Oceľové kovové vlnovcové kompenzátory sú bežným typom komponentov potrubného spojenia. Primárne sa používajú na odolávanie premiestneniu a silám spôsobeným tepelnou rozťažnosťou, kontrakciou, deformáciou a vibráciami v potrubiach. Hlavné telo zariadenia je zložené z elastických kovových vlnitých rúr, ktoré dokážu preniesť napätie v potrubí na väčšiu plochu a potrubie účinne chrániť. Výhodou sú malé rozmery, nízka hmotnosť a jednoduchá inštalácia. Oceľové kovové vlnovcové kompenzátory majú schopnosť tlmiť nárazy, čím znižujú výskyt zlomenín a netesností potrubí spôsobených vonkajšími silami za extrémnych poveternostných podmienok, ako sú zemetrasenia a tajfúny.
Konštrukcia a materiály oceľových vlnovcových kompenzátorov
Kovové (oceľové) kompenzátory sa skladajú z jedného alebo viacerých mnohovrstvových vlnovcových mechov a prípojok, ktoré môžu byť prírubové, zvárané a ďalšie. Mech je sformovaný do vĺn z niekoľkých vrstiev tenkých nerezových plechov s hrúbkou okolo 0,2 až 0,5 mm. Táto viacvrstvová konštrukcia vlnovca kompenzátora zaručuje veľmi dobrú elasticitu v porovnaní s jednovrstvovou konštrukciou rovnakej celkovej hrúbky steny a výšky vĺn, ktorá je využívaná pri vlnovcových kovových hadiciach. Preto vlnovcová kovová hadica nemôže nahradiť kompenzátor, pretože nie je schopná preniesť porovnateľnú pružnú deformáciu.
Kovové kompenzátory môžu byť dodávané aj vo verzii s vnútornou vodiacou rúrkou, ktorá urýchľuje prietok média, eliminuje hluk a vibrácie hroziace v prípade prúdenia média vlnovcom vysokou rýchlosťou, chráni mechanicky vlnovec v prípade výskytu abrazívnych častíc v médiu a tiež znižuje riziko vybočenia vlnovca pôsobením bočných síl.
Používané materiály
Oceľové kompenzátory sa vyrábajú z rôznych oceľových zliatin v závislosti od toho, v akých podmienkach (tlak, teplota) budú pracovať a aký druh média nimi bude pretekať. Pracovné prvky kompenzátora, tj. mechy, sú najčastejšie vyrábané zo štandardných nerezových a kyselinovzdorných ocelí, ako sú:
- 1.4541 (AISI 321)
- 1.4404 (AISI 316L)
- 1.4571 (AISI 316Ti)
- 1.4301 (AISI 304)
Ostatné časti kompenzátorov, ako sú potrubné nátrubky, prírubové prípojky, obmedzovače roztiahnutia a ďalšie príslušenstvo, môžu byť vyrobené ako z rovnakých ocelí ako vyššie, tak aj z rôznych druhov uhlíkových ocelí, v závislosti od požiadaviek aplikácie, v ktorej kompenzátor pracuje. Prvky kompenzátorov vyrobené z uhlíkových ocelí môžu byť tiež dodatočne zinkované alebo natierané antikoróznymi nátermi.
Pre výrobu kompenzátorov pracujúcich pri vysokých teplotách (napr. nad +500°C) sa používajú zliatiny s vyššou teplotnou odolnosťou, napr. 1.4828 (AISI 309) alebo 2.4816/INCONEL 600 alebo 2.4856/INCONEL 625. Naopak kompenzátory alebo len niektoré ich súčasti, ktoré sú vystavené mechanickému pôsobeniu média, napr. oderu, sú často vyrobené zo zliatin typu Hardox s vyššou odolnosťou v tomto ohľade.
Viacvrstvové mechy
Mechy oceľových kompenzátorov môžu byť vyrábané ako viacvrstvové (najčastejšie), tak aj jednovrstvové (menej často). Počet vrstiev v oceľovom mechu závisí od parametrov kompenzátora, ako sú: tlak a projektovaná teplota a veľkosť projektovaných premiestnení. Viacvrstvové mechy môžu mať rôzny počet vrstiev od 2 až do 10. Hrúbka jednotlivých vrstiev mechu môže byť od 0,2 mm až po niekoľko milimetrov.
Typy oceľových kompenzátorov a ich parametre
Existuje viacero typov oceľových kompenzátorov navrhnutých pre špecifické aplikácie a typy pohybov:
- Axiálne (osové) kompenzátory: Určené pre kompenzáciu posuvov pozdĺž osi potrubia a malých bočných posuvov. Prípustný osový posuv je priamo závislý na počte vĺn mechu. Majú jednoduchú a kompaktnú konštrukciu s jedným vlnovcovým mechom. Malá vstavaná dĺžka a jednoduchosť montáže z nich robia ideálne riešenie kompenzácie posuvov potrubia, spôsobených zmenami teploty. Potrubie však musí byť v miestach inštalácie kompenzátora upevnené na pevných bodoch a posuvných uloženiach pre prenesenie síl, vznikajúcich v kompenzátore vplyvom tlaku média.
- Univerzálne kompenzátory: Určené pre súčasnú kompenzáciu osových a bočných posuvov, sú osadené dvoma vlnovcovými mechmi, oddelenými od seba hladkým medzikusom. Nie sú vybavené obmedzovačmi pohybu ani kĺbmi.
- Laterálne (bočné) kompenzátory: S jedným alebo dvoma mechmi, sú určené pre kompenzáciu všetkých bočných posuvov, kolmých k osi potrubia. Sú vybavené obmedzovacími tiahlami vo forme závitových tyčí upevnených pomocou matíc na prípojných prírubách alebo zostave kĺbov.
- Angulárne (uhlové) kompenzátory: Určené pre kompenzáciu uhlových posuvov (ohybov) potrubia, sú vybavené jednoduchými kĺbmi, umožňujúcimi prenos uhlového posuvu v jednej rovine alebo kardanovými kĺbmi, umožňujúcimi kompenzáciu uhlových posuvov vo všetkých rovinách.
Špeciálne typy kompenzátorov
- Kompenzátory typu SaniComp: Sú efektívnejším riešením slúžiacim na kompenzáciu posuvov než občas používané kompenzačné slučky tvaru U. Boli navrhnuté predovšetkým pre sanitárne inštalácie, kde hrá dôležitú úlohu vysoká hygienickosť. Majú certifikát EHEDG - European Hygienic Engineering Group, čo znamená, že môžu byť použité v inštaláciách po celej Európe. Pracovná teplota je do 200°C (80°C ako štandard).
- Komorové kompenzátory: Uľahčujú prietok média s vysokou viskozitou zvýšením jeho teploty. Vďaka tomuto riešeniu sa v kompenzátore vyhýbame upchatiu média, ktoré sa vyznačuje napr. vysokou viskozitou ako asfalt alebo decht. Komorový kompenzátor sa skladá z dvoch mechov (vnútorný s menším priemerom a vonkajší s väčším priemerom), medzi ktorými sa vytvára uzavretý priestor umožňujúci cirkuláciu ohrievacieho média.
Prevádzkové parametre
Oceľové kompenzátory vďaka veľmi širokým konštrukčným možnostiam a mnohým rôznym materiálom použiteľným pri ich výrobe môžu pracovať pri prevádzkových parametroch dosahujúcich veľmi vysoké hodnoty. Pri použití špeciálnych viacvrstvových konštrukcií mechov kompenzátorov je možné dosiahnuť prevádzkové tlaky presahujúce aj hodnotu 100 barov, v závislosti od priemeru kompenzátora. To isté platí aj pre prevádzkovú teplotu, ktorá pri použití niektorých materiálov, ako sú napr. zliatiny Inconel, môže dosiahnuť až hodnoty blízke +1000°C.
Rozsah pracovných teplôt je od -270°C do 600°C. Pracovné tlaky sú od plného vákua po niekoľko desiatok bar. Rozsah ponúkaných priemerov je od DN40 do DN6000.
NEZAČÍNAJTE SADIŤ! Toto musíte urobiť s pôdou v MARCI (Kompletný návod)
Vlnovcové potrubie z ušľachtilej nehrdzavejúcej ocele
Ušľachtilá nehrdzavejúca oceľ je vynikajúci materiál v odbore kvapalín vyskytujúcich sa v TZB (technickom zariadení budov). S rozsahom prevádzkových teplôt od -50 °C do +450 °C je možné nerezové vlnovcové rúrky v odbore TZB použiť prakticky všade. Napríklad para poháňajúca turbíny v atómovej elektrárni Temelín nemá teplotu vyššiu ako 300 °C. Táto oceľ sa často používa v chemickom priemysle, v zariadeniach pre styk s morskou vodou a pre výrobu bazénových doplnkov a technológií. Výrobky možno bezpečne chemicky čistiť od prípadných usadenín vodného kameňa.
Ušľachtilá nehrdzavejúca oceľ je veľmi dobre zvariteľná a po zváraní si zachováva vysokú odolnosť proti medzikryštalickej korózii.
Použitie v TZB a ďalších aplikáciách
- Krátke ohybné prípojky: Krátke ohybné prípojky z vlnovcových rúrok umožňujú vo veľmi malom priestore vyriešiť spojenie medzi dvoma neosými potrubiami, potrubím a vývodmi zo zariadení, kde by bolo nutné použiť viac rôznych tvaroviek a v mnohých prípadoch by sa také prepojenie na danom mieste inak nedalo realizovať. Typicky sa používajú pri inštalácii kotlov, tepelných čerpadiel, napojení vzduchotechnických chladiacich jednotiek a pod. Doplňujúcou výhodou prípojok z vlnovcovej rúrky je znížený prenos hluku.
- Dlhé vlnovcové rúrky: Vlnovcové rúrky možno použiť aj vo väčšej dĺžke. Vzhľadom na ich ohybnosť aj pre dodatočne inštalované rozvody, ktoré prechádzajú rôzne sa lámanými priestormi, často aj bez možnosti prístupu k nim, a to v jednom kuse, bez spojok.
- Tepelné solárne sústavy: Vlnovcové rúrky sa používajú aj pre tepelné solárne sústavy. Pre vedenie solárneho okruhu (od solárnych kolektorov, cez čerpadlá, expanznú nádobu až po solárny bojler - výmenník tepla) sa používa napr. nefunkčný komín, alebo sa solárne potrubie inštaluje na vonkajšej strane budovy. V novostavbách sa solárny rozvod typicky "zasekáva do muriva", preto je vhodné ho inštalovať pred omietaním. Rúry solárneho potrubia sa pri odstavení solárneho systému v lete môžu zohriať až na 180°C, z tohto dôvodu je najvýhodnejší materiál antikorová oceľ. Dobu inštalácie urýchľuje použitie predizolovanej rúrky, ideálne dvojitej obsahujúcej aj dvojvodič pre napojenie teplotného čidla pri kolektore.
- Teplovýmenné výmenníky: Vlnovcové rúrky sú veľmi vhodné pre výrobu teplovýmenných výmenníkov. Je to dané ich zväčšenou povrchovou plochou a v prípade dostatočnej rýchlosti prúdiacej látky aj vyšším prestupom tepla následkom turbulentného prúdenia. V závislosti od DN rúrky možno vytvárať valcové rúrkové vložky do výmenníka, ktoré majú vonkajší priemer napríklad cca 132 mm (DN16), 170 mm (DN20) a iné.
Dôležité aspekty pri inštalácii
Tlaková odolnosť vlnovcových rúrok závisí od ich svetlosti. Znižuje ju tvar rúrok, teda priečne vlny, ktoré by sa pri nadmernom tlaku roztiahli. Možno počítať s prevádzkovým tlakom od cca 17 Bar u najmenšej DN12 až po 7,8 Bar u najväčšej DN 32. Pre vykurovacie aplikácie ide o plne vyhovujúce limity. Pre použitie v rozvode pitnej vody by u väčších dimenzií mohol ojedinele vzniknúť problém, pretože sa môže vyskytnúť aj vyšší tlak. Podobne aj u nevhodne riešených solárnych sústav.
V prípade použitia dlhších vlnovcových rúrok je nutné zohľadniť mierne vyšší hydraulický odpor oproti hladkým rúrkam, s čím si však skúsený projektant poradí.
S použitím vlnovcových rúrok z ušľachtilej nehrdzavejúcej ocele je spojená nutnosť zohľadniť vzájomné korózne pôsobenie rôznych kovových materiálov. To sa rieši použitím spojovacích prevlečných matíc, fitiniek a ďalších prvkov z medenej zliatiny.
Galvanizované oceľové rúry
Galvanizované rúry sú rúrky, ktoré majú vrstvu ochranného zinku na potrubí, aby sa zabránilo predčasnej hrdzi a korózii. Existuje niekoľko rôznych procesov na galvanizáciu oceľových rúrok, galvanické zinkovanie ponorom (žiarové) a elektrogalvanizácia sú najčastejšie používané spôsoby pre oceľové rúry. Na rozlíšenie týchto typov je dôležité pochopiť ich výrobný proces a charakteristiky.
Procesy galvanizácie
- Žiarová galvanizácia: Ako naznačuje názov, tento spôsob zahŕňa ponorenie základného kovu do roztaveného kúpeľa zinku. Po prvé, základný kov sa musí čistiť buď mechanicky, chemicky alebo obidvomi, aby sa zabezpečilo, že medzi základným kovom a povlakom zinku sa dá vytvoriť kvalitné spojenie. Po vyčistení sa základný kov taví, aby sa zbavil zvyškových oxidov, ktoré môžu po čistení zostať. Základný kov sa potom ponorí do kvapalného kúpeľa zahriateho zinku a vytvorí sa metalurgická väzba.
- Elektrogalvanizácia: Elektrogalvanizácia využíva elektrický prúd v roztoku elektrolytu na prenos zinkových iónov na základný kov. To zahŕňa elektrické znižovanie pozitívne nabitých zinkových iónov na kovový zinok, ktoré sa potom ukladajú na kladne nabitý materiál. Môžu sa tiež pridať rafinérie zŕn, ktoré pomáhajú zabezpečiť hladký zinkový povlak na oceli.
Porovnanie žiarovej galvanizácie a elektrogalvanizácie
Hlavný rozdiel medzi týmito dvoma typmi galvanizácie spočíva v niekoľkých kľúčových vlastnostiach:
| Parameter | Žiarová galvanizácia | Elektrogalvanizácia |
|---|---|---|
| Hrúbka zinkovej vrstvy | Môže dosiahnuť viac ako 50 mikrónov, maximum až 100 mikrónov | Zvyčajne v rozmedzí od 3 do 5 mikrónov, špeciálne požiadavky môžu dosiahnuť 7 až 8 mikrónov |
| Vzhľad | Má matný, nepríjemný povrch (zvyčajne menej estetický) | Prichádza s výbornou povrchovou úpravou (hladký a lesklý) |
| Životnosť | Veľmi vysoká, v priemere 20 až 50 rokov | Veľmi nízka, pohybuje sa od niekoľkých mesiacov až po niekoľko rokov |
| Náklady | Normálna hrúbka povlaku je o 40% drahšia ako pri elektrogalvanizácii | Nižšie náklady |
Galvanizované oceľové rúry sú bežne vyrábané z uhlíkovej ocele.
Relevantné normy
Norma STN EN ISO 10380 - Potrubie, je dôležitá pre špecifikáciu vlnovcových hadíc. Normy STN EN ISO 10380 a STN EN 14800 nie sú len byrokratický rámec - sú významným nástrojom, ako zabezpečiť, že plynová inštalácia bude aj po rokoch spoľahlivá a bezpečná. V našom sortimente nájdete plynové hadice, ktoré spĺňajú aktuálne normy a technické štandardy.
Typy konštrukcie hadíc môžu byť bez opláštenia, s jednoduchým alebo dvojitým drôtovým opletením, prípadne s iným ochranným plášťom. Materiálové zloženie hadíc je najčastejšie austenitická nehrdzavejúca oceľ.