Raztezni spoj je naprava, zasnovana za kompenzacijo temperaturnega raztezanja, vibracij, sprememb tlaka in premikov. Pomaga preprečiti, stabilizirati ali zmanjšati neželene posledice teh dejavnikov. Uporablja se v magistralnih cevovodih za različne namene.
Sodobna ogrevalna omrežja so zelo obsežna in v našem podnebju njihovo vzdrževanje v dobrem delovnem stanju zahteva precejšen napor. Zato je izboljšanje delovanja in zanesljivosti ogrevalnih omrežij pereče vprašanje.
Ena od rešitev za ta problem so dilatacijski spoji za ogrevalne cevi. Ti dilatacijski spoji se uporabljajo ne le na glavnih ceveh in distribucijskih omrežjih, temveč tudi v ogrevalnih sistemih stavb (in drugih sistemih).
Vrste kompenzatorjev
Strukturno so takšne naprave naslednjih vrst:
- Dilatacijski spoji uvodnicTe vrste dilatacijskih spojev za cevovode lahko izravnajo toplotno raztezanje v dolgih ogrevalnih in vodovodnih vodih. So najstarejša vrsta fitingov za ogrevalne cevi, čeprav se še danes uspešno uporabljajo.
V primerjavi z mehastimi kompenzatorji imajo te vrste komponent ogrevalnih in vodovodnih sistemov večje pomanjkljivosti. Mednje spada tudi potreba po stalnem spremljanju puščanja. Prav tako slabo prenesejo kotne obremenitve sistema. Te pomanjkljivosti še poslabšujejo težavnost popravila in visoki stroški vzdrževanja. Vsak neizkušen vodovodar se bo logično vprašal: zakaj nameščati te mehanizme v ogrevalne in vodovodne sisteme, če imajo toliko pomanjkljivosti? Ali je takšna kompenzacija potrebna? Odgovor je, da se tesnilni kompenzatorji ponašajo z zelo visoko kompenzacijsko zmogljivostjo, kar postane prednostna naloga pri njihovi izbiri. Izdelani so iz jekla in so sestavljeni iz dveh lupin različnih volumnov. Ena lupina je vstavljena v drugo, med njima pa je nameščeno posebno tesnilo. Brez njega je tesnjenje tesnilne polnitve in relativno gibanje obeh delov nemogoče. Tlak v cevovodu s takim elementom se lahko dvigne do 2,5 MPa, najvišja temperatura pa lahko doseže +300 stopinj Celzija. Tesnilne kompenzatorje nadalje delimo na enostranske in dvostranske. Dvostranski tip se odlikuje po treh glavnih komponentah (dveh notranjih in eni zunanji). Že rečeno je bilo, da so za te naprave značilna visoka kompenzacijska zmogljivost, ki se sorazmerno povečuje s povečanjem glasnosti omrežja.
Pomembno! Čeprav zatesnjeni ventili dobro prenašajo temperaturne razmere, niso odobreni za uporabo v sistemih, izpostavljenih agresivnim kemičnim okoljem. To je zato, ker je njihovo tesnilo slabo odporno na takšne vplive. V takšnih okoljih je priporočljiva uporaba mehov ali gumijastih ventilov.
- Gumijasti ekspanzijski spojiTi protivibracijski vložki so tudi vrsta dilatacijskega spoja, ki ščiti polipropilen ali kateri koli drug cevovod. Njihova posebnost je prisotnost gumijastega delovnega elementa, ki ima posebne fizikalne lastnosti. Ocenjena življenjska doba teh komponent cevovoda je dvajset let, v tem času pa ni potrebno vzdrževanje ali popravila.
Prednosti v tem primeru vključujejo dejstvo, da je U-oblikovana dilatacijska spojka v ogrevalnem sistemu manj dovzetna za ciklične premike kot pri prvotni namestitvi. Gumijaste vrste tudi bolje prenesejo kratkotrajne aksialne deformacije (stiskanje ali raztezanje). V primerjavi z napravami v obliki črke U gumijaste naprave bolje prenesejo nenadne prekinitve kroženja in nastanek vakuuma. Po ponovni vzpostavitvi pretoka še naprej delujejo. Te mehanizme je mogoče namestiti v konstrukcije, ki črpajo agresivne kemične medije. Svojo zmogljivost ohranijo tudi, ko temperatura naraste na 200 stopinj Celzija. Za razliko od U-oblikovanih dilatacijskih spojev je ta vrsta naprave boljša za vgradnjo v nizkotlačne sisteme, kjer je možen nastanek vakuuma. Delovni element v teh mehanizmih se nahaja med jeklenimi prirobnicami, notranja plast pa je gumijasta lupina. Ta element dejansko opravlja zaščitno funkcijo v notranjosti. Najvišji tlak v ogrevalnem sistemu, ki ga lahko prenesejo te vrste kompenzacijskih elementov, je 2,5 MPa. - Kompenzatorji iz tkaninTo je posebna vrsta dilatacijskega spoja, ki se lahko uporablja za glajenje toplotnega raztezanja v plinovodih, ki delujejo pod nizkim tlakom.
Pri izdelavi teh elementov se posebna pozornost posveča trdnosti osnovnega materiala. Ta material se običajno ponaša z visoko odpornostjo proti zmrzovanju in UV-žarkom. Izolacijski premaz na teh elementih lahko prenese visoke temperature in je odporen na mehanske poškodbe ogrevalnega omrežja. Te komponente dopolnjuje toplotno zaščitno ohišje. Mehanizmi iz tkanine so na voljo v naslednjih vrstah: naprave za uporabo v agresivnih kemičnih okoljih; naprave za vgradnjo v visokotemperaturne cevovode; mehanizmi za delovanje v nizkotemperaturnih pogojih; in večplastne naprave z notranjo izolacijo. - Naprave z lečamiLečaste kompenzatorje za cevovode odlikuje učinkovito delovanje pri glajenju aksialnih ali kotnih premikov ogrevalnega omrežja, ki jih povzročajo temperaturni učinki. Ta mehanizem je sestavljen iz leč. Vsaka leča je pol-leča, privarjena okoli oboda iz žigosanega jekla. Zaradi svoje zasnove se te naprave raztezajo in krčijo, s čimer se gladi raztezanje. V primerjavi z napravami z mehom ima ta tip prednost. Lečasti kompenzatorji za ogrevalne ali vodovodne cevi bolje prenesejo visoke temperature in imajo večjo togost. Vendar pa v ogrevalnih cevovodih ne morejo delovati na zelo visoki ravni. Ta vrsta mehanizma se pogosto uporablja v industriji. Lečasti mehanizmi po GOST so naslednjih vrst: aksialni KLO; kotni mehanizem; pravokotni PGVU; okrogli PGVU. Lečasti kompenzatorji se nahajajo v kotlovnicah, majhnih odsekih polietilenskih cevi in drugih cevovodih, kjer ni potrebna visoka toplotna kompenzacija. Poleg tega se nahajajo na odzračevalnih vodih in v bližini črpalne opreme.
- Prirobnične možnostiTi kompenzatorji so, kot že ime pove, na glavni vod priključeni s prirobnicami. Glavna prednost teh naprav je njihova relativno enostavna namestitev. Vijaki se privijejo s pomočjo prosto vrtečih se prirobnic.
Vendar pa je pri uporabi teh mehanizmov pomembno vedeti, da jih ni mogoče popraviti. Če se zlomijo (ali se odlepijo), jih je treba zamenjati. Te naprave zahtevajo tudi redne preglede in privijanje vijakov. Barvanje teh vrst kompenzacijskih mehanizmov ni priporočljivo zaradi možnosti poškodb površine. - Radialne možnosti za toplotno kompenzacijo na cevovodihTe vrste dilatacijskih spojev za ogrevalna omrežja učinkovito delujejo na ogrevalnih in vodovodnih ceveh, položenih v cikcakastih, serpentinskih ali rahlo ukrivljenih kompenzacijskih odsekih. V večini primerov veljajo te vrste dilatacijskih spojev za ogrevalna omrežja za najprimernejše, saj zlahka sprejmejo čistilne naprave (kot so bati). Ta vrsta dilatacijskega spoja je ugodna, ker jo je mogoče namestiti na ogrevalne in vodovodne cevi katere koli konfiguracije. Vendar strokovnjaki priporočajo namestitev šele, ko naravne metode kompenzacije ne uspejo.
- v obliki črke ULahko so vodoravne, navpične ali nagnjene. Njihov glavni namen je kompenzacija toplotnega raztezanja in dušenje vibracij v cevovodnem sistemu.
Vgradnja kompenzacijskih sistemov je zelo zaželena na cevovodih ogrevalnih sistemov in sistemih za distribucijo tople vode v hišnih ogrevalnih omrežjih zasebne hiše.
Vgradnja dilatacijskih spojev je obvezna ne glede na material cevovoda;
- Mehne naprave – konstrukcija v obliki valovite, dvoslojne, tankostenske cevi, notranji del iz jeklene pločevine 12x18N10T, zunanji del pa iz podobnega razreda St.20. Ta kompozitna rešitev zagotavlja izdelku zadostno trdnost ob hkratnem ohranjanju določenih varnostnih lastnosti.
Ti vložki se skoraj popolnoma odzivajo na raztezanje ali krčenje cevi pod vplivom temperature, kar znatno zmanjša vibracije. Uporabljajo se lahko s prednapenjanjem za povečanje amplitude vibracij. Prednost teh mehanizmov je njihova sposobnost, da prenesejo povečane obremenitve, in njihova kompaktna velikost, kar znatno zmanjša količino potrebnih izkopnih del. - varovalke žleze – so kombinacija dveh cevi različnih premerov, ki sta med seboj povezani s tesnilno maso in tesnilnim tesnilom. Notranji del se lahko prosto giblje znotraj zunanjega dela, puščanja pa so omejena s tesnilom. Strukturno je to najpreprostejša vrsta ekspanzijskega spoja za ogrevalne sisteme, vendar svojo predvideno funkcijo opravlja precej zanesljivo.
Pri uporabi takšnih naprav je potrebno stalno spremljanje njihovega delovanja s periodičnim zategovanjem puše, ki se izvaja med preventivnimi pregledi. Zato je treba namestiti inšpekcijske vrtine., kot tudi prostori v ogrevalnem vodu za vzdrževanje; - kompenzatorji leč – so nameščeni na cevovodih za oskrbo s toplo vodo (zlasti) za kompenzacijo toplotnega linearnega raztezanja
Ti izdelki so izdelani iz polleč, brizganih iz jeklene pločevine in varjenih vzdolž prirobnice. Na voljo so v enojnih, dvojnih, trojnih in štirih lečah. Na cev so pritrjeni z varjenjem ali prirobnicami. Velikosti dilatacijskih spojev segajo od 100 do 2020 mm v premeru. Nameščajo se na fiksne dele ogrevalnih cevi. Na voljo so tako kotne kot ravne izvedbe. Za visokotemperaturne zračne kanale se uporabljajo tudi kvadratni in pravokotni kompenzatorji. - varnostne gumijaste konstrukcije – uporabljajo se kot vložki za dušenje vibracij v različnih cevovodih za dušenje vibracij črpalne opreme pri črpanju različnih medijev, pa tudi rahlo agresivnih raztopin pri temperaturah od -10OOd do +110 pri tlaku 1,0 – 1,6 MPa.
Poleg svoje primarne funkcije dušenja vibracij uspešno deluje pri toplotnih deformacijah ogrevalnih cevi, pa tudi v primeru radialnih premikov in kotnih deformacij.
Ta vrsta kompenzatorja je najpogostejša za uporabo v sistemih oskrbe z vodo, saj ima kljub svoji zanesljivosti in preprostosti najnižje stroške.
Zakaj so te naprave potrebne?
Dilatacijski spoji za ogrevalne cevi so ključne komponente. Vsi nimajo natančnega razumevanja obremenitev, pod katerimi deluje ogrevalna cev ali cevovod. Na njihovo delovanje nenehno vplivata temperatura in tlak.
Visoke obremenitve zaradi tlaka, vodnega udara in temperature povzročajo stiskanje in raztezanje materiala omrežja. Vsi ti dejavniki vodijo do deformacij in poškodb sistema. Če se vse to ne upošteva in se ne namestijo zaščitni elementi, bo sistem hitro odpovedal.
Najbolje je, da poseben mehanizem izberete že v fazi načrtovanja sistema, potem ko ste najprej izračunali morebitno preobremenitev ogrevalnega ali vodovodnega sistema. Nato se lahko namesti fleksibilna konstrukcija, ki lahko to kompenzira.
Za vse glavne vode je priporočljiva uporaba komponent za glajenje obremenitev. Pomembno je razumeti, da je nemoteno delovanje in zanesljivost ogrevalnih cevi, ne glede na to, ali so iz jekla ali plastike, neposredno odvisna od pravilne rešitve kompenzacije.
Kompenzacijski mehanizmi so prav tako izdelani iz različnih materialov. Zato je treba pri izbiri prave naprave za dano situacijo skrbno premisliti, saj je to edini način, da podaljšate življenjsko dobo ogrevalnega ali vodovodnega sistema in s tem prihranite pri dragih popravilih.
Dilatacijski spoji na polipropilenskih cevovodih
Kompozitni materiali in plastika se vse pogosteje uporabljajo v cevovodih. Čeprav je koeficient linearnega toplotnega raztezanja plastike bistveno nižji od koeficienta kovine, ni nič manj pomembno kompenziranje toplotnih deformacij. Vibracijske obremenitve so prav tako zelo nezaželene za cevovode iz takšnih materialov.
Varnostna naprava, Zankasta polipropilenska cevna zanka se zdi izjemno preprosta zasnova, kar omogoča enostavno namestitev v ogrevalno omrežje. Ti izdelki se pogosto uporabljajo za vse vrste cevovodov.
Uporaba takšnih varovalk odpravlja negativni vpliv vodnega udara in nenadnega dviga temperature (v ogrevalnem sistemu). Zato jih lahko štejemo za varnostne naprave, ki zagotavljajo celovitost ogrevalnega sistema ali sistema za oskrbo s toplo vodo.
Namen dilatacijskih spojev za ogrevanje
Naprave te vrste opravljajo specifične, a izjemno pomembne funkcije:
- Dušenje vibracij cevi, ki jih povzročajo črpalke po celotnem omrežju. Tudi če ta pojav ni otipno ali vizualno zaznaven, je vedno prisoten. Še posebej nevarno je, ko se frekvenca vibracij črpalke ujema z naravno frekvenco cevovoda. To lahko povzroči resonanco, ki lahko močno poveča amplitudo vibracij in hitro poškoduje cevovodni sistem.
- Kompenzacija linearnega toplotnega raztezanja v omrežjih, ki ga povzročajo spremembe temperature hladilne tekočine. Nastalo raztezanje ali krčenje cevi povzroča dodatno obremenitev varjenih ali vtičnicnih spojev, kar skrajša njihovo življenjsko dobo in lahko privede do njihove okvare.
Uporaba takšnih varovalk na ceveh ogrevalnega sistema znatno poveča njihovo življenjsko dobo in podaljša čas med popravili na ogrevalnih vodih.
Vgradnja dilatacijskih spojev je trenutno obvezen ukrep med gradnjo ogrevalnih omrežij.
Vgradnja dilatacijskih spojev na cevovode ogrevalnega sistema
Dilatacijski spoji, nameščeni v ogrevalnih in vodovodnih sistemih stanovanjskih stavb, morajo biti v skladu s projektno dokumentacijo. Pritrdijo se z varjenjem fitingov na cevovod.
Raztezni spoji se nameščajo, če v cevovodu ni tlaka ali črpanih produktov. Preveriti je treba poravnavo cevi s telesom razteznega spoja, da se med delovanjem izognemo radialnim obremenitvam na sistem. Takšne obremenitve lahko povzročijo zatikanje in okvaro gibljivih delov naprave.
Montaža teh konstrukcij na cevovode ogrevalnega sistema se mora začeti po pritrditvi odseka na fiksne nosilce in le na ravnih odsekih. Pri navpičnih odsekih se izogibajte postavljanju teže sistema na kompenzator.
Poleg fiksnih nosilcev je treba na cevovod namestiti tudi drsne nosilce, ki preprečijo njegovo deformacijo pod obremenitvijo zaradi toplotnega raztezanja.
Količina trenja na teh vozliščih se upošteva pri izračunu največje dolžine odseka dilatacijskega spoja med načrtovanjem. Če so nameščene naprave z mehom, v tem odseku ni mogoče uporabiti podpornih elementov.
Pri načrtovanju fiksnih podpor je treba upoštevati naslednje:
- Sila, ki jo ustvari kompenzator "ob potisku".
- Togost naprave.
- Sila trenja v drsnih nosilcih.
Kompenzatorji se ne servisirajo in jih je treba v primeru okvare zamenjati z novimi.
Proizvajalci
Trg teh izdelkov običajno zapolnjujejo domači proizvajalci. Njihove izdelke odlikuje sprejemljiva kakovost in zanesljivo delovanje. Armartek uspešno proizvaja gumijaste vibracijske vložke; njihovi lastniški izdelki so kompaktni in enostavni za namestitev.
Proizvodnja mehastih ekspanzijskih spojev se aktivno razvija, zastopata pa jih podjetji "Metalkomp" in "Kompenz" s precej spodobno kakovostjo.
Zaključek
Različne izvedbe kompenzatorjev ogrevanja znatno podaljšajo življenjsko dobo ogrevalnih sistemov kot celote, s čimer odpravijo dodatne obremenitve.
Stroške nakupa in namestitve več kot odtehta dolga življenjska doba ogrevalnega sistema. Srečno!
