Un compensator de expansiune este un dispozitiv destinat să absoarbă în siguranță dilatarea sau contracția indusă de căldură a diferitelor materiale de construcție , să absoarbă vibrațiile , să mențină coeziunea între anumite părți sau să permită deformări în timpul așezării solului sau cutremurelor. Se găsește frecvent între secțiuni de trotuare, în poduri, căi ferate, sisteme de conducte, nave și alte structuri.
Pe tot parcursul anului, fațadele clădirilor, plăcile de beton și conductele se extind și se contractă datorită încălzirii și răcirii prin variații sezoniere sau din cauza altor surse de căldură.
Îmbinările de dilatare a țevilor sunt necesare în sistemele care transmit produse cu temperatură ridicată, cum ar fi abur sau gaze de eșapament, sau care servesc la absorbția mișcării și vibrațiilor. O îmbinare tipică de dilatare a țevii este o burduf care poate fi fabricată din metal (cel mai frecvent din oțel inoxidabil), material plastic (cum ar fi PTFE ), compozit (cum ar fi fibra de sticlă) sau un elastomer, cum ar fi cauciucul.
Un burduf este alcătuit dintr-o serie de una sau mai multe spire. Forma convoluției sale este concepută pentru a rezista presiunilor interne ale țevii, dar rămâne suficient de flexibilă pentru a accepta abateri axiale, laterale sau unghiulare.
Îmbinările de dilatare sunt, de asemenea, proiectate pentru alte nevoi, cum ar fi absorbția zgomotului, vibrațiilor, mișcărilor legate de cutremure etc. Îmbinările de dilatare metalice trebuie proiectate în conformitate cu standardele în vigoare în diferite țări, în timp ce pentru îmbinările de dilatare a țesăturilor trebuie să respecte doar liniile directoare și descrierea de ultimă generație stabilită de companie. ”Asociația calității a rosturilor de dilatare a țesăturii. Îmbinările de dilatare a țevilor sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de compensatoare, deoarece „compensează” mișcarea termică.
Îmbinările de dilatare sunt adesea incluse în sistemele de conducte industriale pentru a permite deplasarea din cauza schimbărilor termice și mecanice din sistem. Când procesul acceptă schimbări mari de temperatură, componentele metalice își schimbă dimensiunea. Îmbinările de dilatare cu burduf metalic sunt proiectate pentru a găzdui anumite mișcări, minimizând în același timp transferul de forțe către componentele sensibile din sistem. Presiunea creată de pompe sau gravitație este utilizată pentru deplasarea fluidelor prin sistemul de conducte. Fluidele sub presiune ocupă întregul volum al recipientului lor. Conceptul unic al rosturilor de dilatare echilibrate prin presiune este acela că acestea sunt proiectate pentru a menține un volum constant, având un burduf de echilibrare pentru a compensa variațiile de volum ale burdufului (burdufului în linie) care sunt mișcate de conductă. Aceste dispozitive erau cunoscute anterior sub denumirea de „compensator de presiune volumetrică”.
Îmbinările de dilatare din cauciuc sunt realizate în principal prin înfășurare manuală a foilor de cauciuc și a foilor de țesătură din cauciuc armat în jurul unei forme. În plus față de foi de cauciuc și țesături armate cu cauciuc, este posibil să se utilizeze foi armate cu fire de oțel sau inele metalice, pentru o rezistență mai mare. Ulterior, întregul produs este construit pe formă, este acoperit cu un strat de nailon care permite tuturor straturilor să reziste la rupere înainte de presurizare. Datorită nevoii intensive de forță de muncă cerută de procesul de producție, o parte semnificativă a acestei producții s-a mutat în Europa de Est și țările asiatice.
Unele tipuri de rosturi de dilatare sunt realizate din cauciuc cu un proces de turnare. Îmbinările tipice care sunt turnate sunt îmbinările de dilatare de dimensiuni medii cu tije; sunt produse în cantități mari. Aceste îmbinări de dilatare din cauciuc sunt realizate pe o mandrilă cilindrică, care este înfășurată într-o pânză de țesătură tăiată într-un unghi. Apoi, inelele de armare sunt dispuse pe dorn, ale căror capete sunt pliate peste inele. Această parte este în cele din urmă plasată într-o matriță și turnată în formă și vulcanizată. Este o soluție extrem de automatizată utilizată pentru a produce cantități mari din același tip de sigiliu.
În ultima vreme, a fost dezvoltată o nouă tehnologie pentru a înfășura straturile de cauciuc și sistemul de armare de pe mandrină (cilindric sau în formă de burduf) într-un mod automat, folosind roboți industriali în loc de înfășurare manuală. Producția automatizată cu un robot este rapidă și precisă; oferă o calitate constantă și de înaltă calitate. Un alt aspect al utilizării roboților industriali pentru producerea rosturilor de dilatare din cauciuc este abilitatea de a aplica un strat de suport individual, mai degrabă decât de a utiliza țesături pre-țesute. Suportul din țesătură este pre-țesut și tăiat la unghiul de polarizare dorit. Cu armarea individuală, este posibilă dozarea diferită a materialelor din fibră de armare la diferite secțiuni ale produsului prin schimbarea unghiurilor fibrelor de-a lungul lungimii produsului.
Îmbinările de dilatare a țesăturilor au funcții diferite în mecanisme, de exemplu, absorb vibrațiile și alte forțe, ajută la ridicarea structurilor și le extind durata de viață. În funcție de condițiile de funcționare ale dispozitivelor, pot fi utilizate diferite tipuri de rosturi de dilatare. Îmbinările de dilatare pentru temperaturi scăzute sunt potrivite pentru conductele de gaz și aer sau ca conexiuni flexibile în sistemele de ventilație. Îmbinările de dilatare pentru temperaturi ridicate (până la 500 ° C ) au mai multe straturi de izolație termică a gazului, materialele sunt alese în funcție de parametrii de funcționare și condițiile de service solicitate. Îmbinările de dilatare multistrat cu izolație internă suplimentară sunt proiectate să funcționeze cu o temperatură de ieșire a gazului de peste 500 ° C , de exemplu, la ieșirea difuzorului unei turbine cu gaz, precum și în medii expuse la praf și alte condiții complexe . Îmbinările de dilatare pentru medii agresive asigură o protecție sporită împotriva substanțelor chimice. Acestea sunt concepute pentru a lucra cu alcalii, acizi sau alte tipuri de medii dure.
Căptușelile interne pot fi utilizate fie pentru a proteja burduful metalic de eroziune, fie pentru a reduce turbulențele din burduf. Acestea ar trebui utilizate atunci când conectorii de scurgere sunt incluși în proiectare. Pentru a asigura suficient spațiu în proiectarea placării, mișcările laterale și unghiulare intenționate trebuie specificate de proiectant. La proiectarea unei îmbinări de dilatare cu capete combinate, trebuie specificată și direcția de curgere.
Trebuie utilizate protecții externe pentru a preveni deteriorarea burdufului intern. Ele servesc și pentru izolarea lor. Aceste protecții pot fi proiectate ca accesorii demontabile sau permanente.
În sistemele care transportă fluide cu conținut ridicat de particule (de exemplu catalizatori), o barieră din fibră ceramică poate fi utilizată pentru a preveni coroziunea și scăderea flexibilității burdufului rezultată din acumularea particulelor. Conectorii de purjare pot fi folosiți și în același scop. Căptușelile interne ar trebui, de asemenea, să fie incluse în proiect dacă îmbinarea de expansiune include conectori de purjare sau bariere împotriva particulelor.
Aceste tije pot fi utilizate într-un design al rosturilor de dilatare pentru a limita compresia sau expansiunea axială. Acestea permit rosturilor de dilatare să se deplaseze într-un interval limitat, în funcție de locul în care piulițele de oprire sunt plasate de-a lungul tijelor. Tijele limită sunt utilizate pentru a preveni supra-extinderea burdufului în timp ce limitează presiunea maximă a sistemului.
Îmbinările de dilatare sunt necesare în sistemele mari de aer forțat pentru a ajuta la ameliorarea stresului asupra părților fixe ale conductei atunci când are loc dilatarea termică. Mecanismele articulate pot îndeplini, de asemenea, această funcție. Îmbinările de dilatare izolează, de asemenea, piese de echipament, cum ar fi ventilatoarele, de conductele rigide, reducând astfel vibrațiile din conducte și permițând ventilatorului să funcționeze eficient evitând stresul asupra ventilatorului în sine și asupra acestora.
O îmbinare de expansiune este proiectată pentru a permite deviații axiale (de compresie), laterale (de forfecare) sau unghiulare (îndoite). Îmbinările de dilatare pot fi nemetalice sau metalice (adesea numite burduf). Garniturile nemetalice pot fi compuse dintr-un singur strat de material cauciucat sau dintr-un compozit realizat din mai multe straturi de materiale flexibile, rezistente la căldură și la eroziune. Stivele tipice de straturi constau dintr-o carcasă exterioară pentru a asigura etanșeitatea la gaz, un material rezistent la coroziune, cum ar fi teflonul, un strat de fibră de sticlă pentru a acționa ca izolator și pentru a crește durabilitatea, mai multe straturi de izolație pentru a asigura că transferul de căldură al gazelor de ardere este redus la temperatura necesară și, în cele din urmă, o căptușeală internă.
Un burduf este alcătuit dintr-o serie de una sau mai multe spire de metal pentru a permite deformarea axială, laterală sau unghiulară necesară (dacă este necesar).