¿Cuál es el material y el uso razonable del compensador en la instalación de tuberías de calefacción?
En los últimos años ha surgido un nuevo producto a partir de mangueras metálicas: los compensadores corrugados de paredes delgadas. Su componente principal es también un fuelle. Su componente principal es también un fuelle. Al igual que las mangueras metálicas, también es un componente importante de los sistemas de tuberías modernos a gran escala. Hoy en día, los compensadores corrugados son muy comunes en las redes de tuberías de calefacción. Sus características principales son una estructura compacta, una gran capacidad de compensación, una pequeña resistencia al flujo, cero fugas y un bajo mantenimiento. Se utilizan cada vez más en las redes de calefacción. Pero también tiene sus desventajas: por ejemplo, el tipo axial produce un gran empuje de presión sobre el soporte fijo, lo que resulta en un alto costo; además, su delgada pared de tubería no puede soportar la torsión y la vibración, y su seguridad es deficiente; La inversión de tiempo es alta y los requisitos de diseño, construcción e instalación son altos, con una esperanza de vida corta y otras deficiencias. En vista de las características anteriores de los compensadores corrugados y de la comprensión insuficiente de los compensadores corrugados por parte del personal de diseño y construcción, es probable que ocurran accidentes durante la construcción y operación. Al analizar las causas del accidente, algunas estuvieron relacionadas con la calidad de fabricación o la selección inadecuada del material del compensador corrugado en sí, algunas fueron cuestiones de construcción e instalación, y una parte considerable fueron cuestiones de diseño y disposición. Los problemas en el diseño se deben principalmente a errores de cálculo causados por características de diseño incorrectas del compensador corrugado y una selección irrazonable del material del tubo de compensación.
1 Selección de materiales y parámetros de los fuelles
Las personas pueden utilizar varios materiales metálicos para fabricar fuelles. Para el fuelle utilizado como compensador, aunque tiene ideas de diseño y condiciones de proceso diferentes a las del fuelle utilizado como cuerpo principal de la manguera metálica, varios países tienen opiniones relativamente consistentes sobre la selección de materiales. Los materiales utilizados en varios países son principalmente acero inoxidable al cromo-molibdeno y al cromo-níquel. Dado que estos materiales tienen buenas propiedades físicas, químicas y mecánicas y pueden cumplir con los requisitos de ingeniería general, actualmente utilizamos una gran cantidad de materiales de acero inoxidable de cromo-molibdeno y cromo-níquel para fabricar tubos corrugados. Los tubos corrugados de diámetro pequeño generalmente se procesan a partir de tubos sin costura de paredes delgadas; los tubos corrugados de diámetro grande generalmente se sueldan en cilindros a partir de placas de paredes delgadas y luego se procesan estructuras multicapa de tubos corrugados de diámetro grande o mediano; en el que la capa exterior es un tubo sin costura de paredes delgadas o un cilindro soldado con placa de paredes delgadas, y las capas entre ellas son cilindros multicapa laminados a partir de placas de paredes delgadas con costuras pero sin soldadura. Cuando se utilizan ciertos materiales, para evitar la corrosión sincrónica en la soldadura, se puede realizar un tratamiento térmico posterior a la soldadura. La especificación es calentar a 1080 ~ 1150 C y enfriar con agua. Al mismo tiempo, este material no debe usarse en condiciones de 450~800C. Si el fuelle está hecho de materiales, se puede utilizar durante mucho tiempo en condiciones de -196~+600C sin tratamiento térmico posterior a la soldadura.
El principio de determinación de los parámetros de los fuelles varía en función de las condiciones de uso. Dado el diámetro interior, lo primero a considerar es la relación C entre el diámetro exterior y el diámetro interior del fuelle. El valor C máximo del tubo corrugado de ranura profunda Fuji de Japón es 1,85, y el valor C máximo del tubo corrugado de onda profunda British Deding (HYDROFLEX) es 1,84. La Administración General de la Industria de Instrumentos de mi país estipula que el valor C del tubo corrugado de onda profunda. la tubería está entre 1,6 y 2,0; el valor C de la tubería corrugada poco profunda está por debajo de 1,6. Estos son para los fuelles utilizados para fabricar el elemento sensor. No se puede copiar ni apropiarse. Para fuelles utilizados como compensadores con diámetros de 40 a 400 mm, el valor C sólo se puede controlar dentro del rango de 1,12 a 1,42. En términos generales, el valor C debe determinarse a medida que aumenta el valor d del diámetro interior, porque la capacidad de carga del fuelle disminuye con el aumento del valor d y el valor C. Por lo tanto, para obtener la capacidad de carga requerida y otras prestaciones relacionadas, cuando el servicio d aumenta hasta un cierto valor, el valor C debe disminuir a medida que aumenta el valor d. El diámetro exterior es un parámetro derivado y se calcula después de determinar el valor d y el valor C. El tono de la onda se refiere a la distancia entre dos ondas adyacentes. El tamaño del paso de onda aumenta a medida que aumenta el diámetro exterior del fuelle, y su porcentaje del diámetro exterior del fuelle disminuye a medida que aumenta el diámetro exterior. El rango específico de distancia de ola T debe controlarse entre 2/3 y 1 vez la altura de la ola.
2 Cálculo de la fuerza del compensador corrugado
El fuelle es el componente más importante del compensador corrugado. Los principales parámetros de los fuelles incluyen: cantidad de compensación, rigidez elástica, resistencia a la compresión, estabilidad, resistencia a la fatiga, etc. Generalmente, el diseño de la red de tuberías térmicas requiere que los fuelles cumplan con la premisa de resistencia, estabilidad y vida a la fatiga, cuanto mayor sea la compensación. cantidad, mejor. Cuanto menor sea el valor de rigidez, mejor. Los fuelles se pueden combinar con componentes de fuelle a través de tirantes adicionales, bisagras y otros accesorios para formar compensadores con diversas funciones. A través de diferentes combinaciones de compensadores de fuelle, se pueden formar varias formas de sistemas de tuberías de compensación para completar las necesidades de compensación de la red de tuberías térmicas.
La combinación de compensador corrugado se divide en compensador axial, compensador angular y sistema de tubería compensador de tirantes compuestos. El uso de compensadores de tirantes angulares y compuestos se acerca más a la forma de fuerza del sistema de tuberías de compensación natural. Empuje de presión y axial Debido a que el compensador direccional soporta una gran presión interna, la cantidad de compensación es grande. Se requiere que la precisión de la concentricidad de la instalación sea alta y, a menudo, se producen problemas. A continuación se centran en algunas experiencias en el uso del sistema de red de calefacción con compensador axial.
2.1 Principios básicos del soporte de fuerza del soporte compensador: El soporte de soporte de fuerza del compensador de fuelle axial se divide en soporte fijo principal, soporte fijo secundario y soporte guía. .
2.2 Cálculo del empuje del soporte fijo: El empuje horizontal del soporte fijo principal se compone de la fuerza resultante de tres fuerzas:
2.2.1 Empuje de presión interna F=P*A debido a la presión de trabajo ; Donde P es la presión de trabajo, A es el área de la sección transversal efectiva del fuelle. El empuje de presión interna es proporcional a la presión de trabajo y al área de la sección transversal efectiva. En términos generales, el empuje de presión interna del compensador de fuelle es mayor.
2.2.2 La fuerza elástica generada por la rigidez del fuelle
PA=K*f*L donde K es la rigidez del fuelle, L es el alargamiento real del fuelle tubería, y f es el coeficiente, 0,5 cuando está preestirado, 1 en caso contrario.
2.2.3 Fuerza de reacción de fricción por deslizamiento qμl1 entre soportes fijos, donde q es el peso de la tubería, μ es el coeficiente de fricción, l1 es la distancia desde el extremo libre de la tubería hasta el extremo fijo. El empuje horizontal del soporte fijo principal = empuje de presión interna + fuerza de reacción de fricción + fuerza elástica. Si no es concéntrico, también se incluirá la distancia de flexión y el empuje lateral sobre el soporte fijo provocado por la excentricidad. El empuje horizontal del soporte fijo principal es enorme y el gran diámetro de la tubería puede alcanzar cientos de toneladas. El diseño de ingeniería civil es difícil y se requiere una contabilidad estructural completa. Es un soporte de alta resistencia. El soporte fijo secundario tiene la misma fuerza que el soporte fijo principal, pero la presión interna y el empuje están equilibrados y compensados, y el empuje total es menor. No es del mismo orden de magnitud que el soporte fijo principal, y lo es. un soporte reductor de carga intermedio. Al calcular el empuje del punto fijo, las fuerzas en cada dirección del punto fijo deben calcularse por separado y luego combinarse. Cuando las direcciones a ambos lados del punto fijo son las mismas, la suma vectorial de cada fuerza se utiliza como empuje del punto fijo. Cuando las dos fuerzas tienen direcciones opuestas, la fuerza con el valor absoluto mayor menos 0,7 veces la fuerza con el valor absoluto menor se utiliza como fuerza de empuje en el punto fijo. El soporte guía controla el movimiento a lo largo de la dirección de movimiento de la tubería o compensador para garantizar que la expansión de la tubería actúe sobre el compensador y garantice que la tubería no se vuelva inestable. Generalmente, las muestras de los fabricantes de compensadores no solo proporcionan descripciones detalladas de las especificaciones, estructuras y parámetros del producto, sino que también tienen ejemplos de aplicaciones, que son relativamente exhaustivos y pueden usarse como base para el diseño.
2.3 El impacto de los pequeños desplazamientos del soporte fijo sobre el compensador corrugado: Una forma de diseño móvil de pequeño desplazamiento térmico es que la conexión entre la tubería y el soporte no está soldada sino que está soldada en la raíz. hasta el límite deflector fijo. En el sistema de tuberías del compensador corrugado, una instalación incorrecta tendrá un gran impacto en el funcionamiento del compensador corrugado. Nuestra experiencia es que el soporte fijo tipo deflector atlas R403 estándar nacional se ha ajustado a 0,7 nuevo N403 y se ha soldado, y el efecto es muy bueno.
3 Posición de ajuste del compensador corrugado
La práctica habitual para el compensador corrugado es que el compensador corrugado axial se coloque cerca del soporte fijo, y luego dos La distancia entre los soportes guía es 4D y 14D respectivamente, y su objetivo principal es prevenir la inestabilidad axial. La situación real es que resolver el problema de la inestabilidad axial del compensador no solo está relacionado con su diseño y posición de ajuste, sino que también depende principalmente del rendimiento y la calidad del compensador en sí. Los requisitos de rendimiento y calidad del compensador dispuestos en el. El lado del soporte fijo debe ser más alto. En algunos casos, la distancia del segmento de tubería generalmente debe ser menor. Al seleccionar, asegúrese de elegir un compensador con buena guía y una fuerte capacidad anti-inestabilidad. El diseño y la disposición deben basarse en principios básicos. manejarse de manera flexible de acuerdo con la situación real del proyecto. También demuestra que ya sea que esté elevado o directamente enterrado en la zanja, siempre que la estructura guía esté bien controlada, el compensador corrugado se puede colocar en cualquier posición. los dos soportes fijos.
3.1 Requisitos para el trazado de compensadores corrugados por golpe de ariete en tuberías. El golpe de ariete en la tubería de vapor tiene un gran impacto en el compensador corrugado. Medidas para prevenir el golpe de ariete: además de determinar razonablemente el diámetro de la tubería correspondiente en función de la carga de calor, se recomienda establecer puntos de drenaje de manera específica para drenar el agua de manera efectiva y oportuna. En términos del diseño y disposición del compensador. Para mantener el compensador corrugado alejado de codos y elevaciones, el soporte fijo se cambia al lado del soporte fijo en el otro lado, de modo que incluso si hay una pequeña cantidad de agua en la tubería, la posición de acción está lejos del compensador. , Lo que puede reducir en gran medida el daño causado por el golpe de ariete al compensador corrugado.
3.2 Experiencia en el tratamiento del método de diseño "punto de estancamiento" de tuberías de vapor directamente enterradas.
Para reducir el número de soportes fijos, los sistemas de redes de calefacción subterráneas de vapor directo suelen estar dispuestos en forma de "punto estacionario": no existe un punto fijo en el punto medio de la tubería entre dos compensadores adyacentes de las mismas especificaciones y modelos en el Tubería directamente enterrada Cuando la tubería se calienta uniformemente Durante la expansión, se debe formar un punto de equilibrio relativo de fuerza, es decir, un punto de estancamiento, entre los dos compensadores. En teoría existe, pero en la práctica, el compensador en sí necesita mejorarse mucho. De lo contrario, según los requisitos de la Asociación EJMA, es más apropiado instalar un compensador entre cada dos soportes fijos.
3.3 Considerar previamente en el diseño el plan de pruebas hidráulicas. Un enfoque práctico es considerar la prueba hidráulica o el plan de purga con anticipación en el diseño. La ubicación de los puntos de segmentación de presión la mejor la determinan conjuntamente el propietario, el diseñador, el supervisor y la unidad de construcción. La unidad de diseño es responsable de la explicación técnica. , y el propietario El partido organiza la implementación de acuerdo con las opiniones de la unidad de diseño.
3.4 Considerar extender la vida útil del compensador y prevenir la corrosión durante el diseño. La vida útil teórica del compensador utilizado en las redes de calefacción urbana es de aproximadamente 6.000 a 10.000 veces, y la vida real permitida debe ser superior a 400 veces. Si una red de calefacción en funcionamiento continuo se pone en marcha unas 20 veces al año, su vida útil es normal. La vida útil debe ser superior a 20 años. Hay muchos factores que afectan la vida útil del compensador corrugado, el principal es el daño y la inestabilidad de la red térmica, y el segundo es la corrosión. Este no es el caso en las aplicaciones reales. Se reemplazará dentro de tres a cinco años. Hay un dicho famoso en el diseño que dice que "la corrosión comienza con los dibujos". ser razonable, la distancia del soporte guía debe ser apropiada y el soporte guía debe estar a una distancia adecuada. El soporte debe tener medidas para evitar que el compensador se vuelva inestable; además, también se deben considerar cuestiones de prevención de la corrosión durante el diseño y el diseño. que muchas veces se pasa por alto. De hecho, al colocar los compensadores, es mejor no colocarlos uno al lado del otro y aumentar la distancia entre los compensadores de la tubería de retorno y el soporte fijo. Al colocarlos, es mejor utilizar el enterramiento directo sin pozos de inspección. Si se deben instalar en el pozo, se debe hacer un buen trabajo de impermeabilización y aislamiento para evitar la entrada de aguas residuales, lluvia y nieve, reducir las condiciones de corrosión y bloquear el circuito que provoca el efecto de corrosión de la batería original.
3.5 Experiencia en construcción e instalación de compensadores corrugados axiales. Para garantizar que la tolerancia de coaxialidad del sistema de tuberías en el lugar donde se instala el compensador sea mínima durante la construcción, se recomienda colocar la sección de tubería antes de instalar el compensador y luego cortar una sección de la tubería (la cuya longitud es igual a la longitud del compensador) en el lugar donde se instalará el compensador más la longitud libre más la cantidad de preestiramiento), luego instale el compensador y suéldelo, e instálelo cortando la tubería. Aunque se produce una pequeña cantidad de desperdicio de tubería, se puede garantizar la coaxialidad de la tubería.
Como componente clave de las tuberías de la red de calefacción, los compensadores corrugados se utilizan cada vez más en las redes de calefacción debido a los diferentes estándares de implementación, diferentes selecciones de materiales y diferentes entornos de uso específicos. Se recomienda que la mayoría de los diseñadores de ingeniería fortalezcan la investigación, intercambien y aprendan unos de otros, resuman experiencias, fortalezcan la colaboración, aprendan lecciones y las utilicen correctamente en el diseño de redes de tuberías, cálculo y diseño de selección de compensadores, construcción, instalación, etc. para lograr la mejor red de tuberías. Segura, económica y razonable para prevenir accidentes.
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