Dilatačný spoj je zariadenie určené na kompenzáciu teplotnej rozťažnosti, vibrácií, zmien tlaku a posunu. Pomáha predchádzať nežiaducim následkom týchto faktorov, stabilizovať ich alebo minimalizovať. Používa sa v hlavných potrubiach na rôzne účely.
Moderné vykurovacie siete sú veľmi rozsiahle a v našich klimatických podmienkach si ich udržiavanie v dobrom prevádzkovom stave vyžaduje značné úsilie. Preto je zlepšenie výkonu a spoľahlivosti vykurovacích sietí naliehavou otázkou.
Jedným z riešení tohto problému sú dilatačné škáry pre vykurovacie potrubia. Tieto dilatačné škáry sa používajú nielen na hlavných potrubiach a rozvodných sieťach, ale aj v rámci vykurovacích systémov budov (a iných systémov).
Typy kompenzátorov
Štrukturálne sa takéto zariadenia dodávajú v nasledujúcich typoch:
- Dilatačné škáry upchávokTieto typy dilatačných škár pre potrubia dokážu vyhladiť tepelnú rozťažnosť v dlhých vykurovacích a vodovodných potrubiach. Sú najstarším typom armatúr vykurovacích potrubí, hoci sa úspešne používajú dodnes.
V porovnaní s vlnovcovými kompenzátormi majú tieto typy komponentov vykurovacích a vodovodných systémov výraznejšie nevýhody. Patrí medzi ne potreba neustáleho monitorovania únikov. Tiež zle odolávajú uhlovým namáhaniam systému. Tieto nevýhody sú umocnené náročnosťou opravy a vysokými nákladmi na údržbu. Každý neskúsený inštalatér sa logicky opýta: prečo inštalovať tieto mechanizmy do vykurovacích a vodovodných systémov, ak majú toľko nedostatkov? Je takáto kompenzácia potrebná? Odpoveďou je, že upchávkové kompenzátory sa môžu pochváliť veľmi vysokou kompenzačnou schopnosťou a to sa stáva prioritou pri ich výbere. Sú vyrobené z ocele a pozostávajú z dvoch plášťov rôznych objemov. Jeden plášť je vložený do druhého a medzi nimi je inštalované špeciálne tesnenie. Bez neho nie je možné utesniť upchávku a relatívny pohyb oboch častí. Tlak v potrubí s takýmto prvkom môže stúpnuť až na 2,5 MPa a maximálna teplota môže dosiahnuť +300 stupňov Celzia. Upchávkové kompenzátory sa ďalej delia na jednostranné a obojstranné. Obojstranný typ sa vyznačuje tromi hlavnými komponentmi (dve vnútorné a jedna vonkajšia). Už bolo povedané, že tieto zariadenia sa vyznačujú vysokou kompenzačnou kapacitou a tá sa úmerne zvyšuje so zvyšovaním objemu siete.
Dôležité! Hoci utesnené ventily dobre odolávajú teplotným podmienkam, nie sú schválené na použitie v systémoch vystavených agresívnemu chemickému prostrediu. Je to preto, že ich tesnenie je voči takýmto vplyvom slabo odolné. V takýchto prostrediach sa odporúča použitie vlnovca alebo gumených ventilov.
- Gumové dilatačné škáryTieto antivibračné vložky sú tiež typom dilatácie, ktorá chráni polypropylén alebo akékoľvek iné potrubie. Ich charakteristickým znakom je prítomnosť gumového pracovného prvku, ktorý vykazuje špeciálne fyzikálne vlastnosti. Odhadovaná životnosť týchto komponentov potrubia je dvadsať rokov, počas ktorých nie je potrebná žiadna údržba ani opravy.
Výhody v tomto prípade zahŕňajú skutočnosť, že kompenzátor v tvare U vo vykurovacom systéme je menej náchylný na cyklické posunutie ako pri pôvodnej inštalácii. Gumové typy tiež lepšie odolávajú krátkodobým axiálnym deformáciám (stlačenie alebo predĺženie). V porovnaní so zariadeniami v tvare U gumové zariadenia lepšie odolávajú náhlym prerušeniam cirkulácie a vzniku vákua. Po obnovení prietoku pokračujú vo funkcii. Tieto mechanizmy je možné inštalovať do konštrukcií čerpajúcich agresívne chemické médiá. Zachovávajú si svoj výkon aj pri stúpnutí teploty na 200 stupňov Celzia. Na rozdiel od kompenzátorov v tvare U je tento typ zariadenia vhodnejší na inštaláciu do nízkotlakových systémov, kde je možné vytvorenie vákua. Pracovný prvok v týchto mechanizmoch je umiestnený medzi oceľovými prírubami a vnútorná vrstva je gumová škrupina. Tento prvok v skutočnosti plní vnútornú ochrannú funkciu. Maximálny tlak vo vykurovacom systéme, ktorý tieto typy kompenzačných prvkov znesú, je 2,5 MPa. - Kompenzátory z tkaninyIde o špeciálny typ dilatácie, ktorá sa dá použiť na vyhladenie tepelnej rozťažnosti v plynovodoch prevádzkovaných pod nízkym tlakom.
Pri výrobe týchto prvkov sa osobitná pozornosť venuje pevnosti základného materiálu. Tento materiál sa zvyčajne vyznačuje vysokou odolnosťou voči mrazu a UV žiareniu. Izolačný povlak na týchto prvkoch odoláva vysokým teplotám a je odolný voči mechanickému poškodeniu vykurovacej siete. Tieto komponenty sú doplnené tepelne ochranným plášťom. Tkaninové mechanizmy sa dodávajú v nasledujúcich typoch: zariadenia na použitie v agresívnom chemickom prostredí; zariadenia na inštaláciu do vysokoteplotných potrubí; mechanizmy na prevádzku v nízkoteplotných podmienkach; a viacvrstvové zariadenia s vnútornou izoláciou. - Zariadenia typu šošovkyŠošovkové kompenzátory pre potrubia sa vyznačujú svojou účinnou činnosťou pri vyrovnávaní axiálnych alebo uhlových posunov vykurovacej siete spôsobených teplotnými účinkami. Tento mechanizmus sa skladá zo šošoviek. Každá šošovka je pološošovka zvarená po obvode z lisovanej ocele. Vďaka svojej konštrukcii sa tieto zariadenia rozťahujú a sťahujú, čím vyrovnávajú rozťahovanie. V porovnaní so zariadeniami s vlnovcom má tento typ výhodu. Šošovkové kompenzátory pre vykurovacie alebo vodovodné potrubia lepšie odolávajú vysokým teplotám a vykazujú vyššiu tuhosť. V vykurovacích sieťach však nemôžu fungovať na veľmi vysokej úrovni. Tento typ mechanizmu sa v priemysle široko používa. Šošovkové mechanizmy podľa GOST sa dodávajú v nasledujúcich typoch: axiálny KLO; uhlový mechanizmus; obdĺžnikový PGVU; okrúhly PGVU. Šošovkové kompenzátory sa nachádzajú v kotolniach, malých úsekoch polyetylénových potrubí a iných potrubiach, kde nie je potrebná vysoká tepelná kompenzácia. Okrem toho sa nachádzajú na odvzdušňovacích potrubiach a v blízkosti čerpacích zariadení.
- Prírubové možnostiTieto kompenzátory, ako už názov napovedá, sú pripojené k hlavnému vedeniu pomocou prírub. Hlavnou výhodou týchto zariadení je ich relatívne jednoduchá inštalácia. Skrutky sa uťahujú pomocou voľne rotujúcich prírub.
Pri používaní týchto mechanizmov je však dôležité pamätať na to, že nie sú opraviteľné. Ak sa zlomia (alebo sa uvoľnia), musia sa vymeniť. Tieto zariadenia tiež vyžadujú pravidelnú kontrolu a dotiahnutie skrutiek. Natieranie týchto typov kompenzačných mechanizmov sa neodporúča kvôli možnému poškodeniu povrchu. - Radiálne možnosti tepelnej kompenzácie na potrubiachTieto typy kompenzátorov pre vykurovacie siete fungujú efektívne na vykurovacích a vodovodných potrubiach uložených v kľukatých, serpentínových alebo mierne zakrivených kompenzačných úsekoch. Vo väčšine prípadov sa tieto typy kompenzátorov pre vykurovacie siete považujú za najvhodnejšie, pretože sa do nich ľahko umiestnia čistiace zariadenia (napríklad piesty). Tento typ kompenzátora je výhodný, pretože sa dá inštalovať na vykurovacie a vodovodné potrubia akejkoľvek konfigurácie. Odborníci však odporúčajú jeho inštaláciu až po zlyhaní metód prirodzenej kompenzácie.
- v tvare UMôžu byť horizontálne, vertikálne alebo šikmé. Ich hlavným účelom je kompenzovať tepelnú rozťažnosť a tlmiť vibrácie v potrubnom systéme.
Inštalácia kompenzačných systémov je veľmi žiaduca na potrubiach vykurovacích systémov a rozvodoch teplej vody v rámci vlastných vykurovacích sietí súkromného domu.
Inštalácia dilatačných škár je povinná bez ohľadu na materiál potrubia;
- Mechové zariadenia – konštrukcia v tvare vlnitej, dvojvrstvovej, tenkostennej rúry, ktorej vnútorná časť je vyrobená z oceľového plechu 12x18N10T a vonkajšia časť z podobnej triedy St.20. Toto kompozitné riešenie poskytuje výrobku dostatočnú pevnosť pri zachovaní špecifikovaných bezpečnostných vlastností.
Tieto vložky takmer dokonale reagujú na rozťahovanie alebo sťahovanie potrubia vplyvom teploty, čím výrazne znižujú vibrácie. Môžu sa použiť s predpätím na zvýšenie amplitúdy vibrácií. Výhodou týchto mechanizmov je ich schopnosť odolávať zvýšenému zaťaženiu a ich kompaktná veľkosť, čo výrazne znižuje množstvo potrebných výkopových prác. - poistky upchávok – sú kombináciou dvoch potrubí rôznych priemerov, ktoré sú do seba integrované pomocou upchávkového tesnenia a upchávkového sledovača. Vnútorná časť sa môže voľne pohybovať vo vonkajšej časti a netesnosti sú obmedzené tesnením. Konštrukčne ide o najjednoduchší typ dilatátora pre vykurovacie systémy, ale svoju funkciu plní pomerne spoľahlivo.
Pri používaní takýchto zariadení je potrebné neustále monitorovať ich činnosť s pravidelným uťahovaním puzdra, ktoré sa vykonáva počas preventívnych kontrol. Preto je potrebné nainštalovať inšpekčné studne., ako aj priestory vo vykurovacom potrubí na údržbu; - kompenzátory šošoviek – sú inštalované na potrubiach prívodu teplej vody (najmä) na kompenzáciu tepelnej lineárnej rozťažnosti
Tieto výrobky sú vyrobené z pološošoviek vyrazených z oceľového plechu a zvarených pozdĺž príruby. Sú dostupné v konfiguráciách s jednou, dvoma, tromi a štyrmi šošovkami. K potrubiu sa pripevňujú zvarením alebo prírubami. Veľkosti dilatačných škár sa pohybujú od 100 do 2020 mm v priemere. Inštalujú sa na pevné úseky vykurovacích potrubí. K dispozícii sú uhlové aj rovné prevedenia. Štvorcové a obdĺžnikové kompenzátory sa používajú aj pre vysokoteplotné vzduchovody. - bezpečnostné gumové konštrukcie – používajú sa ako vložky tlmiace vibrácie v rôznych potrubiach na tlmenie vibrácií z čerpacích zariadení pri čerpaní rôznych médií, ako aj mierne agresívnych roztokov pri teplotách od -10OOd až do +110 pri tlaku 1,0 – 1,6 MPa.
Okrem svojej primárnej funkcie tlmenia vibrácií úspešne pracuje s tepelnými deformáciami vykurovacích potrubí, ako aj v prípade radiálnych posunov a uhlových deformácií.
Tento typ kompenzátora je najbežnejší na použitie vo vodovodných systémoch, pretože napriek svojej spoľahlivosti a jednoduchosti má najnižšie náklady.
Prečo sú tieto zariadenia potrebné?
Dilatačné škáry pre vykurovacie potrubia sú kľúčovými komponentmi. Nie každý má presnú predstavu o zaťažení, pri ktorom vykurovacie potrubie alebo potrubie pracuje. Ich prevádzku neustále ovplyvňuje teplota a tlak.
Vysoké zaťaženie tlakom, vodným rázom a teplotou spôsobuje stlačenie a predĺženie materiálu siete. Všetky tieto faktory vedú k deformácii a poškodeniu systému. Ak sa toto všetko nezohľadní a nenainštalujú sa ochranné prvky, systém rýchlo zlyhá.
Najlepšie je vybrať špeciálny mechanizmus vo fáze plánovania systému po predchádzajúcom výpočte potenciálneho preťaženia vykurovacieho alebo vodovodného systému. Následne je možné nainštalovať flexibilnú konštrukciu schopnú kompenzácie.
Pre všetky hlavné potrubia sa odporúča použitie komponentov na vyrovnávanie zaťaženia. Je dôležité pochopiť, že bezproblémová prevádzka a spoľahlivosť vykurovacích potrubí, či už vyrobených z ocele alebo plastu, priamo závisí od správneho riešenia kompenzácie.
Kompenzačné mechanizmy sú zase vyrobené z rôznych materiálov. Preto si výber správneho zariadenia pre danú situáciu vyžaduje starostlivé zváženie, pretože je to jediný spôsob, ako predĺžiť životnosť vykurovacieho alebo vodovodného systému, a tým ušetriť na nákladných opravách.
Dilatačné škáry na polypropylénových potrubiach
Kompozitné materiály a plasty sa čoraz viac používajú v potrubiach. Hoci koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti plastov je výrazne nižší ako u kovu, kompenzácia tepelných deformácií nie je o nič menej dôležitá. Vibračné zaťaženie je tiež veľmi nežiaduce pre potrubia vyrobené z takýchto materiálov.
Bezpečnostné zariadenie, Polypropylénová rúrka v tvare slučky sa javí ako mimoriadne jednoduchá konštrukcia, čo umožňuje jednoduchú inštaláciu do vykurovacej siete. Tieto produkty sa široko používajú pre všetky typy potrubí.
Použitie takýchto poistiek eliminuje negatívny vplyv vodného rázu a náhleho zvýšenia teploty (vo vykurovacom systéme). Preto ich možno považovať za bezpečnostné zariadenia, ktoré zabezpečujú integritu vykurovacieho alebo zásobovacieho systému teplou vodou.
Účel dilatačných škár pre vykurovanie
Zariadenia tohto typu vykonávajú špecifické, ale mimoriadne dôležité funkcie:
- Tlmenie vibrácií potrubia generovaných čerpadlami v celej sieti. Aj keď tento jav nie je hmatovo ani vizuálne vnímateľný, je vždy prítomný. Obzvlášť nebezpečné je, keď sa frekvencia vibrácií čerpadla zhoduje s prirodzenou frekvenciou potrubia. To môže spôsobiť rezonanciu, ktorá môže výrazne zvýšiť amplitúdu vibrácií a rýchlo poškodiť potrubný systém.
- Kompenzácia lineárnej tepelnej rozťažnosti v sieťach spôsobenej zmenami teploty chladiacej kvapaliny. Výsledné rozťahovanie alebo sťahovanie potrubí spôsobuje dodatočné namáhanie zvarových alebo hrdlových spojov, čo znižuje ich životnosť a môže viesť k ich poruche.
Použitie takýchto poistiek na potrubiach vykurovacieho systému výrazne zvyšuje ich životnosť a predlžuje čas medzi opravami na vykurovacích sieťach.
Inštalácia dilatačných škár je v súčasnosti povinným opatrením pri výstavbe vykurovacích sietí.
Inštalácia dilatačných škár na potrubiach vykurovacieho systému
Dilatačné škáry inštalované v systémoch vykurovania a zásobovania vodou v bytových domoch musia byť v súlade s projektovou dokumentáciou. Upevňujú sa zvarením tvaroviek k potrubiu.
Dilatačné škáry sa inštalujú v prípade, že v potrubí nie je tlak alebo sa v ňom nenachádzajú čerpané produkty. Je potrebné skontrolovať zarovnanie potrubia s telesom dilatačného škáry, aby sa počas prevádzky zabránilo radiálnemu zaťaženiu systému. Takéto zaťaženie môže spôsobiť zaseknutie a poruchu pohyblivých častí zariadenia.
Inštalácia týchto konštrukcií na potrubia vykurovacieho systému by sa mala začať po upevnení úseku na pevné podpery a iba na rovných úsekoch. Vo zvislých úsekoch sa vyhýbajte pôsobeniu hmotnosti systému na kompenzátor.
Okrem pevných podpier musia byť na potrubí nainštalované aj posuvné podpery, aby sa zabránilo jeho deformácii pri zaťažení v dôsledku tepelnej rozťažnosti.
Veľkosť trenia v týchto uzloch sa zohľadňuje pri výpočte maximálnej dĺžky dilatačnej časti počas návrhu. Ak sú nainštalované zariadenia typu vlnovca, v tejto časti nie je možné použiť podpery typu zavesenia.
Pri navrhovaní pevných podpier je potrebné zohľadniť nasledovné:
- Sila vytvorená kompenzátorom „pri ťahu“.
- Tuhosť zariadenia.
- Trecia sila v posuvných podperách.
Kompenzátory sa neservisujú a v prípade poruchy sa musia vymeniť za nové.
Výrobcovia
Trh s týmito produktmi je zvyčajne zaplnený domácimi výrobcami. Ich produkty sa vyznačujú prijateľnou kvalitou a spoľahlivou prevádzkou. Spoločnosť Armartek úspešne vyrába gumené vibračné vložky; jej vlastné produkty sú kompaktné a ľahko sa inštalujú.
Výroba vlnovcových kompenzátorov sa aktívne rozvíja a zastupujú ich spoločnosti „Metalkomp“ a „Kompenz“ s pomerne slušnou kvalitou.
Záver
Rôzne prevedenia kompenzátorov vykurovania výrazne zvyšujú životnosť vykurovacích systémov ako celku, čím eliminujú dodatočné zaťaženie.
Náklady na ich kúpu a inštaláciu sú viac než kompenzované dlhou životnosťou vykurovacieho systému. Veľa šťastia!
