4.1. Монтаж трубопроводов должен быть выполнен специализированны­ми монтажными организациями, при этом технология монтажа должна обе­спечивать высокую эксплуатационную надежность работы трубопроводов.

4.2. Детали, .элементы трубопроводов (компенсаторы, грязевики, изоли­рованные трубы, а также узлы трубопроводов и другие изделия) должны быть изготовлены централизованно (в заводских условиях, цехах, мастер­ских) в соответствии со стандартами, техническими условиями и проектной документацией.

4.3. У кладку трубопроводов в траншею, канал или на надземные конст­рукции следует производить по технологии, предусмотренной проектом производства работ и исключающей возникновение остаточных деформаций в трубопроводах, нарушение целостности противокоррозионного покрытия и тепловой изоляции путем применения соответствующих монтажных при­способлений, правильной расстановки одновременно работающих грузо­подъемных машин и механизмов.

Конструкция крепления монтажных приспособлений к трубам должна обеспечивать сохранность покрытия и изоляции трубопроводов.

4.4. Прокладку трубопроводов в пределах щитовой опоры необходимо выполнять с применением труб максимальной поставочной длины. При этом оварные поперечные швы трубопроводов должны быть, как правило, расположены симметрично относительно щитовой опоры.

4.5. Укладку труб диаметром свыше 100 мм с продольным или спираль­ным швом следует производить со смещением этих швов не менее чем на 100 мм. При укладке труб диаметром менее 100 мм смещение швов долж­но быть не менее трехкратной толщины стенки трубы.

Продольные швы должны находиться в пределах верхней половины ок­ружности укладываемых труб.

Крутоизогнутые и штампованные отводы трубопроводов разре­ша­ет­ся сваривать между собой без прямого участка.

Приварка патрубков и отводов в сварные стыки и гнутые элементы не допускается.

4.6. При монтаже трубопроводов подвижные опоры и подвески должны быть смещены относительно проектного положения на расстояние, указан­ное в рабочих чертежах, в сторону, обратную перемещению трубопровода в рабочем состоянии.

При отсутствии данных в рабочих чертежах подвижные опоры и подвес­ки горизонтальных трубопроводов должны быть смещены с учетом по­правки на температуру наружного воздуха при монтаже на следующие вели­чины:

скользящие опоры и элементы крепления подвесок к трубе - на полови­ну теплового удлинения трубопровода в месте крепления;

катки катковых опор - на четверть теплового удлинения.

4.7. Пружинные подвески при монтаже трубопроводов необходимо за­тягивать в соответствии с рабочими чертежами.

Во время выполнения гидравлических испытаний паропроводов диамет­ром 400 мм и более следует устанавливать в пружинных подвесках разгру­жающее устройство.

4.8. Трубопроводную арматуру надлежит монтировать в закрытом со­стоянии. Фланцевые и приварные соединения арматуры должны быть выполнены без натяга трубопроводов.

Отклонение от перпендикулярности плоскости фланца, приваренного к трубе, по отношению к оси трубы не должно превышать 1 % наружного диаметра фланца, но быть не более 2 мм по верху фланца.

4.9. Сильфонные (волнистые) и сальниковые компенсаторы следует монтировать в собранном виде.

При подземной прокладке тепловых сетей установка компенсаторов в проектное положение допускается только после выполнения предваритель­ных испытаний трубопроводов на прочность и герметичность, обратной за­сыпки трубопроводов бесканальной прокладки, каналов, камер и щитовых опор.

4.10. Осевые сильфонные и сальниковые компенсаторы следует уста­навливать на трубопроводы без перелома осей компенсаторов и осей тру­бопроводов.

Допускаемые отклонения от проектного положения присоединительных патрубков компенсаторов при их установке и сварке должны быть не более указанных в технических условиях на изготовление и поставку компенса­торов.

4.11. При монтаже сильфонных компенсаторов не разрешаются их скру­чивание относительно продольной оси и провисание под действием собст­венного веса и веса примыкающих трубопроводов. Строповку компенсато­ров следует производить только за патрубки.

4.12. Монтажная длина сильфонных и сальниковых компенсаторов должна быть принята по рабочим чертежам с учетом поправки на темпе­ратуру наружного воздуха при монтаже.

Растяжку компенсаторов до монтажной длины следует производить с помощью приспособлений, предусмотренных конструкцией компенсаторов, или натяжными монтажными устройствами.

4.13. Растяжку П-образного компенсатора, следует выполнять после окончания монтажа трубопровода, контроля качества сварных стыков (кроме замыкающих стыков, используемых для натяжения) и закрепления конструкций неподвижных опор.

Растяжка компенсатора должна быть произведена на величину, указанную в рабочих чертежах, с учетом поправки на температуру наружного воз­духа при сварке замыкающих стыков.

Растяжку компенсатора необходимо выполнять одновременно с двух сторон на стыках, расположенных на расстоянии не менее 20 и не бо­лее 40 диаметров трубопровода от оси симметрии компенсатора, с помощью стяжных устройств, если другие требования не обоснованы про­ектом.

На участке трубопровода между стыками, используемыми для растяжки компенсатора, не следует производить предварительное смещение опор и подвесок по сравнению с проектом (рабочим проектом).

4.14. Непосредственно перед сборкой и сваркой труб необходимо произ­вести визуальный осмотр каждого участка на отсутствие в трубопроводе посторонних предметов и мусора.

4.15. Отклонение уклона трубопроводов от проектного допускается на величину ± 0,0005. При этом фактический уклон должен быть не менее минимально допустимого по СНиП II-Г.10-73* (II-36-73*) .

Подвижные опоры трубопроводов должны прилегать к опорным поверх­ностям конструкций без зазора и перекоса.

4.16. При выполнении монтажных работ подлежат приемке с составле­нием актов освидетельствования по форме, приведенной в СНиП 3.01.01-85, следующие виды скрытых работ: подготовка поверхности труб и сварных стыков под противокоррозионное покрытие; выполнение противокорро­зионного покрытия труб и сварных стыков.

О проведении растяжки компенсаторов следует составить акт по форме, приведенной в обязательном приложении 1.

4.17. Защита тепловых сетей от электрохимической коррозии должна быть выполнена в соответствии с Инструкцией по защите тепловых сетей от электрохимической коррозии, утвержденной Минэнерго СССР и Минжилкомхозом РСФСР и согласованной с Госстроем СССР.

Компенсаторы тепловых сетей. В данной статье речь пойдет о выборе и расчете компенсаторов тепловых сетей.

Для чего же нужны компенсаторы. Начнем с того, что при нагревании любой материал расширяется, а, значит трубопроводы тепловых сетей, удлиняются при повышении температуры теплоносителя проходящего в них. Для безаварийной работы тепловой сети используются компенсаторы, которые компенсируют удлинение трубопроводов при их сжатии и растяжении, во избежание защемления трубопроводов и их последующей разгерметизации.

Стоит отметить, что для возможности расширения и сжатия трубопроводов проектируются не только компенсаторы, но и система опор, которые, в свою очередь, могут быть как "скользящими" так и "мертвыми". Как правило,в России регулирование тепловой нагрузки качественное - то есть, при изменении температуры окружающей среды, температура на выходе из источника теплоснабжения изменяется. За счет качественного регулирования подачи тепла - количество циклов расширения- сжатия трубопроводов увеличивается. Ресурс трубопроводов снижается, опасность защемления - возрастает. Количественное регулирование нагрузки заключается в следующем - температура на выходе из источника теплоснабжения постоянна. При необходимости изменения тепловой нагрузки - изменяется расход теплоносителя. В этом случае, металл трубопроводов тепловой сети работает в более легких условиях, циклов расширения- сжатия минимальное количество, тем самым увеличивается ресурс трубопроводов тепловой сети. Следовательно, прежде чем выбирать компенсаторы, их характеристики и количество нужно определиться с величиной расширения трубопровода.

Формула 1:

δL=L1*a*(T2-T1)где

δL - величина удлинения трубопровода,

мL1 - длина прямого участка трубопровода (расстояние между неподвижными опорами),

мa - коэффициент линейного расширения (для железа равен 0,000012), м/град.

Т1 - максимальная температура трубопровода (принимается максимальная температура теплоносителя),

Т2 - минимальная температура трубопровода (можно принять минимальная температура окружающей среды), °С

Для примера рассмотрим решение элементарной задачи по определению величины удлинения трубопровода.

Задача 1. Определить на сколько увеличится длина прямого участка трубопровода длиной 150 метров, при условии что температура теплоносителя 150 °С, а температура окружающей среды в отопительный период -40 °С.

δL=L1*a*(T2-T1)=150*0,000012*(150-(-40))=150*0,000012*190=150*0,00228=0,342 метра

Ответ: на 0,342 метра увеличится длина трубопровода.

После определения величины удлинения, следует четко понимать когда нужен а когда не нужен компенсатор. Для однозначного ответа на данный вопрос нужно иметь четкую схему трубопровода, с ее линейными размерами и нанесенными на нее опорами. Следует четко понимать, изменение направления трубопровода способно компенсировать удлинения, другими словами поворот с габаритными размерами не менее размеров компенсатора, при правильной расстановке опор, способен компенсировать тоже удлинение,что и компенсатор.

И так, после того, как мы определии величину удлинения трубопровода можно переходить к подбору компенсаторов, необходимо знать, что каждый компенсатор имеет основную характеристику - это величину компенсации. Фактически выбор количества компенсаторов сводится к выбору типа и конструктивных особенностей компенсаторов.Для выбора типа компенсатора необходимо определить диаметр трубы тепловой сети исходя из пропускной способности труби необходимой мощности потребителя тепла.

Таблица 1. Соотношение П- образных компенсаторов изготовленных из отводов.

Таблица 2. Выбор количества П- образных компенсаторов из расчета их компенсирующей способности.

Задача 2 Определение количества и размеры компенсаторов.

Для трубопровода диаметром Ду 100 с длиной прямого участка 150 метров, при условии, что температура носителя 150 °С, а температура окружающей среды в отопительный период -40 °С определить количество компенсаторов.бL=0,342 м (см. Задача 1).По Таблице 1 и Таблице 2 определяемся с размерами п образных компенсаторов (с размерами 2х2 м может компенсировать 0,134 метра удлинения трубопровода) , нам нужно компенсировать 0,342 метра, следовательно Nкомп=бL/∂х=0,342/0,134=2,55 , округляем до ближайшего целого числа в сторону увеличения и того - требуется 3 компенсатора размерами 2х4 метра.

В настоящее время все большее распространение получают линзовые компенсаторы, они значительно компактнее п - образных, однако, ряд ограничений не всегда позволяет их использование. Ресурс п- образного компенсатора значительно выше чем линзового, из-за плохого качество теплоносителя. Нижняя часть линзового компенсатора как правило "забивается" шламом, что способствует развитию стояночной коррозии металла компенсатора.

Величина смещения (компенсирующая способность) компенсаторов, как правило, выражается комбинацией положительных и отрицательных числовых значений (±). Отрицательное (-) значение обозначает допустимое сжатие компенсатора, положительное (+) — его допустимое растяжение. Сумма абсолютных величин таких значений представляет собой полное смещение компенсатора. В большинстве случаев, компенсаторы работают на сжатие, компенсируя температурное расширение трубопроводов, реже (охлажденные среды и криогенные продукты) — на растяжение.

Предварительная растяжка при монтаже нужна для рационального использования полного смещения компенсатора в зависимости от характера работы трубопровода, условий монтажа и предотвращения возникновения стрессовых условий.

Пиковые значения расширения трубопровода зависят от минимальной и максимальной температур его эксплуатации. Например, минимальная температура работы трубопровода Tmin = 0°С и максимальная Т тах = 100°С. Т.е. разница температур At = 100°C. При длине трубопровода L равной 90 м, максимальное значение его удлинения трубопровода AL составит 100 мм. Представим, что для установки на таком трубопроводе используются компенсаторы со смещением ±50 мм, т.е. с полным смещением 100 мм. Также, представим, что температура окружающей среды на этапе их монтажа Т у равна 20°С. Характер работы компенсатора при таких условиях будет такой:

• при 0°С — компенсатор будет растянут на 50 мм
• при 100°С — компенсатор будет сжат на 50 мм
• при 50°С — компенсатор будет находится в свободном состоянии
• при 20°С — компенсатор будет растянут на 30 мм

Следовательно, предварительная растяжка на величину 30 мм при монтаже (Т у = 20°С) обеспечит эффективную его работу. Когда температура поднимется от 20°С до 50°С при вводе в эксплуатацию трубопровода, компенсатор вернется в свободное (ненапряженное) состояние. При повышении температуры трубопровода от 50°С до 100°С, смещение компенсатора относительно свободного состояние в сторону сжатия составит расчетные 50 мм.

Определение значения предварительного растяжения

Примем длину трубопровода равную 33 метрам, максимальную/минимальную рабочую температуру +150°С /-20°С соответственно. При такой разнице температур, коэффициент линейного расширения а составит 0,012 мм/м*°С.

Максимальное удлинение трубопровода может быть рассчитано следующим образом:

ΔL = αxLx Δt = 0,012 х 33 х 170 = 67 мм

Значение предварительного растяжения PS определяется по формуле:

PS = (ΔL/2) — ΔL (Ty-Tmin): (Tmax-Tmin)

Таким образом, в процессе монтажа компенсатора, его необходимо установить с предварительным растяжением PS равным 18 мм.

На рис. 1 показано расстояние необходимое для монтажа компенсатора в линию трубопровода, определяемое как сумма значений длины компенсатора lq в свободном состоянии и предварительного растяжения PS.

На рис. 2 показано, что при монтаже, с одной стороны компенсатор фиксируется фланцем или приваривается.

1.1. Изделия допускается применять в районах строительства с расчетной наружной температурой для проектирования систем отопления не ниже минус 40°С. Сейсмичность районов строительствам не более девяти баллов по шкале Рихтера.

1.2. Изделия допускается применять при содержании хлоридов в сетевой воде не более 250 мг/кг.

1.3. Изделия должны устанавливаться на прямолинейных участках трубопроводов, ограниченных неподвижными опорами. Между неподвижными опорами допускается размещать только одно изделие.

Допускается отклонение от прямолинейности в плане и профиле с обязательной установкой направляющих опор в тех же местах не менее двух перед каждым компенсирующим устройством.

1.4. Способ присоединения к трубопроводу - сварка.

1.5. При любых способах прокладки трубопроводов, кроме подземного бесканального, установку компенсирующих устройств следует предусматривать, как правило, у одной из неподвижных опор.

1.6. На бесканальных подземных тепловых сетях размещение изделия должно осуществляться в середине участка трубопровода, ограниченного неподвижными опорами.

1.7. До и после компенсирующего устройства необходимо устанавливать направляющие опоры, исключающие перемещение трубопроводов в радиальном направлении.

При бесканальной прокладке трубопровода установка направляющих опор не требуется.

Примеры схем размещения сильфонного компенсирующего устройства, направляющих и неподвижных опор приведены на рисунке:

6.8. На участках трубопроводов с сильфонными компенсирующими устройствами не допускается применение подвесных опор.

6.9. При выборе неподвижных опор должны учитываться следующие факторы:

Распорное усилие компенсатора;

Усилие жесткости компенсатора;

Трение в направляющих и скользящих опорах;

Величина центробежной силы, возникающей при перегибе трубопровода.

Расчет нагрузок на концевые и промежуточные неподвижные опоры при различных способах установки сильфонных компенсирующих устройств выполняется на этапе проектирования тепловой сети и приводится в специальной литературе.

6.10. Максимальное расстояние между неподвижными опорами трубопровода определяется по формуле:

где 0,9- коэффициент запаса, учитывающий неточности расчета и погреш-

ности монтажа;

Компенсирующая способность компенсатора, мм

a - средний коэффициент линейного расширения трубной стали при на

греве от 0°С до t°С, мм/м°С;

t - расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе, °С;

t РО -расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем

отопления, принимаемая равной средней температуре воздуха наибо-

лее холодной пятидневки по главе СНиП «Строительная климатология

и геофизика», °С.

1.8. Изделия не требуют обслуживания в процессе эксплуатации и относятся к классу неремонтируемых изделий, для них не требуется сооружения специальных камер, а при наземной прокладке - площадок для обслуживания.

Указания по монтажу.

2.1. Монтаж изделий производится в соответствии с проектом трубопровода, выполненным проектной организацией.

2.2. Перед монтажом изделия должны быть проверены на соответствие их технических характеристик проекту тепловой сети, а также на отсутствие механических повреждений.

2.3. При перемещении компенсирующих устройств в период монтажа должны быть приняты меры, предохраняющие изделие от толчков, ударов и исключающие загрязнение или затопление грунтовыми водами его внутренней полости.

2.4. При выполнении сварочных работе торцы изоляции компенсирующего устройства следует защищать жестяными разъемными экранами толщиной 0,8…1 мм для предупреждения ее возгорания.

Монтаж изделий разрешается производить при температуре воздуха не ниже минус 30°С.

2.5. Перед приваркой изделия к трубопроводу проверяются отклонения соединений изделия с трубопроводом, которые не должны превышать следующих значений: допуск соосности патрубков - 2 мм;

допуск параллельности торцов присоединительных патрубков и присоединяемых труб - 3 мм.

Максимальный сварочный зазор между патрубком и трубопроводом - 2 мм.

2.6. Изделие следует устанавливать на теплопроводах так, чтобы направление стрелки (при ее наличии) на корпусе компенсирующего устройства совпадало с направлением движения теплоносителя.

2.7. Изделия монтируются на трубопроводе с предварительной растяжкой.

Длина компенсатора при монтаже Lмонт., мм определяется по формуле:

L строит. - строительная длина компенсатора в состоянии поставки, мм;

Компенсирующая способность компенсатора, мм;

A - коэффициент линейного расширения трубной стали, приме-

няемый 0,012 мм/м °С;

t наим . - наименьшая температура воздуха при эксплуатации, °С;

L - длина участка компенсатора между неподвижными опорами,

на котором монтируется компенсатор, м.

Установку монтажной длины компенсирующего устройства производит монтажная организация.

Участки трубопровода до и после компенсирующего устройства должны быть смонтированы и закреплены в неподвижных опорах таким образом, чтобы расстояние между концами труб в месте установки изделия соответствовало монтажной длине L монт. при температуре окружающего воздуха момента закрепления трубопровода во второй неподвижной опоре; температура окружающего воздуха и расстояние между концами закрепленных труб должны быть зафиксированы актом;

Компенсирующее устройство приваривается к одному из участков трубопровода;

На свободный присоединительный патрубок изделия и свободный конец трубопровода устанавливается универсальное монтажное приспособление, с помощью которого компенсатор изделия растягивают до стыка с трубопроводом, и стык заваривают;

С изделия снимают монтажное приспособление.

При растяжении компенсатора необходимо обеспечить одинаковые перемещения присоединительных патрубков относительно торцов изделия.

При невозможности установки изделия в середине прямолинейного участка теплопровода между неподвижными опорами допускается его установка в любом месте прямолинейного участка теплопровода. Для этого при растяжении компенсатора необходимо обеспечить перемещения присоединительных патрубков относительно торцов компенсирующего устройства обратно пропорциональными длинами участков теплопровода между изделием и неподвижными опорами.

2.9. Соединение проводников-индикаторов изделия с общей сигнальной системой необходимо производить после окончания сварочных работ перед изоляцией стыков присоединительных патрубков с теплопроводом. Проводники-индикаторы нигде не должны касаться металла труб.