Компенсация температурных деформаций стальных трубопроводов имеет исключительно важное значение при транспорте теплоносителя. При нагреве в стенке трубы возникают большие разрушающие напряжения. Если отсутствует компенсация температурных напряжений, то это может привести к разрушению трубопровода. Удлинение трубы при повышении температуры на D t можно рассчитать по формуле
,
где l – расстояние между неподвижными опорами; t M-температура при монтаже; a - коэффициент линейного удлинения; для углеродистой стали a = 1.2 10-5, 1/град. Напряжение, возникающее при температурной деформации
s = .
Усилие сжатия, возникающее при нагреве в прямолинейном трубопроводе без компенсации
Для компенсации температурных деформаций используют различные пластичные вставки (компенсаторы).
По принципу действия компенсаторы разделяются на радиальные и осевые.
Осевые компенсаторы допускают перемещения трубопровода только по направлению оси. Их нельзя устанавливать близко к поворотам.
Осевые компенсаторы: сальниковые, линзовые (сильфонные).
Рисунок 59 - Линзовый компенсатор
Линзовые компенсаторы устанавливаются на трубопроводах низкого давления – до 0.5 Мпа.
Наибольшее распространение получили гнутые компенсаторы.
Рисунок 60- Схемы гнутых компенсаторов
Радиальные компенсаторы позволяют перемещение трубопровода и в осевом, и в радиальном направлениях. При радиальной компенсации термическая деформация трубопровода воспринимается за счет изгиба эластичных вставок или отдельных участков самого трубопровода.