Компенсаторы трубопроводов, опоры
Длина трубопровода, свободно лежащего на опорах, меняется с изменением температуры стенки трубы в зависимости от температуры перекачиваемой жидкости и окружающей среды. Если концы трубопровода жестко закреплены, то от температурных воздействий в нем возникнут термические напряжения растяжения или сжатия. Возникшие в трубе термические напряжения вызывают в точках закрепления трубопровода усилия, направленные вдоль оси трубопровода и не зависящие от длины.
Термические напряжения могут достигать больших значений и приводить к разрушению трубопроводов, опор и арматуры. Поэтому предусматривается компенсация термических напряжений путем применения специальных устройств — компенсаторов. По конструкции они делятся на линзовые, сальниковые и гнутые (П; Z и лирообразные).
Компенсатор трубопровода – специальное устройство в составе трубопровода, которое позволяет компенсировать движения трубопровода при прохождении различных сред внутри труб, а также изменение длины трубопровода при нагреве или охлаждении. Компенсатор компенсирует тепловое расширение вследствие нагрева рабочей средой стенок трубопровода, гасит вибрации возникающие при работе насосного оборудования, позволяет сохранить работоспособность трубопровода при прооседании фундаментов опор. Установка компенсаторов по длине трубопровода продлевает его срок службы.
Компенсаторы круглого, квадратного и прямоугольного сечений на нашем производстве изготавливаются из различных типов стали. Это одно-, двух-, трёх- и четырёхлинзовые компенсаторы. Линзовые компенсаторы применяются в коксохимической, химической и газовой отраслях промышленности. Основное назначение — компенсация температурного удлинения корпусов теплообменного и газотурбинного оборудования, газоходов, воздуховодов и систем вентиляции. Крепления линзового компенсатора осуществляется путем жесткой фиксации компенсатора к трубопроводу круглого или иного сечения с последующим свариванием конца трубопровода с элементами компенсатора. Возможен также способ крепления компенсатора путем приварки самой линзы к элементам трубопроводной арматуры. Такой вид крепления обеспечивает надежное герметичное соединение трубопровода и компенсатора. Кроме того может использоваться фланцевое крепление компенсатора к ответному фланцу трубопровода. Фланцевое крепление позволяет обеспечить разъемное соединение компенсатора и трубопровода и быструю их замену, но требует контроля состояния уплотнителя.
При прокладке трубопровод устанавливается на опоры
Опоры в зависимости от их назначения делят на подвижные и неподвижные («мертвые»). Подвижные опоры могут быть скользящие и направляющие. Скользящие опоры (катковые, роликовые, подвесные и др.) должны обеспечивать свободное перемещение трубопровода при изменении температуры. Направляющие опоры должны обеспечивать перемещение трубопровода только в осевом направлении. Неподвижные опоры должны обеспечивать жесткое неподвижное закрепление трубопровода. Неподвижные опоры по месту установки делят на концевые, на перегибе трубопровода и промежуточные. Конструкции неподвижных опор следует принимать по нормалям машиностроения, а также по ГОСТ.
Опоры трубопровода являются обязательным элементом любого трубопровода. Подвижные опоры необходимы для того, чтобы напряжения, возникающие в металле в результате температурных деформаций трубопровода, не превышали допустимых пределов и не смогли привести к преждевременному разрушению магистрали трубопровода. От опор во многом зависит надежность и долговечность работы трубопровода. Для этого необходимо выбирать надежные опорные элементы трубопроводов, изготовленные из качественной стали, прошедшей контроль и сертификацию.
Подвижные опоры трубопровода подразделяются на скользящие и катковые. Основные нагрузки на опоры — это вес теплопроводов и их изоляционных оболочек трубопроводов. Подвижные опоры обеспечивают перемещения труб, происходящих вследствие изменения их длины при изменениях температуры теплоносителя. Для трубопроводов большого диаметра труб от 200 мм и больше на опорах применяют катки, ролики, шарики для уменьшения сил трения.
Неподвижные опоры трубопровода устанавливаются путем жесткого, неподвижного соединения с трубопроводом и служат для передачи веса трубопровода на опорную стойку. Компенсации изменения длины трубопроводов от температурных деформаций и внутреннего давления осуществляется за счет установки компенсатора. Устанавливают неподвижные опоры таким образом, чтобы между каждыми двумя компенсаторами была одна неподвижная опора, а между двумя неподвижными опорами находился один компенсатор.
Расстояние между опорами трубопровода рассчитывается в зависимости от характеристик компенсаторов, устанавливаемых между ними. Компенсаторы принимают на себя нагрузки направленные вдоль оси трубопровода, вызванные удлинением элементов под действием температурных перепадов. Опоры же воспринимают нагрузки от веса трубопровода и изоляции.