Types et objectifs des joints de dilatation pour canalisations: caractéristiques et caractéristiques d'installation

Les réseaux de chaleur sont des canalisations longue distance soumises à de fortes contraintes tant de l'extérieur que de l'intérieur. Il est donc difficile de les maintenir en bon état technique. Pour résoudre certains problèmes, des éléments spéciaux appelés compensateurs sont installés dans le réseau. De nombreux types de compensateurs pour canalisations, présentés dans une large gamme sur le marché, préviennent les situations d'urgence.

A quoi servent les compensateurs ?

Il est nécessaire de comprendre que les réseaux de chaleur sont des systèmes de canalisations à travers lesquels se déplacent les vecteurs d'énergie thermique. Il s'agit le plus souvent d'eau chaude, moins souvent de vapeur saturée. Par conséquent, ces autoroutes sont soumises à deux charges principales et à deux charges mineures. Mais même une petite importance conduit souvent à des accidents majeurs.

Problèmes principaux:

• changements de température;
• changements de pression.

Sous l’influence de ces deux charges, les canalisations se dilatent ou se contractent. De tels mouvements conduisent souvent à des déformations, et au fil du temps à une augmentation des surcharges. Le résultat final est la destruction de l’ensemble du système ou d’une section, ce qui est tout aussi désagréable et économiquement coûteux.

Deux charges mineures :

• vibration des tuyaux du travail unités de pompage;
• propre vibration de l’autoroute elle-même.

Si ces deux composantes coïncident en amplitude, la destruction de la structure de la canalisation se produira rapidement, notamment au niveau des joints de ses éléments.

Pour éviter cela, des compensateurs sont installés dans le pipeline.Il s'agit d'une sorte de structures (dispositifs) élastiques qui amortissent non seulement les vibrations, mais également les conséquences de la dilatation et de la contraction des tuyaux. Essentiellement, ils compensent les charges agissant sur le pipeline.

Sous l'influence des changements de température et de pression, les tuyaux ne se dilatent pas ou ne se contractent pas seulement dans le plan transversal. Il existe une expansion linéaire des matériaux. Cela se produit constamment lors de la conception des canalisations des réseaux de chaleur.

Il s'agit d'une charge importante à laquelle les tuyaux ne peuvent résister qu'à l'aide de joints de dilatation. S'ils ne sont pas installés, tout d'abord, les soudures et les joints des sections réalisées commenceront à échouer. accouplements.

Par conséquent, aujourd'hui, l'installation de différents types de compensateurs de chaleur dans les canalisations des réseaux de chaleur est une opération obligatoire qui n'est pas évoquée. C'est le seul moyen de garantir un fonctionnement efficace et à long terme des systèmes de chauffage par canalisations.

Dispositif de compensation dans un système de canalisations

Quels sont les dangers de l’expansion des canalisations ?

Une liste de ce qui peut arriver à un pipeline si l'un des types de compensateurs n'y est pas installé :

• la courbure de la conduite, qui affectera négativement la vitesse de déplacement de l'eau chaude, et les supports installés sous les tuyaux en souffriront également ;
• rupture de tronçons à la jonction des éléments routiers ;
• l'apparition de fuites (cela réduit l'efficacité du réseau de chauffage).

Cela rend le système de courte durée et entraîne la nécessité de travaux de réparation constants, ce qui affecte le coût des services fournis.

Types de dispositifs d'indemnisation

Les compensateurs proposés par les fabricants sont divisés en plusieurs types. La classification est basée sur différents paramètres. Avant de faire un choix, il est nécessaire d'étudier quels seront les paramètres de la canalisation du réseau de chaleur.Ou plus précisément, de quel matériau sont faits les tuyaux installés. Dans ce cas, la surcharge du système doit être calculée dès la conception.

Omental

Ce type a été le tout premier à être créé. Bien qu'aujourd'hui, de tels fusibles soient justifiés. Cela est particulièrement vrai pour le coût du produit. Le compensateur de presse-étoupe a montré d'excellentes performances. Avec son aide, vous pouvez compenser l'expansion du pipeline sur toute sa longueur.

Mais ce type présente également un certain nombre d'inconvénients :

• des fuites apparaissent rapidement sur le site d'installation ;
• les réparations ne sont pas faciles ;
• ne résiste pas bien aux charges angulaires;
• pas capable de résister aux charges de liquides chimiquement actifs.

Mais ce type présente un gros avantage : plus le pipeline est long, plus le compensateur fonctionne efficacement. Autrement dit, la fiabilité de la compensation dépend directement de la longueur de la ligne.

Joints de dilatation de type presse-étoupe

Structurellement, il s'agit de deux coques en acier résistant à la chaleur de diamètres différents. Lors de l'assemblage, l'un est inséré dans l'autre et un matériau d'étanchéité spécial est posé entre eux. Lors d’une expansion linéaire, la coque interne se déplace à l’intérieur de la coque externe. Les deux éléments sont fixés aux deux extrémités de raccordement des tuyaux.

Le compensateur peut résister à des pressions jusqu'à 2,5 MPa et des températures jusqu'à +300°C.

Un autre inconvénient est qu'il est constamment nécessaire de serrer l'élément de liaison - l'essieu hydraulique. Par conséquent, aux endroits où se trouve le compensateur, un puits est construit dans lequel des travaux de prévention et de réparation sont effectués.

Caoutchouc

Ce type est considéré comme universel car il peut être installé sur des conduites de chauffage en acier ou des tuyaux en polypropylène. Il s’agit essentiellement des deux mêmes coques en acier réalisées sous forme de brides épaisses. Un insert en caoutchouc est monté entre eux.Il agit comme un compensateur.

Cet appareil présente de nombreux avantages non négligeables :

• résiste facilement aux charges axiales et latérales;
• résiste bien au vide, qui se forme souvent dans différentes sections des conduites de chauffage ;
• présente une haute résistance aux environnements agressifs;
• a une forte cyclicité « expansion-compression » ;
• a une durée de vie de 20 ans.

Résiste à une pression jusqu'à 2,5 MPa, à une température jusqu'à +200°C. La raison de l'apparition de l'aspect caoutchouc était les mauvaises performances du modèle en forme de U, qui ne supportait pas bien les charges angulaires.

Variété de caoutchouc

Tissu

Ce type est considéré comme spécial car il n'a pas été développé pour les conduites de chauffage, mais pour gazoducs. Mais au fil du temps, il a commencé à être utilisé dans d’autres systèmes de canalisations :

• chauffage;
• approvisionnement en eau chaude;
• réseaux exploités par temps froid ;
• pipelines avec des liquides et des gaz agressifs.

Le plus grand avantage d’un compensateur en tissu est sa capacité à résister à des changements de température importants. De plus, il dispose d’une protection accrue contre les rayons ultraviolets.

Soufflet

Ce type de compensateur pour pipelines tire son nom de sa forme. Il se compose de deux ondulations en acier séparé à deux couches, insérées l'une dans l'autre. Dans ce cas, l'épaisseur de la paroi intérieure est bien supérieure à l'épaisseur de la paroi extérieure.

De telles caractéristiques de conception permettent de maintenir en permanence les caractéristiques techniques et opérationnelles requises de l'appareil.

Lentille

Ce type de compensateur est particulier. Il est installé dans différentes zones en fonction du matériau à partir duquel le pipeline est fabriqué.

1. Tubes d'acier. L'installation s'effectue soit dans les zones de purge, soit à proximité d'une unité de pompage fonctionnant dans le système d'alimentation en eau chaude.
2. Propylène. Ils sont utilisés sur les autoroutes principales, mais à condition qu'ils ne soient pas longs.

L'appareil a de bonnes caractéristiques :

• supporte bien les charges axiales et angulaires;
• fonctionne très bien à des températures élevées ;
• a une grande rigidité.

Le seul point négatif est qu'il fonctionne de manière instable, en particulier dans des conditions de charges complexes constamment accrues.

Le compensateur de lentille est assemblé à partir de lentilles en acier formées par emboutissage. La technologie nous permet de produire des lentilles de n'importe quel diamètre. Après quoi ils sont simplement reliés entre eux par soudure électrique. Habituellement, la conception contient de un à quatre objectifs, mais il existe des types comportant un grand nombre d'éléments, comme le montre la photo ci-dessous.

Modèles d'objectifs

Le raccordement au pipeline se fait par soudage ou par brides. Leur forme transversale peut être ronde ou rectangulaire.

Autres types de compensateurs

Cette catégorie comprend les modèles installés aux tours principaux de chauffage. Il est difficile de prendre en compte les différents facteurs affectant les pipelines et leurs raccordements. Par conséquent, deux types de compensateurs sont installés dans ces zones :

• radial;
• En forme de U.

Pour installer le second, vous devez remplir une condition. Il est basé sur une boîte placée sur la section de virage de l’autoroute. Sa largeur est choisie de manière à ce que les modifications de forme et de taille des canalisations ne créent pas d'obstacles à l'extension du tracé.

Type de compensateur pour canalisation en polypropylène

Il s'agit du dispositif le plus simple, fabriqué à partir du même tuyau que l'ensemble du système de canalisations. La forme utilisée est une boucle qui compense au maximum la dilatation linéaire des tuyaux en polypropylène.

Un tel dispositif de protection résiste facilement non seulement aux mouvements des canalisations et aux changements de leurs dimensions, mais également aux coups de bélier, que l'on retrouve souvent dans les structures de canalisations.

Boucle de compensation

Les joints de dilatation en forme de U sont également souvent utilisés dans les structures en polypropylène. Ils sont faciles à réaliser à partir des mêmes tuyaux. Mais il existe certaines nuances liées à la méthode de fixation des sections de l'appareil :

• au milieu de la structure, une fixation rigide ou fixe est utilisée ;
• aux points de raccordement au pipeline - fixation coulissante ou mobile.

Sur la photo ci-dessous, les caractéristiques de conception du compensateur sont clairement visibles.

Compensateur en U pour tuyaux en polypropylène

Il est important de calculer correctement les paramètres du dispositif de compensation. Ici, les rapports des longueurs des différentes sections du compensateur lui-même sont pris en compte. Postes principaux :

1. Le rapport optimal entre la largeur de l'appareil et sa portée (longueur) est de 1:1,5.
2. Le rapport entre la projection et le volume total de l'appareil est de 1:4.
3. La tension dans les dossiers ne dépasse pas 1,1 MPa.
4. La température du liquide circulant à l’intérieur ne dépasse pas +200°C.
5. La pression à l'intérieur du pipeline ne dépasse pas 1,6 MPa.

Recommandations supplémentaires :

• Le compensateur en U ne peut être installé que sur des sections horizontales ;
• une symétrie complète est requise - les épaules sont situées aux mêmes distances ;
• l'appareil ne doit pas être exposé à des charges externes : vent, chocs, etc. ;
• La conception utilise des coudes en plastique lisses standard.

Un autre type adapté aux tuyaux en polypropylène est le mécanisme dit de Kozlov. Il est utilisé dans les systèmes de chauffage et d'alimentation en eau chaude, où sont installés des tuyaux d'un diamètre ne dépassant pas 63 mm. C'est pourquoi les fabricants proposent des appareils capables de résister à des températures ne dépassant pas +100°C et à des pressions de 1,6 MPa.

Ce compensateur entre dans la catégorie des modèles à soufflet. D'un point de vue purement structurel, il s'agit d'un soufflet en acier bicouche de 1,5 mm d'épaisseur. Le compensateur est enfermé dans un tuyau en polypropylène qui fait office de boîtier. Des raccords sont installés aux extrémités, à l'aide desquels la structure est soudée au pipeline.

Mécanisme de Kozlov

Caractéristiques de l'installation de dispositifs de compensation

Toutes les opérations d'installation sur des sections de conduites de chauffage sont effectuées strictement selon la conception. Ce document précise exactement où seront installés les joints de dilatation. Vous ne pouvez pas les modifier sans autorisation. Tout ajout ou écart par rapport au projet entraînera des conséquences irréparables.

Le raccordement des compensateurs aux canalisations est réalisé par soudage ou par brides. Lors de l'utilisation de produits en polypropylène - soudure ou soudage.

Avant la fixation, les joints entre les extrémités des tuyaux et les joints de dilatation sont alignés selon le même axe. Même le plus petit changement ne peut être autorisé. Cela entraînera une augmentation des charges latérales précisément au niveau du joint mal installé.

Tous les travaux sont effectués lors de l'installation du pipeline. Il y a quelques exigences :

• un support doit être installé sous le presse-étoupe ;
• les structures de support suspendues ne peuvent pas être installées sous le type à soufflet ;
• l'installation s'effectue uniquement en sections horizontales et verticales ;
• le compensateur lui-même est installé sur une section horizontale de la canalisation de sorte que sa flèche sur le corps indique le mouvement du liquide de refroidissement ;
• si l'installation est réalisée sur une section verticale, alors l'installation s'effectue avec la flèche pointée vers le bas, quel que soit le sens de déplacement de l'eau chaude.

Les dispositifs de compensation ne sont pas réparables. Ils ne peuvent être remplacés que par des neufs.

Les compensateurs jouent un rôle important dans le fonctionnement efficace des canalisations de chauffage de divers types et objectifs.Aujourd'hui, sans eux, pas un seul pipeline dans lequel des liquides et des gaz se déplacent sous haute pression et à des températures élevées n'est en service.

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Compensateurs à soufflet - types.

Le compensateur Kozlov est une solution élégante pour le chauffage et l'approvisionnement en eau.

Sources:

• https://trubanet.ru/truby-dlya-otopleniya/kompensatory-dlya-polipropilenovykh-trub-silfonnye-p-obraznye-kompensator-kozlova.html
• https://m-strana.ru/articles/kompensatory-dlya-truboprovodov
• https://iseptick.ru/truby-i-fitingi/polipropilenovye-truby/kompensatory-dlya-truboprovodov.html