При П-подібних компенсаторах рекомендується довжину найбільшого плеча приймати < 60 % загальної довжини ділянки.
За наявності кутів повороту траси рекомендується використовувати їх як компенсуючі пристрої.
Довжина ділянки труб у зоні компенсації Lк, м, може бути визначена за спрощеною формулою:
.(Б.79)
– приймати рівним (tmax – tMOHТ), °С;
Вибір tMOHT проводиться при проектуванні за узгодженням із замовником і експлуатуючою організацією.
Максимальне подовження зони компенсації lk при нагріванні теплопроводу після засипання траншеї ґрунтом можна визначити за спрощеною формулою:
.(Б.80)
У формулах (Б.79) і (Б.80) з метою спрощення проектних розрахунків не враховані два члени:
Прокладку з радіальною (гнучкою) компенсацією для безканальних трубопроводів можна поділити на два типи: типова і нетипова. Це пов'язано з тим, що кути менше 45° вважаються некомпенсуючими (мова йдеться про кут відхилення осі трубопроводу від прямої лінії).
Для всіх видів радіальної компенсації необхідно дотримуватися (рисунок Б.16) наступних правил:
З метою можливості переміщення компенсуючих колін і сприйняття згину труб на ділянках гнучкої компенсації необхідно виконувати так звані "компенсаційні зони" з еластичних матеріалів.
Для виконання компенсаційних зон можна застосовувати:
|
|
|
|
Рисунок Б.16 – Приклади застосування нетипової компенсації в місцях кутів від 10° до 45° |
|
|
Рисунок Б.17 – Приклади застосування несиметричних компенсаторів |
Приклади виконання компенсаційних зон для різних способів прокладання із радіальною (гнучкою) компенсацією наведено на рисунку Б.18.
|
Рисунок Б.18 |
Приймається, що один шар мінеральної вати, плити або шкаралупи завтовшки 5060 мм із спінених полімерів сприймає переміщення компенсаційного плеча.
У місцях компенсаційних зон необхідно виконати розширення траншеї. Приклади розміщення компенсаційних подушок і розширення траншеї наведені в додатку Е. У таблиці Б.8 наведено рекомендовані довжини компенсаційної зони в залежності від розрахункового видовження провідної труби. Для довідки в таблиці Б.8 надані рекомендації щодо встановлення одно- та багатошарових компенсаційних зон при розрахунковому видовжені lz . Для lz встановлення компенсаційних подушок не потрібне.
Визначені згідно з нижченаведеними розрахунками розміри (довжини) компенсаційних зон, в мм, необхідно закруглити в більшу сторону до цілого значення.
Крім того, якщо виникне необхідність застосування інших компенсаційних матеріалів, можна користуватися наступним допущенням. Якщо один шар компенсаційного матеріалу завтовшки δ сприймає якусь частину видовження l на повній довжині зони компенсації Lk1, то другий шар повинен мати довжину , м, що визначається за формулою:
,(Б.81)
Таблиця Б.8
Довжина компенсаційного плеча до, м |
Довжина компенсаційної зони, м, в залежності від розрахункового видовження, мм |
||
|
|
|
|
1,0 |
1 |
1+1 |
– |
2,0 |
2 |
2+1 |
– |
3,0 |
3 |
3+2 |
3+2+2 |
4,0 |
4 |
4+3 |
4+3+2 |
5,0 |
5 |
5+4 |
5+4+3 |
6,0 |
6 |
6+5 |
6+5+4 |
7,0 |
7 |
7+6 |
7+6+5 |
8,0 |
8 |
8+7 |
8+7+6 |
9,0 |
– |
9+8 |
9+8+7 |
10,0 |
– |
– |
10+9+8 |
11,0 |
– |
– |
11+10+9 |
Кількість шарів залежить від компенсуючої здатності матеріалів. Застосування матеріалів, які вимагають встановлення більше трьох шарів компенсації, не рекомендується.
|
Рисунок Б.19 – Визначення кількості шарів компенсаційних матеріалів |
До типових видів радіальної компенсації відноситься використання Г-, Z- і П-подібних компенсаторів. В подальшому на всіх рисунках умовно показані фізичні нерухомі опори. Застосування умовної нерухомої опори повинно бути підтверджено розрахунком відстані від неї до компенсаційного коліна, яка не може бути більше Lmax.
Б.10.1.1Г-подібна компенсація
Г-подібна компенсація рекомендується в межах кутів від 45° до 90°.
Визначення розмірів компенсаційних зон трубопроводу з Г-подібною компенсацією проводиться в залежності від розміру компенсаційного кута.
Розміри компенсаційних зон Lk, м, для компенсаційних кутів 90°
|
Рисунок Б. 20 – Визначення розмірів компенсаційних зон для компенсаційних кутів 90° |
,(Б.82)
,(Б.83)
де D3(d3) і – зовнішній діаметр провідної труби та видовження, м.
Розміри компенсаційних зон Lk, м, для компенсаційних кутів 45°
|
Рисунок Б.21 – Визначення розмірів компенсаційних зон для компенсаційних кутів 45° |
,(Б.84)
,(Б.85)
де ω1,2 – приведені довжини переміщень, м, які визначаються за формулами:
,(Б.86)
.(Б.87)
Розміри компенсаційних зон для компенсаційних кутів 10° < β > 45°
Кути більше ніж 10° та менше ніж 45° не є компенсаційними кутами, тому під час проектування трубопроводу доцільно замінити їх на не типову компенсацію або встановити кутові нерухомі опори в місцях зміни напрямку траси (рисунок Б.22).
|
Рисунок Б.22 – Влаштування кутової нерухомої опори |
Б.10.1.2Z-подібна компенсація
Співвідношення між прилеглими ділянками повинно бути не більшим ніж 40 % – 60 % загальної відстані між нерухомими опорами (умовними та фізичними).
Найефективнішим є вибір розміру компенсаторів із співвідношенням Н = 1В 2В, при L1 > L2 розрахунок ведеться для 2L1.
|
Рисунок Б.23 – Визначення розмірів компенсаційних зон для Z-подібних компенсаторів |
Довжина компенсаційної зони визначається за умови, що Lk1 та Lk2, м, вибираються однакова і може бути визначена за формулою:
,(Б.88)
але повинна бути не менше Lk = 0,5 · L2.
Б.10.1.3П-подібна компенсація
|
Рисунок Б.24 – Визначення розмірів компенсаційних зон для П-подібних компенсаторів |
Найкраще розташовувати компенсатор посередині розрахункової ділянки.
Співвідношення між прилеглими ділянками повинно бути не більшим ніж 40 % – 60 % загальної відстані між нерухомими опорами (умовними або фізичними). Найефективнішим є вибір розміру компенсатора із співвідношенням H = 1B 2B, при L1 > L2 розрахунок ведеться для 2L1.
Довжина компенсаційної зони Lk, м, вибирається однаковою і може бути визначена за формулою (Б.80), але повинна бути не меншою Lk =0,5 · Н.
.(Б.89)
Б.10.1.4Нетипова компенсація
У випадках, коли необхідно виконати зміну напрямку траси в межах кутів від 45°, застосовується так звана "нетипова" компенсація, яка поширюється на некомпенсуючі кути, при цьому можливо виконати штучний компенсатор, який можна обрахувати як типовий. Приклади таких рішень показані нижче.
У випадку (рисунок Б.25) заміна має трактуватися як дві Г-подібні ділянки компенсації. При величині цих кутів в межах від 45° до 55° один із них можна замінити на кут 90° або замінити на фізичну нерухому опору.
|
Рисунок Б.25 – Приклад заміни кута повороту від 10° до 45° на типову компенсацію |
Оптимальний варіант заміни кута повороту від 10° до 45° наведено на рисунку Б.22.
Але у всіх випадках такі заміни треба трактувати тільки як комбінацію Г-подібних ділянок компенсації і кожне коротше плече повинно сприймати видовження довшого плеча. Необхідність влаштування фізичних або наявність умовних нерухомих опор залежить від конкретної конфігурації траси. У випадках, коли немає місця для виконання нетипової компенсації, найкращим рішенням є встановлення фізичної кутової нерухомої опори (див. рисунок Б.22).
|
Рисунок Б.26 – Приклад зміни кута повороту від 10° до 45° на дві Г-подібні ділянки компенсації |
|
Рисунок Б.27 |
Б.10.2Вибір і розрахунок сильфонових компенсаторів (група Iб)
Вибір і розрахунок компенсуючих пристроїв групи Iб рекомендується робити за формулами і таблицями, наведеними у рекомендаціях із застосування осьових сильфонових компенсаторів і сильфонових комплектуючих пристроїв конкретних підприємств-виробників СК і СКП, продукція яких, як правило, відрізняється конструктивно й технологічно.
Довжина ділянки, на якій встановлюється один СК або СКП, розраховується за формулою:
,(Б.90)
де λ – амплітуда осьового ходу, мм;
t0 – розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування опалення (середня температура зовнішнього повітря найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю t0 (0,92)) згідно зі СНиП 2.01.01, °С.
Коефіцієнт 0,9 приймається за наявності на ділянці канальної й безканальної прокладок, 1,15 –при безканальному прокладанні.
Довжина зони компенсації Lk розраховується за формулою:
.(Б.91)
Приклад
Визначити максимальну довжину ділянки, на якій встановлюється один компенсатор СТ/ПЕ 159 x 250:
м < .
Б.10.3Вибір і розрахунок компенсуючих систем з попереднім підігріванням (група II)
Системи компенсації II групи не вимагають установки постійно діючих компенсуючих пристроїв.
Компенсація температурних деформацій відбувається за рахунок зміни осьового напруження в затисненій трубі. Тому область застосування теплових мереж без постійно діючих компенсуючих пристроїв обмежена допустимим перепадом температур .
Системи II групи застосовуються, як правило, у випадках, коли траса складається з довгих прямолінійних ділянок із зонами защемлення L3.
Максимально допустимий перепад температур з урахуванням попереднього підігрівання не повинен перевищувати:
.(Б.92)
Звідси максимальна температура теплоносія tmax:
.(Б.93)
Приклад
Визначити максимальну температуру теплоносія для прямої ділянки при σ = 127 МПа і tЭ = tМОНТ = 10°С.
Допустимі осьові напруження становлять:
[σ] = 1,5 · 127 = 190 Н/мм2.
144 °С.
Звідси максимальна температура теплоносія:
tmax = t + tМОНТ = 144 + 10 = .
Б.10.3.1Системи з попереднім нагріванням перед засипкою грунтом (група IIа)
Системи, що відносяться до IIа групи з попереднім підігріванням до засипки ґрунтом:
,(Б.94)
σox = E · σ · t,(Б.95)
де t = tmax – tn,°C.
Потім теплопровід нагрівається до робочої температури.
Б.10.3.2Системи із застосуванням стартових компенсаторів (група IIб)
У системах, що відносяться до групи IIб, передбачають застосування стартових компенсаторів.
Вимоги до стартових компенсаторів наведено у додатку В цього стандарту.
Максимально допустима відстань, м, між стартовими компенсаторами становить
,(Б.96)
Діапазон температур попереднього нагрівання, при яких може бути здійснене зварювання компенсаторів: