Lateralkompensatoren

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1 Lateralkompensatoren

2 Inhaltsverzeichnis Allgemein Lateralkompensatoren, Merkmale 1 Ausführungen 2 Führungen/Festpunkte 3 Berechnungen 4 Programmübersicht 9 Sicherheitshinweise Montagehinweise Rohrführung, Rohrlagerung 12 Festpunkte Schwingungskompensation Betriebsdruck Vorspannung 13 Vorspanndiagramm 14 Kontrolle Isolierung Unzulässige Betriebsweisen Anfahren Wartung 15 Kompensatoren-Datenblatt 16

3 Allgemein Die Wirkungsweise der Lateralkompensatoren beruht wie die der Angularkompensatoren auf Winkelbewegungen der Stahlbälge. Die Dehnungsaufnahme ist abhängig von der Baulänge bzw. dem Balgmittenabstand: Je größer Baulänge bzw. Balgmittenabstand, desto größer die laterale Dehnungsaufnahme (Abb. 1). Durch einen größeren Balgmittenabstand lässt sich die Verstellkraft des Kompensators reduzieren. Der Lateralkompensator ist im Gegensatz zum Angularkompensator eine selbständige Dehnungseinheit, die ein komplettes Zwei- Gelenksystem darstellt. Die Lateralkompensatoren werden in der Regel mit 50 % der Dehnungsaufnahme vorgespannt eingebaut. Die Einbringung der Vorspannung erfolgt zweckmäßigerweise am fertiggestellten System. Die Vorspannung unter Berücksichtigung der Einbautemperatur kann aus dem Vorspanndiagramm im Abschnitt Montagehinweise entnommen werden. Lateralkompensatoren 2 Δ 2 Δ Abb. 1 Die besonderen Merkmale sind: 1. Sehr geringe Festpunktbelastungen, da die Gelenkanker die Reaktionskräfte aus dem Innendruck übertragen. 2. Größere Dehnungsaufnahmen pro Kompensator möglich. 3. Geringere Anforderungen an die Rohrführungen. Auch Pendelhänger können ausreichend sein. Merkmale Bei den Lateralkompensatoren unterscheidet man nach der Bewegungsaufnahme zwei Arten: 2 Δ lat 2 α Abb. 2 Abb. 3 FP Kompensatoren mit lateraler Dehnungsaufnahme in einer Ebene (Abb. 2) Kompensatoren mit lateraler Dehnungsaufnahme in Kreisebene (Abb.3) 1

4 Allgemein Ausführungen In Kreisebene bewegliche Lateralkompensatoren in Kugelgelenkausführung sind die einfachsten Bauformen. Darüber hinaus empfiehlt sich für höhere Betriebsdrücke der Einbau von Lateralkompensatoren in Kreuzgelenkausführung oder zwei Angular-Kardankompensatoren als Gelenksystem, wenn die Dehnungsaufnahme in Kreisebene erforderlich ist. In Kreisebene bewegliche Lateralkompensatoren eignen sich ferner zur Kompensierung mechanischer Schwingungen in Druckleitungen wie z. B. an Pumpen, Kompressoren und sonstigen Kraftmaschinen (Abb. 4). Ist die Maschine auf einem Betonsockel fest montiert, genügt in der Regel der Einbau je eines Lateralkompensators auf der Druck- und Saugseite (Abb.4), auf der Saugseite evtl. mit Zugstangenausführung für Vakuumbetrieb zur Zug- und Druckaufnahme. Steht die Maschine jedoch auf einem Schwingfundament, so treten räumliche Bewegungen in allen Richtungen auf. Das gleiche gilt für Anlagen in Erdbebengebieten. In diesem Fall muss ein weiterer Angular- oder Lateralkompensator eingebaut werden (Abb. 5). Eine Möglichkeit ist die Drei-W-Bogensystemanordnung, Lateralkompensator mit einem Angularkompensator. Damit der Rohrbogen im System Kippbewegungen ausführen kann, müssen die beiden Kompensatoren zusammenarbeiten, d. h., dass die über den beiden Zugstangen gedachte Verbindungslinie (1) parallel zur Bolzenachse (2) des Angularkompensators verläuft (Abb. 6). Schwingungen lateral Schwingungen allseitig FP FP Aggregat FP Aggregat Abb. 4 Abb Abb Energiereiche Schwingungen sehr hoher Frequenzen, die infolge stark turbulenter Strömungen z. B. nach Sicherheits-, Reduzier- und Schnellschlussventilen entstehen, sowie Schwingungen, die durch schwingende Gas- oder Flüssigkeitssäulen verursacht werden, können in der Regel nicht kompensiert werden.

5 Allgemein Um eine bestimmungsgemäße Kompensation der aufzunehmenden Rohrleitungsdehnungen mit einem Lateralkompensator zu gewährleisten ist es erforderlich, dass durch Führungslager bzw. Festpunkte eine eindeutige Dehnungszuordnung sichergestellt wird. Je nach Einbauverhältnissen wird dies entweder durch beiderseits angeordnete Führungslager (Abb.7) oder einerseits durch einen unmittelbaren Festpunkt und andererseits durch ein Führungslager erreicht (Abb. 8). Die Führungslager sollen folgenden Forderungen entsprechen: 1. Das Gewicht von Rohrleitung und Kompensator aufnehmen. 2. Die sich dehnende Rohrleitung in der Stabachse führen. 3. Ausreichend Spiel s aufweisen, damit die nichtkompensierten Verschiebungen, die sowohl aus der Wärmedehnung ΔL des Rohrleitungsversatzes L als auch aus der Bogenhöhe h (Abb. 7) resultieren, ohne wesentliche Zwängungen durch die weiterführenden Rohrleitungen aufgenommen werden können. s h + ΔL Bei kurzschenkligen Maschinenhausleitungen erübrigen sich Führungslager. Das Gewicht der Rohrschenkel ist durch geeignete Rohraufhängungen so abzufangen, dass die Bewegung des Kompensators nicht behindert wird. Führungen Festpunkte h L+ΔL+h s Abb. 7 FP s h FP Abb. 8 3

6 Berechnungen Leitrohre Sind im Medium hochfrequente Schwingungen oder Turbulenzen bzw. hohe Strömungsgeschwindigkeiten zu erwarten, empfehlen wir den Einbau von Kompensatoren mit Leitrohr. Dem beigefügten Diagramm Richtlinien für Leitrohreinsatz sind die Grenzkurvenverläufe für Dampf und Gas bzw. für Flüssigkeiten zu entnehmen, oberhalb derer der Einsatz von Leitrohren unbedingt empfohlen wird. Der Einsatz von Leitrohren dient dem Schutz des Balges und reduziert seine strömungsinduzierte Schwingungsanregung sowie Ablagerungen und Verschleiß. 10 Strömungsgeschwindigkeit v [m/s] Dampf / Gas Flüssigkeit Nennweite DN Lateralkompensator als Zwei-Gelenksystem -M y 1 +F X a M B +z +y +x L x M B L 1 b +M y 2 +M y 2 Bl L x -F X 4

7 Berechnungen Lateralkompensatoren für Bewegungsaufnahme in einer Ebene Allgemein Durch die Auslenkung eines Lateralkompensators entsteht ein Biegemoment und eine Kraft, die aus der Biegefedersteifigkeit der Bälge und der Reibung der Gelenkanker resultieren, mit welchen die Festpunkte belastet werden. Bei längeren Rohrstrecken mit mehreren Führungslagern zwischen Kompensator und Festpunkt klingt das Biegemoment bis zu den Anschlussstellen fast vollständig ab. Die Reaktionskräfte, die aus der wirksamen Balgquerschnittsfläche und dem maximalen Betriebsdruck resultieren, werden durch die Gelenkankerkonstruktion aufgenommen. Sämtliche Berechnungsformeln beziehen sich auf eine 50%ige Vorspannung der aufzunehmenden Rohrleitungsbewegung Δ, d. h., der Lateralkompensator wird um ±Δ/2 ausgelenkt. Bei 100% oder 0% Vorspannung ist Δ mit dem doppelten Betrag in alle Berechnungen einzusetzen. Zulässige Dehnungsaufnahme Die zulässige laterale Dehnungsaufnahme ±Δ zul errechnet sich entsprechend Kapitel Grundlagen/ Nennbedingungen aus der nominalen lateralen Dehnungsaufnahme ±Δ lat zu: ± Δ zul = ± Δ lat K Δ (t B) K L [mm] Die auftretende Rohrleitungsbewegung ±Δ/2 muss kleiner oder gleich der zulässigen lateralen Dehnungsaufnahme ±Δ zul sein: ± Δ/2 ± Δ zul Resultierende Bogenhöhe Bei maximalem einseitigem Lateralausschlag (Δ/2) verkürzt sich durch die Kreisbewegung die vertikale Länge des Kompensators um das Maß h: h = L 1 (L 1 2 0,25 Δ 2 ) [mm] Die Bogenhöhe h und die nicht kompensierte Wärmedehnung des Schenkels in Kompensatorachse muss durch Lagerspiel bzw. durch Biegung der Rohrleitungsschenkel kompensiert werden. Systemberechnung Kräfte an den Anschlussstellen F x = c r p + c lat Δ + c z p Δ [N] 2 2 Bei 50 % Vorspannung treten die Biegemomente und Kräfte in der Vorspann- bzw. Betriebsstellung mit unterschiedlichen Vorzeichen auf. Biegemomente an den Anschlussstellen M y1 = F x 0,5 L1 + a [Nm] 1000 M y2 = F x 0,5 L1 + b [Nm] 1000 Festpunk- Anschlussbelastung 5

8 LO1 Berechnungen Lateralkompensator als Zwei-Gelenksystem a M x1 M y1 2 ḊN + Δ1 2 L 1 B Vorspannlücke 2 Δ1 b B Δ1 -FX LO2 Δ2 Vorspannlücke 2 2,5.L1 M x2 M y2 z y -F y F y Δ2 x = Festpunkt = Führungslager FX Systemberechnung Lateralkompensatoren für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Sämtliche Berechnungsformeln beziehen sich auf eine 50%ige Vorspannung der aufzunehmenden Rohrleitungsbewegungen Δ 1 und Δ 2, d. h., der Lateralkompensator wird in der Vorspann- und Betriebsstellung um die resultierende laterale Dehnung von ±Δ/2 ausgelenkt. Resultierende Dehnung Δ = (Δ Δ 2 2 ) [mm] Zulässige Dehnungsaufnahme Die zulässige laterale Dehnungsaufnahme ±Δ zul errechnet sich entsprechend Kapitel Grundlagen/ Nennbedingungen aus der nominalen lateralen Dehnungsaufnahme ±Δ lat zu: ± Δ zul = ± Δ lat K Δ (t B) K L [mm] Die resultierende Rohrleitungsbewegung ±Δ/2 muss kleiner oder gleich der zulässigen lateralen Dehnungsaufnahme ±Δ zul sein: Bei 100 % oder 0 % Vorspannung muss die resultierende Rohrleitungsbewegung Δ kleiner oder gleich Δ zul sein: Δ Δ zul Resultierende Bogenhöhe Bei maximalem einseitigem Lateralausschlag (Δ/2) verkürzt sich durch die Kreisbewegung die vertikale Länge des Kompensators um das Maß h: h = L 1 (L 1 2 0,25 Δ 2 ) [mm] Bei 100 % oder 0 % Vorspannung muss Δ mit dem doppelten Betrag in die Formel für h eingesetzt werden. Die Bogenhöhe h und die nicht kompensierte Wärmedehnung des Schenkels in Kompensatorachse muss durch Lagerspiel bzw. durch Biegung der Rohrleitungsschenkel kompensiert werden. ± Δ/2 ± Δ zul 6

9 Berechnungen Kräfte an den Anschlussstellen F x = c r p + c lat Δ1 + c z p Δ1 [N] 2 2 Biegemomente an den Anschlussstellen M y1 = F x 0,5 L1 + a [Nm] 1000 Festpunkt- Anschlussbelastung F y = c r p + c lat Δ2 + c z p Δ2 [N] 2 2 M y2 = F x 0,5 L1 + b [Nm] 1000 Bei den Typen 7810, 7820 und 7850 (Kugelgelenkausführungen) tritt der Zusatzkraftanteil c z p Δ / 2 nicht auf. Bei 50 % Vorspannung treten die Biegemomente und Kräfte in der Vorspann- bzw. Betriebsstellung mit unterschiedlichen Vorzeichen auf. M x1 = F y 0,5 L1 + a [Nm] 1000 M x2 = F y 0,5 L1 + b [Nm] 1000 a, b Mittenabstand vom Balg bis zur Anschlussstelle [mm] h L 1 c lat c r c z Bogenhöhe [mm] Mittenabstand der Bälge [mm] Lateralfederkonstante [N/mm] Bolzenreibkonstante [N/bar] Zusatzkraft infolge Innendruck und Winkelung [N/bar mm] K L Lastspielfaktor [ ] K Δ Abminderungsfaktor für die Dehnungsaufnahme [ ] F x,y Verstellkraft in x-oder y-richtung [N] M y 1, 2 Momente an den Anschlussstellen [Nm] M x 1, 2 Momente an den Anschlussstellen [Nm] ±Δ zul Zulässiger Lateralweg des Kompensators [mm] Δ Δ 1, 2 p Resultierende Bewegung der Rohrleitung [mm] Bewegungen der Rohrleitungsstränge 1 und 2 [mm] Betriebsüberdruck [bar] Formelzeichen 7

10 Berechnungen Lateralkompensatoren in Drei-Gelenksystemen Allgemein Im Kapitel Angularkompensatoren werden verschiedene Drei-Gelenksysteme behandelt, die jeweils aus drei Angularkompensatoren bestehen. Sind die Gelenkabstände aufgrund beengter Einbauverhältnisse gering, so ist es häufig wirtschaftlicher, zwei Angularkompensatoren durch einen Lateralkompensator zu ersetzen. Bei den Dreigelenksystemen 3W, 3L und 3Z kommen hierfür die Lateralkompensatoren mit der Typenbezeichnung 7710 oder 7720 in Frage, die für eine Bewegungsaufnahme in einer Ebene geeignet sind. Beim Drei-Kardangelenk-W-Bogensystem (3KW) können die beiden Kardankompensatoren durch einen Lateralkompensator mit Bewegungsaufnahme in Kreisebene ersetzt werden. Bei Verwendung der Typen 7410 oder 7420, die eine Doppelkardanausführung darstellen, ist der Ersatz der beiden Kardankompensatoren kinematisch völlig gleichwertig. Beim Einsatz von Lateralkompensatoren in Kugelgelenk-, Kreuzgelenk- oder Gelenklagerausführung (Typen 78..) sind die Anker des Lateralkompensators im System so anzuordnen, dass eine Abwinkelung zum Angularkompensator hin möglich ist (siehe Abb. 9, z. B. Kugelgelenk mit Angularkompensator: Die über den beiden Zugstangen gedachte Verbindungslinie (1) muss parallel zur Bolzenachse (2) des Angularkompensators verlaufen). 1 Um die Berechnungsformeln der Drei- Gelenksysteme bei Verwendung eines Lateralkompensators anwenden zu können, müssen die Federraten und Verstellkräfte in äquivalente Biegesteifigkeiten und Verstellmomente von zwei Ersatz-Angularkompensatoren umgerechnet werden. Diese zwei Ersatz-Angularkompensatoren stellen dann den Lateralkompensator bei der Berechnung des Gelenksystems dar. Die folgende Umrechnung gilt für Lateralkompensatoren in Kugelgelenkausführung nur näherungsweise, da der Gelenkabstand der Kugelgelenke nicht mit dem Balgmittenabstand übereinstimmt. Sind genaue Systemberechnungen im Einzelfall erforderlich, so bitten wir um Ihre Rückfrage. Die Biegefederkonstante c eines Ersatz- Angularkompensators berechnet sich aus der Lateralfederkonstanten c lat des Lateralkompensators wie folgt: c α = c lat L 12 π 10 3 [ Nm ] o Die angulare Bolzenreibkonstante c r eines Ersatz-Angularkompensators berechnet sich aus der lateralen Reibkonstanten c r (lat) des Lateralkompensators wie folgt: c r = c r (lat) L1 [ Nm ] 2000 bar Das angulare Zusatzmoment c z eines Ersatz-Angularkompensators berechnet sich aus der lateralen Zusatzkraft c z(lat) des Lateralkompensators wie folgt: π 10 3 [ Nm ] c z = c z (lat) L bar 1 o 1 Die zulässige angulare Dehnungsaufnahme des Ersatz-Angularkompensators ± zul berechnet sich aus der zulässigen lateralen Dehnungsaufnahme ±Δ zul wie folgt: Abb. 9 2 ± α zul = ± arcsin ( Δzul ) [Grad] L 1 8 In einem Drei-Gelenksystem können nur Lateralkompensatoren mit zwei Zugankern eingesetzt werden. Bei Lateralkompensatoren mit drei und mehr Zugankern ist eine Winkelung nicht mehr möglich. c lat c r(lat) c z(lat) L 1 Lateralfederkonstante [N/mm] Bolzenreibkonstante [N/bar] Zusatzkraft infolge Innendruck und Winkelung [N/bar mm] Mittenabstand der Bälge [mm]

11 Programmübersicht Lateralkompensator Balg aus (bis DN 50) bzw (ab DN 65), bds. Anschweißenden aus C-Stahl, äußere Verspannung aus C-Stahl, geeignet für Bewegungsaufnahme in einer Ebene Typ BKT-7710 (alt: 307/270 oder 272) DN... / PN... / Δ lat... / Bl... Lateralkompensatoren für Bewegungsaufnahme in einer Ebene Verspannungsausführung abhängig vom Fertigungsprogramm Lateralkompensator Balg aus (bis DN 50) bzw (ab DN 65), bds. Flanschanschluss aus C-Stahl, äußere Verspannung aus C-Stahl, geeignet für Bewegungsaufnahme in einer Ebene Typ BKT-7720 (alt: 307/271 oder 273) DN... / PN... / Δ lat... / Bl... Verspannungsausführung abhängig vom Fertigungsprogramm 9

12 Programmübersicht Lateralkompensatoren in Kugelgelenkausführung für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Lateralkompensator in Kugelgelenkausführung Balg aus (bis DN 50) bzw (ab DN 65), bds. Anschweißenden aus C-Stahl, äußere Verspannung aus C-Stahl, geeignet für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Typ BKT-7810 (alt: 307/280 oder 282) DN... / PN... / Δ lat... / Bl... (DVGW-Zulassung: DN 50 DN 600 / PN 16 DN 200 DN 600 / PN 10) Verspannungsausführung abhängig vom Fertigungsprogramm Lateralkompensator in Kugelgelenkausführung Balg aus (bis DN 50) bzw (ab DN 65), bds. Flanschanschluss aus C-Stahl, äußere Verspannung aus C-Stahl, geeignet für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Typ BKT-7820 (alt: 307/281 und 283) DN... / PN... / Δ lat... / Bl... (DVGW-Zulassung: DN 50 DN 600 / PN 16 DN 200 DN 600 / PN 10) Verspannungsausführung abhängig vom Fertigungsprogramm Lateralkompensator in Kugelgelenkausführung Balg und Bördel aus (bis DN 50) bzw (ab DN 65), bds. Bördelflansche aus C-Stahl, äußere Verspannung aus C-Stahl, geeignet für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Typ BKT-7850 (alt: 307/285 und 287) DN... / PN... / Δ lat... / Bl... 10

13 Programmübersicht Lateralkompensator in Kreuzgelenkausführung Balg aus , bds. Anschweißenden aus C-Stahl, Rückhaltekonstruktion in Ankerplattenausführung aus C-Stahl, geeignet für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Typ BKT-7810 DDO (alt: 307/286) DN... / PN... / Δ lat... / Bl... Lateralkompensatoren in Kreuzgelenkausführung für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Flanschausführung Typ BKT-7820 BDO Doppel-Kardankompensator Balg aus (DN 50) bzw (ab DN 65), bds. Anschweißenden aus C-Stahl, äußere kardanische Verspannung aus C-Stahl, geeignet für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Typ BKT-7410 (alt: 307/290) DN... / PN... / Δ lat... / Bl... Lateralkompensatoren mit kardanischer Verspannung für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Doppel-Kardankompensator Balg aus (DN 50) bzw (ab DN 65), bds. Flanschanschluss aus C-Stahl, äußere kardanische Verspannung aus C-Stahl, geeignet für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Typ BKT-7420 (alt: 307/291) DN... / PN... / Δ lat... / Bl... Lateralkompensator in Gelenklagerausführung Balg aus , bds. Anschweißenden aus C-Stahl, Rückhaltekonstruktion in Ankerplattenausführung aus C-Stahl, geeignet für Bewegungsaufnahme in Kreisebene Typ BKT-7810 BEO (alt: 307/288) DN... / PN... / Δ lat... / Bl... Sonderausführungen Flanschausführung Typ BKT-7820 BEO 11

14 Montagehinweise Sicherheitshinweise Festpunkte und Rohrführungen vor dem Füllen und Abdrücken der Anlage fest montieren. Den Stahlbalg vor Beschädigung und Verschmutzung (z. B. Schweiß-, Gips-, Mörtelspritzern) schützen. Dampfleitungen so verlegen, dass keine Wasserschläge auftreten können. Dies ist durch ausreichende Entwässerung, Isolierung und Vermeidung von Wassersäcken sowie durch Gefälle der Leitung erreichbar. Bei Kompensatoren mit Leitrohren die Flussrichtung beachten. In unmittelbarer Nähe von Reduzierstationen, Heißdampfkühlern und Schnellschlussventilen sollte der Einbau von Kompensatoren vermieden werden, wenn durch Turbulenz hochfrequente Schwingungen zu erwarten sind, oder es müssen besondere Maßnahmen (z. B. Einbau von starkwandigen Leitrohren, Lochblenden, Beruhigungsstrecken) getroffen werden. Sind im Medium hochfrequente Schwingungen oder Turbulenzen bzw. hohe Strömungsgeschwindigkeiten zu erwarten, empfehlen wir den Einbau von Kompensatoren mit Leitrohr. Ist DN 150, empfehlen wir bei Luft, Gas oder Dampf den Einbau von Kompensatoren mit Leitrohr, wenn die Strömungsgeschwindigkeit 8 m/s und bei Flüssigkeit 3 m/s übersteigt. Strömungsgeschwindigkeit v [m/s] Dampf / Gas Flüssigkeit Nennweite DN Einbau von Lateralkompensatoren in Gasleitungen: Wegen der Schraubverbindung ist beim Einbau in Gasleitungen nur ein Betriebsüberdruck von maximal 4 bar zulässig. Gummidichtungen dürfen nicht geölt oder gefettet werden. Sauerstoffleitungen dürfen nicht mit Öl oder Fett in Berührung kommen. Sonst besteht Explosionsgefahr! Montagehinweise Rohrführung, Rohrlagerung Beim Einbau von Lateralkompensatoren, die Dehnungen seitlich nur in einer Ebene aufnehmen können, auf Übereinstimmung zwischen Richtung der Rohrdehnung und Bewegungsmöglichkeit der Kompensatoren (senkrecht zur Bolzenachse) achten Die maximalen Dehnungsaufnahmen im Prospekt Technische Daten beachten. 12 Lateralkompensatoren stellen keine besonderen Ansprüche an die Führungslager. Bei kurzschenkligen Maschinenhausleitungen erübrigen sich Führungslager. Das Gewicht der Rohrleitung (incl. Medium und Isolierung) sowie alle Wind- und Zusatzlasten durch geeignete Rohraufhängungen oder Lager abfangen. Bewegungen des Kompensators dürfen nicht behindert werden! Bei langen Rohrleitungen vor und hinter dem Lateralkompensator ein Führungslager vorsehen.

15 Montagehinweise Zwischen zwei Festpunkten immer nur einen Lateralkompensator einbauen. Die Festpunkte haben den Eigenwiderstand des Kompensators, resultierend aus der Biegefestigkeit der Bälge und der Bolzenreibung der Gelenklager sowie die Reibungskräfte der Führungslager aufzunehmen. HINWEIS Rohrführungen mit zu großen Reibungswiderständen infolge zu hoher Flächenpressung, Verschmutzung oder Rostansatz können blockieren und führen zu erheblichen Spannungsspitzen in den Rohrleitungen, Festpunkten und Anschlüssen. Festpunkte Lateralkompensatoren in Kugelgelenkausführung eignen sich zur Kompensierung mechanischer Schwingungen in Druckleitungen seitlich in Kreisebene wie z. B. bei Pumpen, Kompressoren und sonstigen Kraftmaschinen. Ist die Maschine auf einem Betonsockel fest montiert, genügt in den meisten Fällen der Einbau eines Lateralkompensators. Ist jedoch die Maschine auf einem Schwingfundament montiert, sind zwei Lateralkompensatoren als 90 o -W-Bogensystem vorzusehen, um die allseitigen Schwingungen kompensieren zu können. Unmittelbar hinter dem Kompensator ist ein vom Schwingungsfundament unabhängiger Festpunkt unbedingt erforderlich! Den Kompensator möglichst direkt an das schwingende Aggregat anbauen. Der Einbau erfolgt ohne Vorspannung! ACHTUNG Schwingungen sehr hoher Frequenzen auf Grund starker turbulenter Strömungen, wie sie z. B. nach Sicherheits-, Reduzier- und Schnellschlussventilen auftreten, sowie Schwingungen, die durch schwingende Gas- oder Flüssigkeitssäulen verursacht werden, können in der Regel nicht kompensiert werden. Schwingungskompensation Schwingungen lateral Schwingungen allseitig FP FP Aggregat FP Aggregat HINWEIS Der zulässige Betriebsdruck ergibt sich aus dem Nenndruck unter Berücksichtigung der Abminderungsfaktoren gemäß den Angaben im Prospekt Technische Daten. Bei höheren Temperaturen Nenndruck entsprechend den Abminderungsfaktoren gemäß den Angaben im Prospekt Technische Daten. Betriebsdruck Lateralkompensatoren werden in der Regel mit 50 % der Dehnungsaufnahme vorgespannt eingebaut, wobei die Einbringung der Vorspannung zweckmäßigerweise am fertiggestellten System erfolgt. Bei der Vorspannung die jeweilige Einbautemperatur der Rohrleitung berücksichtigen, dies gilt insbesondere bei Freileitungen. Weicht die Einbautemperatur von der niedrigsten Auslegungstemperatur ab, Vorspannung entsprechend dem Vorspanndiagramm reduzieren. Vorspannung 13

16 Montagehinweise Vorspanndiagramm Temperatur-Differenz in C zwischen Einbau- und tiefster Temperatur Dehung der Rohrleitung bei Einbautemperatur in mm Länge der Rohrleitung in m Gesamt Federung des Kompensators in mm Vorspannung des Kompensators in mm gültig für Rohrleitungen aus St Beispiel zum Diagramm Lateralkompensator für Rohrleitung von 140 m Länge: Niedrigste Temperatur 7 o C. Höchste Temperatur o C. Größte Dehnung entsprechend 300 o C Erwärmung = 500 mm. Der Lateralkompensator soll 50 % dieser Dehnung = 250 mm vorgespannt, d. h. der Dehnung der Rohrleitung entgegengerichtet, gespannt werden. Beim Einbau ist der Vorspannung besondere Beachtung zu schenken. Die Temperatur am Tage des Einbaus betrage nicht 7 o C, sondern +20 o C. Hieraus ergibt sich eine entsprechende Dehnung der Rohrleitung von 45 mm, um die der Lateralkompensator weniger vorzuspannen ist: = 205 mm. Das Diagramm zur Ermittlung der Vorspannung ermöglicht sofortige Feststellung dieses Wertes ohne Zwischenrechnung: 1. Temperaturdifferenz zwischen Einbauund tiefster Temperatur +20 o C ( 7 o C) = 27 o C. 2. Länge der zu kompensierenden Rohrstrecke = 140 m. 3. Ziehe von Punkt 27 o C eine Senkrechte bis zu dem m -Strahl. 4. Ziehe eine Waagerechte von diesem Schnittpunkt auf die Linie Dehnung der Rohrleitung in mm, es ergibt sich, wie oben angegeben, das Maß von 45 mm. 5. Verbinde Punkt 45 mm mit Gesamtfederung = 500 mm und verlängere die Verbindungsgerade bis zum Schnitt der Linie Vorspannung des Kompensators in mm. Es ergibt sich eine Vorspannung von 205 mm. Um dieses Maß ist der Lateralkompensator beim Einbau in die Rohrleitung entgegenzuziehen.

17 Montagehinweise Vor Inbetriebnahme kontrollieren, ob die Leitungen mit Gefälle verlegt wurden, um Wassersäcke zu vermeiden. für ausreichende Entwässerung gesorgt ist. Festpunkte und Rohrführungen vor dem Füllen und Abdrücken der Anlage fest montiert sind. bei Kompensatoren mit Leitrohren die Flussrichtung beachtet ist. der Stahlbalg frei von Schmutz, Schweiß-, Gips-, Mörtelspritzern oder anderer Verschmutzung ist. Gegebenenfalls reinigen. alle Schraubverbindungen fest angezogen sind. die allgemeinen Sorgfaltspflichten zur Vermeidung von Korrosionsschäden beachtet sind, z. B. Aufbereitung des Wassers, Verhinderung von Elektrolytbildung in Kupfer- oder verzinkten Leitungen. Kontrolle Isolierung Die Kompensatoren können genau wie die Rohrstrecke isoliert werden. Bei Kompensatoren ohne Schutzmantel bauseits eine gleitfähige Blechhülse um den Kompensator legen, damit sich das Isoliermaterial nicht in die Wellenvertiefungen bzw. Gelenke legt. Falls der Kompensator unter Mörtelputz gelegt werden soll, ist ein Kompensator mit Schutzmantel erforderlich. Dies gewährleistet die Funktion, schützt vor Verschmutzung und vor Kontakt mit den Baumaterialien. Isolierung Die im Prospekt Technische Daten angegebenen Grenzwerte dürfen nicht überschritten werden. Bei neuverlegten Leitungen sollte das Reinigen durch Ausblasen mit Dampf wegen der Gefahr von Wasserschlägen und unzulässigen Schwingungsanregungen des Balges unterbleiben. Unzulässige Betriebsweisen ACHTUNG Beim Abpressen und während des Betriebs darf der zulässige Probedruck bzw. Betriebsdruck des Kompensators nicht überschritten werden. Übermäßige Druckstöße als Folge von Fehlschaltungen, Wasserschlägen usw. sind nicht zulässig. Einbruch aggressiver Medien vermeiden. Das Anfahren von Dampfleitungen muss so erfolgen, dass das anfallende Kondensat Zeit zum Abfließen hat. Anfahren Wartung Die Lateralkompensatoren sind wartungsfrei. Vor Demontage- und Wartungsarbeiten muss die Anlage drucklos, ausgekühlt und entleert sein. Sonst besteht Unfallgefahr! Wartung 15

18 Kompensatoren- Datenblatt Kompensatoren-Typ: Nennweite DN: Auslegungsbedingungen Auslegungsdruck bar Auslegungstemp. o C Bewegungsaufnahme 1 axial +/ mm 2 angular +/ grd 3 lateral +/ mm Schwingungen Frequenz Hz Amplitude mm Schwing.-Art: Anzahl Lastwechsel Medium Strömungsgeschw. Anbauteile: Inneres Leitohr ja nein Schutzrohr ja nein Sonstige Teile Anschlussart: Anschweißenden Festflansch Losflansch sonstige: Abmessung/ Werkstoff: Zul. technologische Werte: axiale Federrate laterale Federrate angulare Federrate Axialkraft Lateralkraft Angular-Moment Druckreaktionskraft N/mm N/mm Nm/grd N N Nm N Verfügbarer Einbauraum: maximale Länge: max. Durchmesser: mm mm Qualitätskontrollen: Wasserdruckprobe ja nein Dichtheitsprüfung mit Luft ja nein mit Helium ja nein Leckrate mbar l/s Einzelprüfungen zusätzlich BL RL BRR RR Sonstige Röntgen % Farbeindringprüfung % Ultraschall % Magnetpulver-Rissprüfung % BL = Balglängsnähte RL = Rohrlängsnähte BRR = Balgrohrrundnaht RR = Rohrrundnähte Abnahmebedingungen Regelwerke Sonderspezifikationen Abnahmeprüfzeugnis, Werkprüfzeugnis Abnahme durch 16

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20 BOA Balg- und Kompensatoren- Technologie GmbH Lorenzstraße 2-6 D Stutensee Postfach D Stutensee Telefon: +49 (0) Fax: +49 (0) Internet: BK dt.Sto.2230