Техническими требованиями на разработку волнистых компенсаторов сильфонного типа предусматривалась организация производства осевых компенсаторов разгруженного и неразгруженного типов с компенсирующей способностью от 50 до 200 мм для трубопроводов диаметром 50-200 мм и от 100 до 400 мм для трубопроводов диаметров 250-1400 мм, а также компенсаторов шарнирного и углового типов. Настоящие временные указания распространяются только на серийно выпускаемые осевые неразгруженные компенсаторы с компенсирующей способностью до 100 (+-50) мм .

1.1. Временные указания распространяются на проектирование и строительство водяных тепловых сетей диаметром 50-500 и 1000 мм с параметрами Ру<=25 кгс/см2, t<=2000С, в которых для компенсации тепловых удлинений трубопроводов используется осевые неразгруженные сильфонные (волнистые) компенсаторы с компенсирующей способностью до +-50мм.

1.2. Временные указания разработаны применительно к конструкциям компенсаторов, выпускаем предприятием п/я Р-6687 по техническим условиям ТУ 3-120-81 ”Компенсаторы волнистые осевые неразгруженные” диаметром 50-200 мм (рис. 1 и 2), и предприятием п/я М-5957 по ТУ 5.551-19702-82 ”Компенсаторы сильфонные для теплосетей горячей воды” диаметром 250-500 и 1000 мм (рис. 3 и 4).

Компенсатор односекционный по ТУ 3-120-81

Kompensator odnosektsionnyy po TU 3-120-81

Компенсатор двухсекционный по ТУ 3-120-81

 Kompensator dvukhsektsionnyy po TU 3-120-81

Компенсатор односекционный по ТУ 5.551-19702-82

Kompensator odnosektsionnyy po TU 5.551-19702-82

Компенсатор двухсекционный по ТУ 5.551-10702-82

 Kompensator dvukhsektsionnyy po TU 5.551-10702-82

1.4. Осевые неразгруженные сильфонные (волнистые) компенсаторы допускается применять на прямолинейных участках трубопроводов водяных тепловых сетей при любых способах прокладки, а также на трубопроводах насосных, водонагревательных установок, тепловых пунктов потребителей и других сооружений тепловых сетей.

1.5. Компенсаторы по ТУ 3-120-81 допускается применять в районах строительства в расчетной наружной температурой для проектирования систем отопления не ниже минус 400С, а по ТУ 5.551-179702-82 – не ниже минус 300С. Сейсмичность районов строительства – до 9 баллов включительно.

1.6. Сильфонные (волнистые) компенсаторы допускается применять при содержании хлоридов в сетевой воде не более 300 мг/кг.

1.7. При проектировании и строительстве тепловых сетей с применение осевых неразгруженных сильфонных (волнистых) компенсаторов, кроме требованный данных указаний должны соблюдаться требования глав СНиП по проектированию тепловых сетей, по производству и приемке работ наружных тепловых сетей и сооружений водоснабжения, канализации и теплоснабжения, по технике безопасности в строительстве, а также правил пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых работ на объектах, правил безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды и других нормативных материалов.

Указания по проектированию

2.1. Для обобщения опыта эксплуатации сильфонные (волнистые) компенсаторы при подземной прокладке тепловых сетей в непроходных каналах и бесканально следует устанавливать в камерах. При надземной прокладке сооружение специальных павильонов или устройство защитных козырьков и навесов не требуется.

2.2. Установку компенсаторов следует предусматривать на прямолинейных участках трубопроводов, как правило, у неподвижных опор. Между двумя неподвижными опорами должен устанавливаться только один компенсатор.

2.3. До и после компенсаторов должны предусматриваться направляющие опоры, устанавливаемые таким образом, чтобы расстояние от торца патрубка компенсатора до опоры было не более 2Dy. В качестве одной из направляющих опор рекомендуется использовать неподвижную опору.

При установке между неподвижной опорой и компенсатором запорной арматуры, имеющие опорное устройство, расстояние от торца патрубка компенсатора допускается принимать от патрубка (фланца) запорной арматуры.

Расстояние от направляющей опоры до ближайшей подвижной опоры должно быть не более 2/3 от расчетного пролета между подвижными опорами. Примеры схем размещения сильфонных (волнистых) компенсаторов, направляющих и неподвижных опор на двухтрубных тепловых сетях приведены ниже (приложение 3). (а – при размещении компенсаторов на подающем и обратном трубопроводах без смещения относительно друг друга; б – при размещении компенсаторов на подающем и обратном трубопроводах вразбежку)

 Primery skhem razmeshcheniya sil'fonnykh kompensatorov

2.4. Максимальное расстояние между неподвижными опорами труб LМАХ, м, определяется по формуле:

LМАХ = (0,9*?) / ((а*(t – tР.О.))                               (1)

0,9 – коэффициент запаса, учитывающий неточности расчета и погрешности монтажа;

? – компенсирующая способность компенсатора, мм, принимается по приложениям 1 и 2;

а – средний коэффициент линейного расширения трубной стали при нагреве от 0 до t0C, мм/м0С;

t – расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе, 0С;

tР.О. – расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления, принимаемая равной средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки по главе СНиП ”Строительная климатология и геофизика”, 0С.

2.5. Установочная длина компенсатора LУСТ., мм, при проектировании камер и узлов трубопроводов определяется по формуле:

LУСТ. = LСТР. + (?/2)                     (2)

Длина компенсатора при монтаже LМОНТ., мм, в зависимости от температуры окружающего воздуха при монтаже tМ, 0С определяется по формуле:

LМОНТ. = LУСТ. – аМ * (tМ – tР.О.) *L                           (3)

LУСТ. – строительная длина компенсатора при его поставке в свободном состоянии, мм, принимаемая по приложениям 1 и 2;

аМ – коэффициент линейного расширения трубной стали при монтаже, принимаемый равным 0,012 мм/м0С;

L – расстояние между неподвижными опорами расчетного участка, м.

На рабочих чертежах узлов трубопроводов с сильфонными (волнистыми) компенсаторами следует приводить таблицу монтажных длин компенсаторов LМОНТ. в зависимости от температуры монтажа tМ через 50С.

2.6. Расстояние в смету от ограждающих (строительных) конструкций тоннелей, коллекторов и камер до теплоизоляционных конструкций компенсаторов, а также между теплоизоляционными конструкциями смежных компенсаторов должен быть не менее:

  • для компенсаторов Ду50-500 мм – 100мм;
  • для компенсаторов Ду1000 мм – 150мм.

При невозможности соблюдения указанных расстояний компенсаторы следует устанавливать вразбежку со смещением в плане не менее 100 мм относительно друг друга.

2.7. При размещение компенсаторов в камерах должны предусматриваться боковые проходы для обслуживания арматуры и компенсаторов размером (в свету):

  • Ду50-500 мм не менее 600мм;
  • Ду1000 мм не менее 700мм.

Кроме того, должна предусматриваться возможность перехода сверху или снизу трубопроводов размером в свету не менее 700 мм.

2.8. Сильфонные компенсаторы должны быть изолированы. Тепловая изоляция должна быть съемной.

2.9. В качестве подвижных или неподвижных опор должны приниматься обычные опоры, используемые при проектировании тепловых сетей с другими компенсирующими устройствами.

2.10. Направляющие опоры должны обеспечивать свободное осевое перемещение трубопровода и исключать смещение трубопровода в других плоскостях. Допускается применение в качестве направляющих опор хомутовые опоры с двумя хомутами, расположенными друг от друга на расстояние не менее 100 мм для труб Ду<=500 мм и не менее 200 мм – доля труб Ду 1000 мм.

2.1. При определении нормативной горизонтальной осевой нагрузки на неподвижные опоры должны учитываться:

а) распорное усилие компенсатора от внутреннего давления Рр, кгс, определяемое по формуле:

РР = РРАБ, *FЭФ.                               (4)

РРАБ, — рабочее давление теплоносителя, кгс/см2;

FЭФ, — эффективная площадь поперечного сечения компенсатора, см2, принимаемая по приложениям 1 и 2.

Эффективная площадь поперечного сечения компенсатора может определяться по формуле:

FЭФ. = (?/16)*(DН.В. + DВН.В.)2                (5)

DН.В. ,DВН.В. – соответственно наружный и внутренний диаметры гибкого элемента компенсатора.

б) Жесткость компенсатора РЖ, кгс, определяется по формуле:

РЖ = СО * (?/2)                              (6)

СО – жесткость компенсатора при его сжатии на 1 мм, кгс/мм;
? – компенсирующая способность компенсатора, мм.

Значение величин СО и ? принимаются по приложениям 1 и 2.

в) Сила трения в подвижных опорах РТР , кгс, определяется по формуле:

РТР = f*q*L                       (7)

f – коэффициент трения в подвижных опорах труб;

q – вес 1 м трубопровода в рабочем состоянии (с водой и изоляцией), кгс;

L – расстояние между неподвижными опорами, м.

г) Сила трения трубопровода о грунт или сила трения возникающая при перемещении трубы внутри теплоизоляционной оболочки при бесканальной прокладке РТР, кгс/м, определяется по формуле:

РТР = p*L                           (8)

p – сила трения на единицу длины трубопровода, кгс/м, принимаемая меньшей из двух значений, определяемых по формулам:

  • при перемещении трубы внутри теплоизоляционной конструкции (для бесканальных прокладок с изоляцией из битумоперлита, битумокерамзита и битумовермикулита):

р = fТР*?*DН*qСРГР                        (9)

  • при перемещении трубы в грунте вместе с изоляцией:

р = 0,35*fГ.П.*?*DИ*qСРГР                           (10)

DН – наружный диаметр трубы, м

DИ – наружный диаметр теплоизоляционной конструкции, м

fТР – коэффициент трения трубы по тепловой изоляции, принимаемый равным для битумоперлита и битумовермикулита 0,7-0,85, а для битумокерамзита 0,9-1,0

fГ.П. – коэффициент трения гидроизоляционного покрытия о грунт, принимаемый равным 0,6

0,35 – поправочный коэффициент ЛИСИ

qСРГР – среднее нормативное давление на трубопровод от веса грунта, кгс/м2, определяемое по формуле:

qСРГР = (qВГР + qГГР)/2                               (11)

qВГР, qГГР – соответственно нормативное вертикальное и горизонтальное давление на трубопровод от веса грунта, кгс/м2, которое приближенно могут быть определены по формулам:

qВГР = yГР * hO                  (12)

qГГР = yГР * hO * tg2 (450 – (YН/2))                        (13)

yГР – объемный вес грунта, кгс/м3

hO – расстояние от поверхности земли до оси трубы, м

YН – нормативный угол внутреннего трения грунта в градусах.

Для трубопроводов с изоляцией из битумокерамзита при определении величины Р в формулу (10) вводится коэффициент  1,1.

д) При установке на смежных участках тепловой сети сильфонных (волнистых) и сальниковых компенсаторов возникает необходимость в расчетах усилий на неподвижные опоры учитывать силы трения в сальниках сальниковых компенсаторов РТРС, кгс, неуравновешенные силы внутреннего давления РВ.Д., кгс, а также распорные усилия, возникающие от сильфонных (волнистых) компенсаторов при их сочетании с сальниковыми компенсаторами РР.В., кгс, определяемые по формулам:

РТРС = 2*РРАБ*4*LЗ *f1*?                           (14)

РВ.Д. = РРАБ*((?*D2)/4)                              (15)

РР.В. = РР – РРАБ* ((?*D2)/4)                   (16)

L3 – длина набивки по оси сальникового компенсатора, см

D – ннаружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, см

f1 – коэффициент трения набивки о металл, принимаемый равным 0,15.

Значение величин L3 и D принимается по типовым чертежам серии 4.903-10, выпуск 7 ”Компенсаторы трубопроводов сальниковые”.

2.12. Суммарные горизонтальные осевые и боковые нагрузки на неподвижные опоры РГО и РГБ, кгс, должны приниматься с соответствии с приложением 8 к СНиП ”Тепловые сети”. При этом нагрузка на промежуточную неподвижную опору от участков трубопроводов, расположенных по обе стороны опоры, определяются по формулам:

а) при DУ1 > DУ2

  • от распорных усилий компенсаторов

РР = РР1 – РР2                  (17)

  • от жесткости компенсаторов

РЖ = 1,3*РЖ1 – 0,7*РЖ2                             (18)

  • от сил трения при L1>L2

РТР = РТР1 – 0,7*РТР2                   (19)

б) при DУ1 = DУ2

  • от распорных усилий компенсаторов

РР = 0                  (20)

  • от жесткости компенсаторов

РЖ = 0,6*РЖ1                   (21)

  • от сил трения при L1=L2

РТР = 0,3*РТР1                 (22)

В формулах (18) и (21) учтено допускаемое техническими условиями на компенсаторы предельное отклонение величин жесткости компенсаторов, приведенных в приложениях 1 и 2 на +-30%.

При наличии на расчетных участках трубопроводов углов поворотов или Z-образных участков в суммарных нагрузках на неподвижные опоры должны учитываться силы упругой деформации от этих участков РХ, РУ, кгс, определяемые расчетом труб на самокомпенсацию.

Расчетные формулы для определения суммарных горизонтальных нагрузок на концевые и промежуточные неподвижные опоры для различных расчетных участков трубопроводов приведены в приложении 4.

2.13. При определении расчетных горизонтальных нагрузок на неподвижные опоры должны учитываться коэффициенты перегрузки, принимаемые равными:

  • на распорное усилие от внутреннего давления = 1,2
  • на силы трения в подвижных опорах и при бесканальной прокладке = 1,1
  • на давлении от веса грунта = 1,2.

Указания по монтажу

3.1. Хранение и транспортирование компенсаторов к месту монтажа должно производиться в упакованном виде и исключать возможность повреждения компенсаторов. Хранить компенсаторы в распакованном виде на открытых площадках не допускается

3.2. Перед установкой компенсаторы должны быть проверены на соответствие их техническим условиям и клеймам заводов-изготовителей, на наличие данных ОТК завода, а также на отсутствие забоин и других повреждений гибкого элемента.

3.3. При перемещении компенсаторов в период монтажа должны быть приняты меря, исключающие повреждение компенсаторов и их загрязнение. Строповку компенсаторов следует производить только за патрубки.

3.4. При выполнении сварочных работ по установке компенсаторов должно быть исключено попадание брызг металла на поверхность гибкого элемента для чего последний должен быть обернут асбестовой тканью.

3.5. При монтаже компенсаторов запрещается их скручивание относительно продольной оси и не допускается их провисание от собственного веса и от веса трубопровода и запорной арматуры.

3.6. Компенсаторы должны поставляться к месту их монтажа с кожухами и заглушками. Заглушки должны сниматься непосредственно перед приваркой компенсатора к трубопроводу. Для обеспечения возможности приварки компенсатора к трубопроводу и осуществления растяжки гибкого элемента кожух компенсатора должен быть сдвинут на трубу или снят, а после приварки вновь надвинут (одет) на компенсатор и закреплен на нем соответствующими болтами и гайками.

3.7. Монтаж осевых сильфонных компенсаторов рекомендуется производить в следующей последовательности:

 Montazh osevykh sil'fonnykh kompensatorov

  • участки трубопровода до и после компенсатора должны быть смонтированы и закреплены в неподвижных порах НО-1 и НО-2 таким образом, чтобы расстояния между концам труб в месте установки компенсатора соответствовало монтажной длине компенсатора LМОНТ (рис.а и п.2.5) при температуре окружающего воздуха соответствующей моменту закрепления трубопровода во второй неподвижной опоре (НО-1 или НО-2); температура окружающего воздуха и расстояние между концами закрепленных труб (LМОНТ) должны быть зафиксированы актом;
  • компенсаторы привариваются одним концом к трубопроводу таким образом, чтобы направление движения сетевой воды через компенсатор соответствовало маркировке на компенсаторе;
  • с помощью приспособлений, предусмотренных конструкцией компенсатора, производится его растяжка до стыкования со свободным концом трубопровода (рис.б);
  • проверяются отклонения соединения компенсатора с трубопроводом, которые не должны превышать следующих значение:

– по соосности патрбков Ду<=200мм – 2 мм;

– по соосности патрбков Ду>200мм – 3,5 мм;

– по параллельности патрубков – 3,5 мм;

– зазор между патрубком компенсатора и трубопроводом – 2 мм.

  • производится сварка второго конца компенсатора со свободным концом трубопровода;
  • компенсаторы Ду<=200 мм освобождаются от стяжек, ограничивающих свободное перемещение компенсаторов, а у компенсаторов Ду>200 мм отворачиваются гайки на шпильках, а затем на ограничительные шпильки одевается направляющие трубки (п.5.12 ТУ 5.551-19702-82).

Снятию ограничений свободного перемещения компенсаторов должно предшествовать закрытие каналов и засыпка траншей с уплотнение грунта.

3.8. После проведения гидравлических испытаний трубопроводов на компенсаторы должны быть установлены кожухи и поверх кожухов нанесена тепловая изоляция.

3.9. При обнаружении негерметичности компенсатора при гидравлических испытаниях компенсатор демонтируется и заменяется новым, о чем составляется акт.

3.10. Если после гидравлических испытаний будет обнаружено, что длина компенсатора увеличилась по сравнению с величиной LУСТ (п.2.5), что свидетельствует о смещении неподвижных опор, необходимо произвести ревизию данного и смежных участков трубопровода, а компенсатор заменить новым, о чем составляется акт.

3.11. Для исключения возможности перекоса присоединительных поверхностей патрубков компенсаторов их растяжка должна производиться гайками на всех шпильках последовательно или крестообразно с поворотом гайки на каждой шпильке не более чем на один оборот.

Приложение 1

 Osnovnye parametry sil'fonnykh kompensatorov po TU 3-120-81

Приложение 2

 Osnovnye parametry sil'fonnykh kompensatorov po TU 5.551-19702-82

Приложение 4

Расчетные формулы для определения суммарных горизонтальных нормативных нагрузок на неподвижные опоры труб (рг.о., рг.б.)

 Formuly dlya opredeleniya summarnykh gorizontal'nykh normativnykh nagruzok 1Formuly dlya opredeleniya summarnykh gorizontal'nykh normativnykh nagruzok 2Formuly dlya opredeleniya summarnykh gorizontal'nykh normativnykh nagruzok 3

Примечание:

При нескольких расчетных формулах для одной схемы в качестве расчетной нагрузки принимают большую.