Паропроводы высоких параметров конструируются так, чтобы температурные удлинения компенсировались за счет конфигурации трубопроводов естественным путем, собственной гибкостью участков трубопроводов. На паропроводах, где невозможно достичь компенсации тепловых удлинений естественным путем, устанавливают П-образные компенсаторы с гладкими отводами радиусом гибов, равным четырем наружным диаметрам труб. Схема работы П-образного компенсатора показана на рисунке:
Применение волнистых отводов для паропроводов высоких параметров с целью увеличения гибкости трубопровода нецелесообразно, так как при увеличенной толщине стенки труб паропроводов складки на отводах способны лишь увеличивать жесткость трубопровода.
П-образные компенсаторы изготовляются трех типов и различаются между собой по соотношению длины прямой вставки плеча р и длины прямой вставки вылета h.
Компенсаторы первого типа имеют большой вылет р = 0,5h, второго типа имеют средний вылет p = h, третьего типа с малым вылетом р = 2h.
Размеры и компенсирующая способность П-образных компенсаторов определяются при помощи расчетных уравнений для любых конфигураций и длин участков трубопроводов, так же как и при изготовление перил из нержавейки. Компенсирующая способность компенсаторов и отводов приведена в нормалях и теплотехнических справочниках.
П-образные компенсаторы применяются для всех трубопроводов независимо от параметров протекающей среды и изготовляются из гладких бесшовных труб тех же марок сталей, что и основной трубопровод.
Компенсаторы рекомендуется гнуть из одной трубы.
При общей длине компенсаторов более 9000 мм они изготовляются из двух, трех или семи частей.
В случаях изготовления компенсаторов:
- из двух частей сварной шов следует располагать на вылете компенсатора;
- из трех частей спинку компенсатора следует гнуть из целой трубы, а затем приварить к ней два отвода;
- из семи частей используют четыре колена и три патрубка соответствующих размеров.
Радиус гиба отводов R при изготовлении компенсаторов из гладких отводов применяется равным четырем наружным диаметрам труб, т. е. R=4Dн.
Во всех случаях изготовления П-образных компенсаторов из отводов сварной шов должен располагаться на прямом участке отвода, равном диаметру трубы, но не менее 100 мм, кроме случаев применения крутозагнутых отводов, когда прямой участок отсутствует.
Сборку компенсаторов необходимо производить на стенде или на совершенно ровной твердой площадке, удобной для выполнения подгоночных и сварочных работ. До начала сборки компенсаторов необходимо точно нанести ось компенсатора и установить контрольные маяки для деталей компенсаторов. При проверке размеров готовых компенсаторов отклонение его основных линий в любом месте не должно превышать 4 мм.
Устанавливаются П-образные компенсаторы на участках трубопроводов с вылетом, обеспечивающим компенсацию заданных участков между неподвижными опорами. Место установки компенсаторов необходимо выбирать с учетом возникновения минимальных усилий в трубах и неподвижных опорах при тепловых расширениях с учетом наличия отводов на этих участках.
Для того чтобы компенсатор принял на себя все возникающие продольные усилия, необходимо установить опоры так, чтобы трубопровод мог перемещаться только вдоль продольной оси.
Для уравновешивания сил трения возникающих при перемещении трубопровода по подвижным опорам, и уменьшения продольных усилий, передаваемых на неподвижные опоры, компенсаторы желательно устанавливать в местах, обеспечивающих эти условия, и по возможности применять конструкции опор с минимальными коэффициентами трения.
П-образные компенсаторы должны устанавливаться не менее чем на трех подвижных опорах. Две опоры располагаются на участках компенсатора, присоединяемых к трубопроводу или к прямым его участкам в непосредственной близости к компенсатору; при этом край опоры должен отстоять от сварного стыка не менее чем на 500 мм. Третья опора ставится под спинку компенсатора обычно на специальной подвеске или колонке.
При установке П-образных компенсаторов на трубопроводах, имеющих уклон, боковые части компенсатора располагаются по уровню. Компенсаторы, как правило, устанавливаются в горизонтальном положении. В случаях установки компенсаторов в вертикальном положении с расположением петлей вверх должны быть устроены дренажи с обеих сторон компенсатора, а при установке петлей вниз должен быть устроен дренаж внизу компенсатора и обеспечено хорошее дренирование независимо от параметров среды.