En ekspansjonsfug er en innretning som er utformet for å kompensere for temperaturutvidelse, vibrasjon, trykkendringer og forskyvning. Den bidrar til å unngå, stabilisere eller minimere de uønskede konsekvensene av disse faktorene. Den brukes i hovedrørledninger til ulike formål.
Moderne varmenettverk er svært omfattende, og i vårt klima krever det betydelig innsats å holde dem i god stand. Derfor er det et presserende spørsmål å forbedre ytelsen og påliteligheten til varmenettverk.
En løsning på dette problemet er ekspansjonsfuger for varmerør. Disse ekspansjonsfugene brukes ikke bare på hovedrør og distribusjonsnett, men også i bygningsvarmesystemer (og andre systemer).
Typer kompensatorer
Strukturelt sett finnes slike enheter i følgende typer:
- KjederekspansjonsfugerDenne typen ekspansjonsfuger for rørledninger kan jevne ut termisk ekspansjon i lange varme- og vannforsyningsledninger. De er den eldste typen varmehovedkoblinger, selv om de fortsatt brukes med hell i dag.
Sammenlignet med belg-ekspansjonsfuger har disse typene komponenter i varme- og vannforsyningssystemer flere betydelige ulemper. Disse inkluderer behovet for konstant lekkasjeovervåking. De tåler også systemets vinkelpåkjenninger dårlig. Disse ulempene forsterkes av vanskeligheten med reparasjon og høye vedlikeholdskostnader. Enhver uerfaren rørlegger vil logisk spørre: hvorfor installere disse mekanismene i varme- og vannforsyningssystemer hvis de har så mange mangler? Er slik kompensasjon nødvendig? Svaret er at pakningsfuger har en svært høy kompensasjonskapasitet, og dette blir en prioritet når man velger dem. De er laget av stål og består av to skall med ulikt volum. Det ene skallet settes inn i det andre, og en spesiell pakning installeres mellom dem. Uten den er det umulig å tette pakkboksen og bevege de to delene i relativ retning. Trykket i en rørledning med et slikt element kan stige til 2,5 MPa, og maksimumstemperaturen kan nå +300 grader Celsius. Pakkboksekspansjonsfuger er videre delt inn i enkelt- og dobbelt-endede. Dobbelt-endede typen kjennetegnes av sine tre hovedkomponenter (to interne og en ekstern). Det har allerede blitt sagt at disse enhetene kjennetegnes av en høy kompensasjonskapasitet, og den øker proporsjonalt med økningen i nettverksvolumet.
Viktig! Selv om forseglede ventiler tåler temperaturforhold godt, er de ikke godkjent for bruk i systemer som er utsatt for aggressive kjemiske miljøer. Dette er fordi pakningen deres er dårlig motstandsdyktig mot slike påvirkninger. I slike miljøer anbefales bruk av belg- eller gummiventiler.
- Gummi ekspansjonsfugerDisse antivibrasjonsinnsatsene er også en type ekspansjonsfuger som beskytter polypropylen eller andre rørledninger. Deres særegne trekk er tilstedeværelsen av et gummibearbeidende element, som har spesielle fysiske egenskaper. Den estimerte levetiden til disse rørledningskomponentene er tjue år, og i løpet av denne tiden er det ikke nødvendig med vedlikehold eller reparasjoner.
Fordelene i dette tilfellet inkluderer det faktum at den U-formede ekspansjonsfugen i et varmesystem er mindre utsatt for syklisk forskyvning enn ved opprinnelig installasjon. Gummityper tåler også kortsiktige aksiale deformasjoner (kompresjon eller forlengelse) bedre. Sammenlignet med U-formede enheter tåler gummienheter plutselige avbrudd i sirkulasjonen og dannelse av vakuum bedre. Etter at strømningen er gjenopprettet, fortsetter de å fungere. Disse mekanismene kan installeres i konstruksjoner som pumper aggressive kjemiske medier. De opprettholder også ytelsen sin når temperaturen stiger til 200 grader Celsius. I motsetning til U-formede ekspansjonsfuger er denne typen enhet å foretrekke for installasjon i lavtrykkssystemer der vakuumdannelse er mulig. Arbeidselementet i disse mekanismene er plassert mellom stålflenser, og det indre laget er et gummiskall. Dette elementet utfører faktisk en beskyttende funksjon internt. Det maksimale trykket i varmesystemet som disse typene kompensasjonselementer tåler er 2,5 MPa. - StoffkompensatorerDette er en spesiell type ekspansjonsfug som kan brukes til å jevne ut termisk ekspansjon i gassrørledninger som opererer under lavt trykk.
Ved produksjon av disse elementene legges det spesiell vekt på basismaterialets styrke. Dette materialet har vanligvis høy frost- og UV-motstand. Det isolerende belegget på disse elementene tåler høye temperaturer og er motstandsdyktig mot mekanisk skade på varmenettet. Disse komponentene kompletteres av et varmebeskyttende deksel. Stoffmekanismer finnes i følgende typer: enheter for bruk i aggressive kjemiske miljøer; enheter for installasjon i høytemperaturrørledninger; mekanismer for drift under lave temperaturforhold; og flerlagsenheter med intern isolasjon. - LinsetypeenheterLinseekspansjonsfuger for rørledninger kjennetegnes ved sin effektive funksjon i å utjevne aksiale eller vinkelformede forskyvninger i varmenettverket forårsaket av temperatureffekter. Denne mekanismen består av linser. Hver linse er en halvlinse sveiset rundt en omkrets av stemplet stål. På grunn av designet utvider og trekker disse enhetene seg sammen, og jevner dermed ut ekspansjonen. Sammenlignet med belgelignende enheter har denne typen fordelen. Linseekspansjonsfuger for varme- eller vannforsyningsledninger tåler høye temperaturer bedre og viser høyere stivhet. De kan imidlertid ikke fungere på et veldig høyt nivå i varmeledninger. Denne typen mekanisme er mye brukt i industrien. Linsemekanismer i henhold til GOST finnes i følgende typer: aksial KLO; vinkelmekanisme; rektangulær PGVU; rund PGVU. Linseekspansjonsfuger kan finnes i fyrrom, små seksjoner av polyetylenledninger og andre rørledninger der høy termisk kompensasjon ikke er nødvendig. I tillegg finnes de på avblåsningsledninger og i nærheten av pumpeutstyr.
- Flensede alternativerDisse kompensatorene er, som navnet antyder, koblet til hovedledningen via flenser. Hovedfordelen med disse enhetene er den relativt enkle installasjonen. Boltene strammes ved hjelp av fritt roterende flenser.
Når du bruker disse mekanismene, er det imidlertid viktig å huske at de ikke kan repareres. Hvis de går i stykker (eller blir uforseglet), må de byttes ut. Disse enhetene krever også regelmessig inspeksjon og tiltrekking av boltene. Det anbefales ikke å male disse typene kompensasjonsmekanismer på grunn av potensialet for overflateskade. - Radiale alternativer for termisk kompensasjon på rørledningerDenne typen ekspansjonsfuger for varmenett fungerer effektivt på varme- og vannforsyningsledninger lagt i sikksakk-, serpentin- eller lett buede kompensasjonsseksjoner. I de fleste tilfeller anses denne typen ekspansjonsfuger for varmenett som de mest passende fordi de enkelt gir plass til rengjøringsanordninger (som stempler). Denne typen ekspansjonsfuger er fordelaktig fordi den kan installeres på varme- og vannforsyningsledninger av enhver konfigurasjon. Eksperter anbefaler imidlertid at den bare installeres etter at naturlige kompensasjonsmetoder mislykkes.
- U-formetDe kan være horisontale, vertikale eller skråstilte. Hovedformålet deres er å kompensere for termisk ekspansjon og dempe vibrasjoner i rørsystemet.
Installasjon av kompensasjonssystemer er svært ønskelig på rørledninger for varmesystemer og varmtvannsforsyningssystemer i interne varmenettverk i private hjem.
Installasjon av ekspansjonsfuger er obligatorisk uavhengig av rørledningens materiale;
- Bellows-enheter – en struktur i form av et korrugert, dobbeltlags, tynnvegget rør, den indre delen laget av 12x18N10T stålplate, og den ytre delen laget av lignende kvalitet St.20. Denne komposittløsningen gir produktet tilstrekkelig styrke samtidig som de spesifiserte sikkerhetsegenskapene opprettholdes.
Disse innsatsene reagerer nesten perfekt på rørets utvidelse eller sammentrekning under temperaturendringer, noe som reduserer vibrasjoner betydelig. De kan brukes med forspenning for å øke vibrasjonsamplituden. Fordelen med disse mekanismene er deres evne til å motstå økte belastninger og deres kompakte størrelse, noe som reduserer mengden gravearbeid som kreves betydelig. - kjertelsikringer – er en kombinasjon av to rør med ulik diameter, integrert i hverandre via pakning og en pakningfølger. Den indre delen kan bevege seg fritt i den ytre delen, og lekkasjer holdes inne av en tetning. Strukturelt sett er dette den enkleste typen ekspansjonsfug for varmesystemer, men den utfører sin tiltenkte funksjon ganske pålitelig.
Ved bruk av slike enheter er det behov for konstant overvåking av driften med periodisk stramming av bøssingen, som utføres under forebyggende inspeksjoner. Det er derfor behov for å installere inspeksjonsbrønner., samt lokaler i varmeledningen for vedlikehold; - linsekompensatorer – er installert på varmtvannsrørledninger (spesielt) for å kompensere for termisk lineær ekspansjon
Disse produktene er konstruert av halvlinser stemplet fra stålplate og sveiset langs flensen. De er tilgjengelige i konfigurasjoner med enkelt-, dobbelt-, trippel- og firedobbelt linse. De er festet til røret ved sveising eller flenser. Ekspansjonsfuger varierer fra 100 til 2020 mm i diameter. De er installert på faste seksjoner av varmerør. Både vinkelformede og rette versjoner er tilgjengelige. Firkantede og rektangulære kompensatorer brukes også til høytemperaturluftkanaler. - sikkerhetskonstruksjoner i gummi – brukes som vibrasjonsdempende innsatser i ulike rørledninger for å dempe vibrasjoner fra pumpeutstyr ved pumping av ulike medier, samt lett aggressive løsninger ved temperaturer fra -10ÅFra opptil +110 ved et trykk på 1,0–1,6 MPa.
I tillegg til sin primære funksjon med vibrasjonsdemping, fungerer den med hell med termiske deformasjoner av varmerør, samt ved radielle forskyvninger og vinkeldeformasjoner.
Denne typen kompensator er den vanligste for bruk i vannforsyningssystemer, siden den, til tross for påliteligheten og enkelheten, har den laveste kostnaden.
Hvorfor er disse enhetene nødvendige?
Ekspansjonsfuger for varmeledninger er viktige komponenter. Ikke alle har en nøyaktig forståelse av belastningene som en varmeledning eller rørledning opererer under. Driften deres påvirkes konstant av temperatur og trykk.
Høye belastninger fra trykk, vannslag og temperatur forårsaker kompresjon og forlengelse av nettverksmaterialet. Alle disse faktorene fører til deformasjon og skade på systemet. Hvis alt dette ikke tas i betraktning og beskyttelseselementer ikke er installert, vil systemet raskt svikte.
Det er best å velge en spesiell mekanisme i planleggingsfasen av systemet, etter først å ha beregnet den potensielle overbelastningen av varme- eller vannforsyningssystemet. Deretter kan en fleksibel struktur som kan kompensere installeres.
Bruk av lastutjevnende komponenter anbefales for alle hovedledninger. Det er viktig å forstå at problemfri drift og pålitelighet av varmerør, enten de er laget av stål eller plast, er direkte avhengig av riktig kompensasjonsløsning.
Kompensasjonsmekanismer er på sin side også laget av forskjellige materialer. Derfor krever det nøye vurdering å velge riktig enhet for en gitt situasjon, da dette er den eneste måten å forlenge levetiden til et varme- eller vannforsyningssystem, og dermed spare på kostbare reparasjoner.
Ekspansjonsfuger på polypropylenrørledninger
Komposittmaterialer og plast brukes i økende grad i rørledninger. Selv om den lineære termiske utvidelseskoeffisienten for plast er betydelig lavere enn for metall, er det ikke mindre viktig å kompensere for termiske deformasjoner. Vibrasjonsbelastninger er også svært uønskede for rørledninger laget av slike materialer.
Sikkerhetsanordning, Den løkkeformede polypropylenrørsløyfen ser ut til å være en ekstremt enkel design, noe som muliggjør enkel installasjon i varmenettet. Disse produktene er mye brukt for alle typer rørledninger.
Bruk av slike sikringer eliminerer den negative effekten av vannslag og plutselige temperaturøkninger (i varmesystemet). Dermed kan de betraktes som sikkerhetsinnretninger som sikrer integriteten til varme- eller varmtvannsforsyningssystemet.
Formålet med ekspansjonsfuger for oppvarming
Enheter av denne typen utfører spesifikke, men ekstremt viktige funksjoner:
- Demping av rørvibrasjoner generert av pumper i hele nettverket. Selv om dette fenomenet ikke er taktilt eller visuelt merkbart, er det alltid til stede. Spesielt farlig er når pumpens vibrasjonsfrekvens samsvarer med rørledningens naturlige frekvens. Dette kan forårsake resonans, som kan øke vibrasjonenes amplitude betraktelig og raskt skade rørledningssystemet.
- Kompensasjon for lineær termisk ekspansjon i nettverk forårsaket av endringer i kjølevæsketemperatur. Den resulterende utvidelsen eller sammentrekningen av rør forårsaker ekstra belastning på sveisede eller muffeskjøter, noe som reduserer levetiden og potensielt fører til at de svikter.
Bruken av slike sikringer på rør i varmesystemet øker levetiden betydelig og forlenger tiden mellom reparasjoner på varmeledninger.
Montering av ekspansjonsfuger er for tiden et obligatorisk tiltak under bygging av varmenett.
Montering av ekspansjonsfuger på rørledninger i varmesystemet
Ekspansjonsfuger installert i varme- og vannforsyningssystemer i boligbygg må være i samsvar med designdokumentasjonen. De festes ved å sveise beslagene til rørledningen.
Ekspansjonsfuger installeres når det ikke er trykk eller pumpede produkter i rørledningen. Det er nødvendig å kontrollere rørets justering med ekspansjonsfugens kropp for å unngå radiale belastninger på systemet under drift. Slike belastninger kan føre til fastkjøring og svikt i enhetens bevegelige deler.
Installasjon av disse konstruksjonene på rørledninger i varmesystemet bør starte etter at seksjonen er festet til faste støtter og kun på rette seksjoner. I vertikale seksjoner må du unngå å legge systemets vekt på kompensatoren.
I tillegg til faste støtter må glidestøtter installeres på rørledningen for å forhindre deformasjon under belastning på grunn av termisk ekspansjon.
Friksjonsmengden ved disse nodene tas med i betraktningen når man beregner den maksimale lengden på ekspansjonsfugeseksjonen under prosjekteringen. Hvis det er installert belglignende enheter, kan ikke opphengslignende støtter brukes i denne seksjonen.
Ved utforming av faste støtter må følgende tas i betraktning:
- Kraften som skapes av kompensatoren "på skyvekraft".
- Enhetens stivhetskraft.
- Friksjonskraft i glidende støtter.
Kompensatorene blir ikke vedlikeholdt og må byttes ut med nye hvis det oppstår en funksjonsfeil.
Produsenter
Markedet for disse produktene fylles vanligvis av innenlandske produsenter. Produktene deres kjennetegnes av akseptabel kvalitet og pålitelig drift. Armartek produserer med suksess vibrasjonsinnsatser i gummi; deres proprietære produkter er kompakte og enkle å installere.
Produksjonen av belg-ekspansjonsfuger er i aktiv utvikling, og de er representert av selskapene "Metalkomp" og "Kompenz" med ganske anstendig kvalitet.
Konklusjon
Ulike design av varmekompensatorer øker levetiden til varmesystemer som helhet betydelig, og eliminerer ekstra belastninger.
Kostnaden ved å kjøpe og installere dem blir mer enn oppveid av varmesystemets lange levetid. Lykke til!
