Страница 10: ДСТУ-Н Б В.2.5-35:2007. СТУ-Н Б В.2.5-35:2007. Тепловые сети и сети горячего водоснабжения с использованием предварительно теплоизолированных трубопроводов. Установка из проектирование, монтажа, прием и эксплуатации (44071)

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:

• осьова складова окружного розтягувального напруження від внутрішнього тиску, яка при розширенні враховується з позитивним знаком;
• вплив зусилля від активної реакції ґрунту, яке при розширенні враховується з від'ємним знаком.

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:

• при прокладанні трубопроводів не застосовувати коліна (відводи) з кутами в межах від 10° до 45° в якості компенсаційних;
• у випадку застосування колін з кутами більше ніж 45° та менше ніж 90° переміщення визначаються за формулою (Б.80);
• відстань від дійсної (фізичної) або умовної опори до компенсаційного коліна не може перевищувати Lmax.
• у випадку застосування несиметричних ділянок компенсації (Z, П, нетипова) необхідно визначити переміщення ділянок, які знаходяться по обидві сторони компенсуючого елемента. Для визначення розміру компенсуючого плеча приймається подвійна величина переміщення кінця довшої з ділянок;
• зміну напрямку траси на кут менше 10° трактувати як пряму трубу, а таку зміну виконувати шляхом підрізки кінців окремих елементів при зварюванні стиків. Кут зміни на кожному стику не може перевищувати 3°;
• слід уникати змін напрямку траси поблизу нерухомих опор і сильфонових компенсаторів.

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:

• для Dпе менше мінераловатні плити завтовшки 50 з обгорткою зовні поліетиленовою плівкою (заклеювання стиків клейкою стрічкою) або руберойдом (з просмоленням стиків);
• мати із спіненого поліетилену завтовшки 40 .

Приклади виконання компенсаційних зон для різних способів прокладання із радіальною (гнучкою) компенсацією наведено на рисунку 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

Кількість шарів залежить від компенсуючої здатності матеріалів. Застосування матеріалів, які вимагають встановлення більше трьох шарів компенсації, не рекомендується.

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°

,(Б.82)

,(Б.83)

де D3(d3) і  – зовнішній діаметр провідної труби та видовження, м.

Розміри компенсаційних зон Lk, м, 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).

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.

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

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.

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).

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:

• монтуються і до засипання ґрунтом нагріваються до температури попереднього підігрівання tn:

,(Б.94)

• теплопроводи засипаються. Температура підігрівання повинна підтримуватися до повного засипання їх ґрунтом. Потім трубопроводи охолоджуються до температури монтажу. У затисненій зоні L3 рівень напружень σох, МПа, буде приблизно дорівнювати:

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: