ТЕРМОГИДРОИЗОЛИРОВАННЫЙ СИЛЬФОННЫЙ КОМПЕНСАТОР

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к теплогидроизолированным сильфонным компенсационным устройствам (СКУ) для подземной прокладки теплотрасс.
Известен теплогидроизолированный сильфонный компенсатор, содержащий стальной сильфон, который жестко соединен с двух сторон с металлическим трубопроводом и размещен в стальном футляре, нанесенную на них теплоизоляцию из пенополиуретана (ППУ) и гидрозащитную оболочку (патент ЕР 0047242, кл. F16L 59/00, 30.04.1981).
Недостатком известного компенсатора является слабая защита участка теплоизоляции применяемой конструкции системы уплотнения, не обеспечивающая достаточную герметичность от попадания грунтовой воды в зону теплоизоляции.
Задача полезной модели - повысить герметичность и улучшить надежность защиты теплоизоляции сильфонного компенсатора.
Поставленная задача достигается тем, что в теплогидроизолированном сильфонном компенсаторе, содержащем стальной сильфон, который жестко соединен с металлическими патрубками и размещен в стальном футляре, и нанесенную на них теплоизоляцию из ППУ и гидрозащитную оболочку из полиэтилена (ПЭ), вокруг стального патрубка (с одной или двух сторон стального сильфона) образован свободный от теплогидроизоляции кольцевой участок, на который нанесен слой теплоизоляции из минеральной ваты, гидроизолированный с помощью термоусаживаемой муфты (ТУМ), жестко
закрепленной к гидрозащитной оболочке со стороны сильфона с помощью клеевой ленты, а с другой стороны - между муфтой и гидрозащитной оболочкой нанесена лента из нетвердеющего герметизирующего уплотнителя.
В процессе эксплуатации существующих систем сальниковых уплотнений для создания герметичности существующих конструкций СКУ в результате трения расширяется изначальный зазор между подвижными и неподвижными частями гидрозащитных слоев патрубок и система гидрозащиты теряет свою надежность.
Применение нетвердеющего герметизирующего уплотнителя (НГУ) в зоне уплотнения при осевых перемещениях трубопроводов (растяжка - сжатие) на величину амплитуды осевого хода (±λ) в результате изменения коэффициента линейного термического расширения трубопроводов, НГУ только деформируется, не нарушая сплошность на поверхности оболочки (по всей окружности), и не появляются каналы и трещины из-за высокой вязкости и хорошей адгезии НГУ к различным поверхностям. Это обеспечивает гарантированную надежность уплотнения и герметичности конструкции.
На чертеже изображен продольный разрез теплоизолированного сильфонного компенсатора.
Предлагаемый теплогидроизолированный сильфонный компенсатор содержит стальной сильфон 1, соединенный с двух сторон с металлическими (как правило, стальными) патрубками 2. Сильфон 1 размещен в стальном футляре 3. На всю стальную конструкцию нанесена теплоизоляция 4 из ППУ и гидрозащитная оболочка 5. Вокруг стального патрубка 2, соединенного с трубопроводом теплотрассы, образован свободный от теплогидроизоляции разрыв в виде кольцевого участка 6, на который нанесен слой теплоизоляции из минеральной ваты 7. Участок 6 гидроизолирован с помощью термоусаживаемой муфты 8. Муфта со стороны сильфона жестко закреплена к гидрозащитной оболочке с помощью клеевой ленты 9, а с другой стороны - муфта с внутренней
стороной соединена с гидрозащитной оболочкой 5 с помощью ленты 10 из нетвердеющего герметизирующего уплотнителя. В теплоизоляции расположены два проводника 11 для оперативного дистанционного контроля состояния влажности. Внутри стального футляра со стороны свободного от теплогидроизоляции кольцевого участка 6 расположены стальные опорные скобы 12, а с наружи стального футляра с противоположной стороны кольцевого участка 6 расположено стальное кольцо с косынками 13.
Гидрозащитную систему уплотнения компенсатора изготавливают следующим образом.
3
Освобождают участок 6 от исходной жесткой ППУ-изоляции и наносят на ее место слой минеральной ваты 7 со сжимаемостью более 80% (что соответствует исходной плотности теплоизоляции 30-40 кг/м). Для защиты теплоизоляции и обеспечения герметичности этого участка от попадания влаги в процессе эксплуатации в условиях наличия грунтовых вод на теплотрассе, со стороны торца теплоизоляции вокруг участка 6 на расстоянии от края по всей окружности гидрозащитной оболочки наматывают ленту НГУ 10 толщиной 2 мм. Со стороны сильфона 1, начиная с края участка 6 на гидрозащитной оболочке 5 наматывают клеевую ленту 9, которая служит адгезионным и герметизирующим слоем между муфтой и гидрозащитной оболочкой 5. Таким образом на подготовленную поверхность ПЭ-оболочки устанавливают ТУМ 8.
Вначале термоусадку муфты проводят на участке с клеевой лентой 9, жестко фиксируя ее с ПЭ-оболочкой, затем термоусадку продолжают на участке с НГУ 10. Муфту 8, находящуюся на участке 6, предназначенного для перемещения теплогидрозащитного слоя стального патрубка, не подвергают термоусадке, чтобы не создать дополнительное препятствие осевым перемещениям трубопроводов.
Пример выполнения.
3
Был изготовлен теплогидроизолированный сильфонный компенсатор с тепловой изоляцией из ППУ в гидрозащитной оболочке из ПЭ, содержащий гофрированный сильфон из многослойной нержавеющей стали с двухсторонними стальными патрубками и стальной футляр. На специально освобождаемом от теплогидроизоляции стального патрубка участке шириной, равноценной двойной амплитуде осевого хода сильфона, наносят новую теплоизоляцию из минеральной ваты с плотностью 30-40 кг/м, теплопроводностью 0,045-0,055 Вт/м°С толщиной, аналогичной толщине теплоизоляции на трубопроводе. Вокруг этого участка на гидрозащитной оболочке, начиная со стороны сильфона, на расстоянии от края участка 6 (20±5)мм по всей окружности оболочки наматывают клеевую ленту под муфту шириной (80±10)мм и фиксируют нахлест. На другой стороне этого участка, также на расстоянии от края (20±5)мм по окружности гидрозащитной оболочки наматывают ленту НГУ шириной 50-70 мм, толщиной (2±0,1)мм. Сверху на этот подготовленный участок оболочки одевают ТУМ и проводят термоусадку мягким пламенем газовой горелки, причем вначале муфту жестко фиксируют к оболочке со стороны клея расплава, затем термоусадку продолжают начиная с участка НГУ и постепенно переходя к краю муфты.
Испытание герметичности изготовленного компенсатора описываемой конструкции ⌀89/180 мм, а также ⌀219/315 мм проводили на стенде в условиях погружения в воду при температуре окружающего воздуха 0 - +3°С и циклического воздействия «растяжка» на величину амплитуды осевого хода, равного 40 мм для данной марки и диаметра сильфона с выдержкой в течение 24 часов и отпуск - с последующим «сжатием» на величину λ с выдержкой также в течение 24 часов. После 20 таких полных циклов испытаний вскрытие зоны под муфтой показало, что сплошность НГУ не повреждена и вода из окружающей среды не попала в зону, где находятся минеральная вата и ППУ-изоляция.