U većini slučajeva, ove vrste dilatacijskih spojeva za toplinske mreže smatraju se najprikladnijima jer lako primaju uređaje za čišćenje (poput klipova). Ova vrsta dilatacijskog spoja ima prednost jer se može ugraditi na toplinske i vodovodne cjevovode bilo koje konfiguracije. Međutim, stručnjaci preporučuju ugradnju tek nakon što prirodne metode kompenzacije zakažu.
- U-oblikMogu biti horizontalni, vertikalni ili kosi. Njihova glavna svrha je kompenzacija toplinskog širenja i prigušivanje vibracija u cjevovodnom sustavu.
Ugradnja kompenzacijskih sustava vrlo je poželjna na cjevovodima sustava grijanja i sustavima distribucije tople vode u kućnim toplinskim mrežama privatne kuće.
Ugradnja dilatacijskih spojeva je obavezna bez obzira na materijal cjevovoda;
- Uređaji s mijehom – konstrukcija u obliku valovite, dvoslojne, tankostijene cijevi, unutarnji dio izrađen od čeličnog lima 12x18N10T, a vanjski dio od slične klase St.20. Ovo kompozitno rješenje pruža proizvodu dovoljnu čvrstoću uz održavanje specificiranih sigurnosnih svojstava.
Ovi umetci gotovo savršeno reagiraju na širenje ili skupljanje cijevi pod utjecajem temperature, značajno smanjujući vibracije. Mogu se koristiti s prethodnim naprezanjem kako bi se povećala amplituda vibracija. Prednost ovih mehanizama je njihova sposobnost da izdrže povećana opterećenja i njihova kompaktna veličina, što značajno smanjuje količinu potrebnih iskopa. - osigurači žlijezda – su kombinacija dviju cijevi različitih promjera, integriranih jedna u drugu putem brtve i brtvenog hvatišta. Unutarnji dio se slobodno kreće unutar vanjskog dijela, a propuštanja su ograničena brtvom. Strukturno, ovo je najjednostavnija vrsta ekspanzijskog spoja za sustave grijanja, ali svoju namjenu obavlja prilično pouzdano.
Pri korištenju takvih uređaja potrebno je stalno praćenje njihovog rada s periodičnim zatezanjem čahure, što se provodi tijekom preventivnih pregleda. Stoga je potrebno ugraditi inspekcijske bunare., kao i prostorije u toplinskoj cijevi za održavanje; - kompenzatori leća – ugrađuju se na cjevovode za dovod tople vode (posebno) radi kompenzacije toplinskog linearnog širenja
Ovi proizvodi izrađeni su od poluleća izrađenih od čeličnog lima i zavarenih duž prirubnice. Dostupni su u konfiguracijama s jednom, dvije, tri i četiri leće. Pričvršćuju se na cijev zavarivanjem ili prirubnicama. Veličine dilatacijskih spojeva kreću se od 100 do 2020 mm u promjeru. Ugrađuju se na fiksne dijelove cijevi za grijanje. Dostupne su i kutne i ravne verzije. Kvadratni i pravokutni kompenzatori također se koriste za visokotemperaturne zračne kanale. - sigurnosne gumene konstrukcije – koriste se kao ulošci za prigušivanje vibracija u raznim cjevovodima za prigušivanje vibracija crpne opreme pri pumpanju različitih medija, kao i blago agresivnih otopina na temperaturama od -10OOd do +110 pri tlaku od 1,0 – 1,6 MPa.
Uz svoju primarnu funkciju prigušenja vibracija, uspješno djeluje kod toplinskih deformacija cijevi za grijanje, kao i u slučaju radijalnih pomaka i kutnih deformacija.
Ova vrsta kompenzatora najčešća je za upotrebu u vodoopskrbnim sustavima, jer, unatoč svojoj pouzdanosti i jednostavnosti, ima najnižu cijenu.
Zašto su potrebni ovi uređaji?
Dilatacijski spojevi za toplinske cijevi ključne su komponente. Nemaju svi točno razumijevanje opterećenja pod kojima toplinska cijev ili cjevovod rade. Na njihov rad stalno utječu temperatura i tlak.
Visoka opterećenja od tlaka, vodnog udara i temperature uzrokuju kompresiju i istezanje materijala mreže. Svi ovi čimbenici dovode do deformacije i oštećenja sustava. Ako se sve to ne uzme u obzir i ne ugrade zaštitni elementi, sustav će brzo otkazati.
Najbolje je odabrati poseban mehanizam u fazi planiranja sustava, nakon što se prethodno izračuna potencijalno preopterećenje sustava grijanja ili vodoopskrbe. Nakon toga se može ugraditi fleksibilna konstrukcija sposobna za kompenzaciju.
Za sve glavne vodove preporučuje se upotreba komponenti za izravnavanje opterećenja. Važno je shvatiti da nesmetan rad i pouzdanost cijevi za grijanje, bilo da su izrađene od čelika ili plastike, izravno ovise o ispravnom rješenju kompenzacije.
Mehanizmi kompenzacije, pak, također su izrađeni od raznih materijala. Stoga odabir pravog uređaja za određenu situaciju zahtijeva pažljivo razmatranje, jer je to jedini način da se produži vijek trajanja sustava grijanja ili vodoopskrbe, čime se štedi na skupim popravcima.
Dilatacijski spojevi na polipropilenskim cjevovodima
Kompozitni materijali i plastika sve se više koriste u cjevovodima. Iako je koeficijent linearnog toplinskog širenja plastike znatno niži od metala, kompenzacija toplinskih deformacija nije manje važna. Vibracijska opterećenja također su vrlo nepoželjna za cjevovode izrađene od takvih materijala.
Sigurnosni uređaj, Polipropilenska cijev u obliku petlje čini se izuzetno jednostavnim dizajnom, što omogućuje jednostavnu ugradnju u toplinsku mrežu. Ovi se proizvodi široko koriste za sve vrste cjevovoda.
Korištenjem takvih osigurača eliminira se negativan utjecaj vodenog udara i naglih porasta temperature (u sustavu grijanja). Stoga se mogu smatrati sigurnosnim uređajima koji osiguravaju integritet sustava grijanja ili opskrbe toplom vodom.
Namjena dilatacijskih spojeva za grijanje
Uređaji ove vrste obavljaju specifične, ali izuzetno važne funkcije:
- Prigušivanje vibracija cijevi koje generiraju pumpe u cijeloj mreži. Čak i ako se ova pojava ne osjeća taktilno ili vizualno, uvijek je prisutna. Posebno je opasno kada frekvencija vibracija pumpe odgovara prirodnoj frekvenciji cjevovoda. To može uzrokovati rezonancu, koja može znatno povećati amplitudu vibracija, brzo oštećujući cjevovodni sustav.
- Kompenzacija linearnog toplinskog širenja u mrežama uzrokovanog promjenama temperature rashladne tekućine. Rezultirajuće širenje ili skupljanje cijevi uzrokuje dodatno naprezanje na zavarenim ili utičnim spojevima, smanjujući njihov vijek trajanja i potencijalno dovodeći do njihovog kvara.
Korištenje takvih osigurača na cijevima sustava grijanja značajno povećava njihov vijek trajanja i produžuje vrijeme između popravaka na grijaćim mrežama.
Ugradnja dilatacijskih spojeva trenutno je obavezna mjera tijekom izgradnje toplinskih mreža.
Ugradnja dilatacijskih spojeva na cjevovode sustava grijanja
Dilatacijski spojevi ugrađeni u sustave grijanja i vodoopskrbe stambene zgrade moraju biti u skladu s projektnom dokumentacijom. Pričvršćuju se zavarivanjem spojnica na cjevovod.
Ekspanzijski spojevi se ugrađuju u odsutnosti tlaka ili pumpanih proizvoda u cjevovodu. Potrebno je provjeriti poravnanje cijevi s tijelom ekspanzijskog spoja kako bi se izbjegla radijalna opterećenja na sustav tijekom rada. Takva opterećenja mogu uzrokovati zaglavljivanje i kvar pokretnih dijelova uređaja.
Ugradnja ovih konstrukcija na cjevovode sustava grijanja treba započeti nakon što je dio pričvršćen na fiksne nosače i samo na ravnim dijelovima. U vertikalnim dijelovima izbjegavajte stavljanje težine sustava na kompenzator.
Osim fiksnih nosača, na cjevovod se moraju ugraditi i klizni nosači kako bi se spriječila njegova deformacija pod opterećenjem zbog toplinskog širenja.
Količina trenja na tim čvorovima uzima se u obzir pri izračunu maksimalne duljine dijela dilatacijske spojnice tijekom projektiranja. Ako su ugrađeni uređaji tipa mijeha, u ovom dijelu se ne mogu koristiti nosači tipa ovjesa.
Prilikom projektiranja fiksnih nosača potrebno je uzeti u obzir sljedeće:
- Sila koju stvara kompenzator "pri potisku".
- Sila krutosti uređaja.
- Sila trenja u kliznim osloncima.
Kompenzatori se ne servisiraju i moraju se zamijeniti novima ako dođe do kvara.
Proizvođači
Tržište za ove proizvode obično popunjavaju domaći proizvođači. Njihove proizvode karakterizira prihvatljiva kvaliteta i pouzdan rad. Armartek uspješno proizvodi gumene vibracijske umetke; njihovi vlastiti proizvodi su kompaktni i jednostavni za ugradnju.
Proizvodnja kompenzatora s mijehom aktivno se razvija, a predstavljaju ih tvrtke "Metalkomp" i "Kompenz" s prilično pristojnom kvalitetom.
Zaključak
Različite izvedbe kompenzatora grijanja značajno povećavaju vijek trajanja sustava grijanja u cjelini, eliminirajući dodatna opterećenja.
Trošak kupnje i ugradnje više je nego nadoknađen dugim vijekom trajanja sustava grijanja. Sretno!
