Сильфонные компенсаторы для трубопроводов: виды и предназначение

Виды и назначение компенсаторов

Компенсаторы трубопроводов — специальные устройства, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

На систему трубопроводов постоянно воздействует множество внешних факторов (давление, температура). Высокие нагрузки (технические характеристики свойства транспортируемых сред) вызывают сжатия и удлинения материалов, из которых изготовлены трубопроводы. Перепады давления, гидравлические удары приводят к их деформации, серьезным повреждениям. При планировании трубопровода приходится учитывать перегрузки системы и выполнять эластичную конструкцию со способностью к самокомпенсации.

Эту роль как раз и выполняют компенсаторы, соединяющие два конца трубопровода, которые берут компенсацию на себя. Это гибкие устройства, они могут растягиваться в пределах своей деформации и обеспечивать высокую герметичность.

Применяются по своему назначению в ЖКХ, строительстве, ВПК, нефтяной и газовой промышленности, в энергетике, судостроении, в атомной промышленности и многих других.

Виды компенсаторов:

Основными параметрами для выбора компенсатора являются: температура среды, давление, агрегатное состояние перемещаемой среды.

Сильфонные компенсаторы. Они достаточно практичны и эффективны в эксплуатации, они обладают малыми размерами, а устанавливать их достаточно просто и легко. Кроме этого сильфонные компенсаторы обладают отличной стойкостью и надежностью, они могут выдерживать большие нагрузки и сохранять свои функции при расположении труб в тяжелых эксплуатационных условиях. Основным местом применения сильфонных компенсаторов являются системы с жидкими и парообразными средами, работающие при высоких давлениях и высоких температурах. Сильфонные компенсаторы предназначены для компенсации температурных расширений, несоосностей трубопроводов и вибрационных воздействий. Широко применяются в энергетике, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности.

Сальниковые компенсаторы. Предназначены для компенсации температурных деформаций трубопроводов водяных и паровых теплосетей, с параметрами воды и пара: рабочем давлении до 2,5 МПа (25 кгс/см2), температуре воды до 200˚С, температуре пара до 300˚С. Это самый старый, применяемый по сей день вид компенсаторов. Сальниковые компенсаторы имеют существенные недостатки по сравнению с сильфонными. Это – постоянный контроль протечек, нетерпимость к угловым напряжениям, трудности ремонта, высокие денежные затраты на обслуживание, в том числе на содержание персонала. Из плюсов – высокая компенсирующая способность.

Линзовые компенсаторы. Предназначенные для компенсации температурных расширений и приданию жесткости трубопроводу, в котором необходимо поддержание относительно высокого давления. Готовые изделия отличаются сравнительно низкой самокомпенсацией, имеют много сварочных швов, из-за чего снижается их надежность. Но имеют большую прочность и способны выдерживать высокие значения угловых и осевых напряжений. Также данный вид компенсаторов применяют для компенсации давлений в емкостях (бойлерах). Такие компенсаторы могут быть с одной, двумя, тремя и четырьмя линзами.

Антивибрационные компенсаторы. Необходимы для понижения вибрации и шума. Гибкие вибровставки из резины применяют, если необходимо устранить передачу в трубопроводах вибрации. Устройство сдерживает чрезмерное удлинение и расширение труб, снижает до определенного уровня гидравлические удары, препятствует развитию электролитической коррозии.

Источник: tpa.vgs.ru

Сильфонные компенсаторы

Сильфонный компенсатор – это устройство, предназначенное для компенсации возникающих в процессе эксплуатации трубопроводов деформаций, которая возможна за счет гибкого элемента (сильфона). Деформации неизбежно возникают из-за температурных изменений внутренней и внешней среды трубопровода, из-за внешних факторов, погодных явлений, монтажных работ.

Сильфонные компенсаторы применяются с целью уменьшить пагубное влияние на трубопровод разрушительных сил. Установка такого устройства на трубопроводе значительно продлевает его срок службы.

Классификация компенсаторов

Существует три типа деформации трубопровода, с которой борется наш сильфон:

  • сжатие и растяжение;

  • изгиб;

  • смещение оси.

Соответственно одна из градаций сильфонных компенсаторов проводится по принципу работы с каким-то видом деформации трубопровода.

Осевые сильфонные компенсаторы, предназначены для компенсации температурных расширений трубопровода возникающем при движении теплоносителя по нему, за счет движения сильфона в осевом направлении. Применяют осевые компенсаторы в трубопроводных системах большой длины и малой длины, во всех сферах промышленности. Можно с уверенностью сказать, что это самые популярные и часто используемые компенсаторы. Они просты, надежны в работе и не нуждаются в обслуживании.

Угловые сильфонные компенсаторы за счет изгиба оси сильфона по дуге, смещают оси патрубков под углом в одной плоскости. Данные компенсаторы устанавливаются на трубопроводах, которые имеют колена в разных плоскостях. Угловые компенсаторы позваляют стабилизировать работу всей системы, устраняя опасные деформации.

Сдвиговые сильфонные компенсаторы используют деформацию сильфона, за счет которой появляется возможность смещать патрубки в различных плоскостях при параллельности их осей. Сдвиговые компенсаторы используются на длинных участках трубопроводов, где небольшая несоосность трубы появляется в следствие наличия большого количества элементов, а так же невозможности проведения идеального монтажа.

Существуют так же сильфонные компенсаторы предназначенные для комбинированных видов деформации: сдвигово-осевые, поворотно-осевые, универсальные.

Встречаются и другие виды сильфонных компенсаторов, например, стартовые.

Стартовые сильфонные компенсаторы, предназначены для ввода в эксплуатацию нового трубопровода. Для компенсации температурных деформаций при заполнении теплоносителем труб в процессе ввода трубопроводной сети в эксплуатацию. Стартовые компенсаторы срабатывают всего один раз, после чего становятся элементом трубы.

Основным элементом стартового компенсатора является сильфон, установленный внутри двух защитных кожухов. При поступлении горячего теплоносителя в трубу, сильфон сжимается, компенсируя деформацию системы. Полностью сработав, сильфонный компенсатор исключается из сети, для чего его кожухи свариваются между собой. По своему виду стартовый сильфонный компенсатор напоминает обычный осевой, самый простой КСО. Однако в осевом компенсаторе заложен куда больший запас хода.

Читайте также:  Как установить джакузи своими руками, схема подключения

Встречаются и другие виды сильфонных устройств:

  • Разгруженные сильфонные компенсаторы предназначены для компенсационной работы на отводе труб без передачи сил реакции от повышенного или пониженного давления на прилегающие фиксированные опоры.
  • Неразгруженные сильфонные компенсаторы, соответственно, дают нагрузку на опоры.

Устройство

Сильфонный компенсатор состоит из нескольких частей:

  • Из одного или нескольких сильфонов – тонкостенных гофрированных оболочек из антикоррозионной нержавеющей стали. Разное количество сильфонов позволяет увеличивать компенсирующую способность устройства.
  • Патрубков или фланцев (бывают жесткие или свободные) из малоуглеродистой или нержавеющей стали, служащих для присоединения компенсатора к трубопроводу. Чаще всего используются патрубки, которые позволяют банально приварить устройство к трубопроводу. Фланцы применяются когда нет возможности использовать сварку из-за опасного теплоносителя, либо когда технически не провести сварочные работы, когда компенсатор находится в труднодоступном месте.
  • Внутреннего экрана, применяемого для направления движения среды и защиты сильфона от теплоносителя.
  • Защитного кожуха, закрепленного на стойках винтами, основная задача которого защищать сильфон от внешних негативных факторов.
  • Конструкции тепловой изоляции из пенополиуретана или минеральной ваты с защитной полиэтиленовой или оцинкованной оболочкой в зависимости от способа прокладки трубопровода, а так же системы оперативного дистанционного контроля (ОДК), которая позволит контролировать работу данного узла.

Технические характеристики

Для того чтобы понять какой тип конструкции необходим, инженеры проводят расчет компенсатора, в котором учитывают все требования предъявляемые к нему. Эскиз сильфонного компенсационного устройства (СКУ) с тепловой изоляцией из пенополиуретана (ППУ)

Основными данными для расчета служат:

  • Dn – условный диаметр (проход) компенсатора;
  • Pn – давление в трубопроводе;
  • характеристики рабочей среды – ее тип, ее агрегатное состояние, взрывоопасность, ее температура и скорость движения, примеси;
  • характеристики окружающей среды – температура, сейсмичность;
  • компенсирующая способность компенсатора – числовое значение, указываемое в миллиметрах или градусах, в зависимости от ее типа (осевая, сдвиговая, угловая);
  • тип присоединения к трубопроводу – патрубки, фланцы, их материалы, ГОСТ;
  • требования к конструкции – внутренний экран (гильза), защитный или транспортировочный кожух, предварительное растяжение/сжатие, заданная строительная длинна;
  • ресурс – срок службы, количество циклов работы;
  • дополнительные требования – северное исполнение, если устройству предстоит работать в условиях холода.

По эскизам разрабатывается техническая документация, которая выпускается к каждому устройству.

Применение

Отрасли в которых применяются сильфонные компенсаторы:

  • добыча и транспортировка нефти и газа (нефтедобывающая и газодобывающая);
  • отопление и водоснабжение жилых и производственных зданий;
  • химическая, нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность
  • энергетический комплекс;
  • судостроение и авиастроение;
  • автомобилестроение и моторостроение;
  • строительство и эксплуатация тепловых сетей;
  • военно-промышленный и авиакосмический комплекс;
  • атомная промышленность;
  • криогенная техника;
  • жилищно-коммунальное хозяйство.

Используются сильфонные компенсаторы во многом благодаря своему преимуществу в герметичности и температуростойкости перед другими компенсаторами (сальниковыми, линзовыми, резиновыми, тканевыми). К тому же металлический сильфон работает надежнее и имеет большой запас хода.

Важным достоинством сильфонных компенсаторов является метод их установки, их возможно установить в любом месте трубопровода, независимо от способа его прокладки, и без необходимости строительства специальных камер.

В настоящее время большое количество заводов сосредоточено на изготовлении подобных устройств, поэтому на сильфонном рынке всегда достаточно предложений.

Источник: silphon.ru

Сильфонные компенсаторы для труб и трубопроводов

Вопрос обеспечения безопасности при транспортировке различных сред является очень важным. Именно поэтому речь пойдет о применении сильфонных компенсаторов как об одном из способов обеспечения надежности и долговечной работы систем коммуникаций.

При транспортировке жидкостей или газов участки трубопровода подвергаются постоянному воздействию внешних отрицательных факторов, к которым относят расширение и сжатие при перепаде температуры, механические волны, изменение параметров перекачиваемого вещества и напряжение по причине оседания фундамента. С целью снижения вероятности возникновения деформации и увеличения продолжительности периода работы коммуникаций применяются компенсаторы сильфонного типа, уменьшающие различные типы нагрузки.

Материалом для изготовления сильфонных компенсаторов является нержавеющая сталь, способная оставаться работоспособной в высоком диапазоне температур и давлений. Этим объясняется высокая надежность компенсирующих устройств данного типа в вопросе защиты коммуникаций от негативных последствий гидроудара, растяжений, изломов и остальных деформаций.

Сальниковые компенсаторы относятся к скользящим устройствам осевого действия, которые компенсируют возмущения при помощи телескопической трубы или сжатием вставок-пружин.

Компенсирующие устройства применяются:

  • в местах соединения участков трубопровода, не обладающих сносностью прижаться друг к другу;
  • в местах подключения различных механизмов к трубопроводу.

Устройства и типы

В конструкции компенсирующего устройства выделяют сильфон и арматуру. Сильфон это труба с тонкими стенками, изготавливаемая из нержавеющей стали или композитов в виде гофры. Число и толщина гофр, влияющие на прочностные характеристики, определяются на основе перекачиваемой среды и параметров работы.

Перемещение трубы может быть угловым, линейным или сдвиговым. Кожух примыкает к соединительным элементам в виде специальных трубок с целью защиты конструкции.

Арматура отличается по конструкции, выбор конкретной находится в зависимости от вида объекта и выполняемых функций. По виду соединительной арматуры компенсирующие устройства сильфонного типа различают на соединяемые фланцем и сваркой. Шарниры и другие подвижные конструкции являются составляющими элементами арматуры.

В большинстве случаев арматура изготавливается из латуни, бронзы или нержавеющей стали Компенсаторы сильфонного типа дают возможность создавать соединения, которые не смогут пропустить ни жидкость, ни газ даже в условии постоянных нагрузок. При перепаде температуры и давления устройство подвергается некоторому сужению или расширению. Отказ от применения компенсаторов значительно снижает срок службы коммуникации. Главными параметрами компенсаторов считают их габариты, форму и значение максимального давления.

По виду деформации компенсирующие устройства различают на:

  • с внутренним экраном или защитным кожухом
  • по марке нержавеющей стали, используемой для изготовления сильфона;
  • по марке нержавеющей стали, используемой для изготовления кардана, шарнира, стяжной шпильки;
  • с фланцевым, резьбовым и сварным соединением к трубе;

По исполнению эти устройства различают на:

  • по условному диаметру;
  • по рабочему давлению;
  • по температурному режиму;
  • по перемещаемой среде: водные, газовые, паровые, для нефтепродуктов, для агрессивных веществ.

Где применяются компенсаторы. Их преимущества.

Компенсирующие устройства сильфонного типа широко применяют в различных областях. К ним можно отнести:

  • системы отопления домов и промышленных площадей;
  • предприятия нефтяной и газовой промышленности;
  • объекты ВПК
  • химическое, энергетическое и пищевое производства;
  • объекты автомобильной отрасли;
  • заводы по выпуску криогенной техники.

К преимуществам этих устройств относят:

  • высокую надежность;
  • долговечность;
  • легкость обслуживания и монтажа;
  • небольшие размеры;
  • различные конфигурации
  • возможность изготовления по персональному заказу.

Обозначение компенсаторов сильфонного типа.

Рассмотрим это на примере следующего сильфонного компенсатора, имеющего обозначение:1КСОFр.K3 150-15-100-10-10.

Первая цифра 1 говорит о числе секций устройства. КСО обозначает тип компенсатор, в данном случае: осевой компенсатор сильфонного типа. Fp говорит о соединении фланец плюс патрубок. Та же буква, но без знака в нижнем регистре обозначает соединение только фланцем. Буква К означает присутствие в конструкции защитного кожуха, а буква З — внутреннего экрана. Цифра 150 помогает установить условный диаметр устройства, а 15 понять условное рабочее давление. Далее идет ряд из трех цифр, обозначающий компенсирующую способность. Первая цифра показывает осевую, вторая сдвиговую, третья угловую. Таким образом, устройство обладает такими компенсирующими характеристиками: 110, 12, 12 миллиметров соответственно.

Цена на компенсаторы сильфонного типа составляет от 150 до 600 рублей, что делает их привлекательными для покупателя. Компенсаторы других типов стоит значительно дороже.

Требования по монтажу и сборки

Эти требования включают в себя следующее:

  • компенсаторы сильфонного типа следует монтировать в сборе одновременной со сборкой всего трубопровода;
  • монтажные габариты следует соблюдать согласно параметрам в чертежах;
  • на корпус устройства наносится стрелка, направление которой должно указывать на направление перемещения перекачиваемой среды.
  • необходимо исключить любые нагрузки при сборке.

Соединение компенсирующего устройства может осуществляться с помощью фланцев соединительных, муфты или с применением сварки.

Итак, в этой статье были рассмотрены всё, что необходимо знать о сильфонных компенсаторах. Главным выводом из всего вышесказанного является следующее: компенсирующие устройства необходимо использовать в обязательном порядке при сооружении трубопроводов с целью обеспечения надежности и более длительного периода эксплуатации.

Источник: o-trubah.com

Сильфонный компенсатор: классификация и предназначение устройства

При монтаже трубопроводов в различных системах обязательно учитывается такое приспособление, как сильфонный компенсатор. Об этом немаловажном устройстве мы и поговорим подробнее в данной статье.

Описание изделия

Сильфонный компенсатор представляет собой растяжимое и гибкое в пределах условной деформации устройство. Предназначение его довольно-таки обширное:

  • Компенсирует температурные расширения трубопроводов, а также несоосности из-за погрешностей при монтаже.
  • Уменьшает вибрационные нагрузки, вызванные работающим оборудованием.
  • Повышает герметичность трубопровода.

Установка сильфонных компенсаторов особенно актуальна в многоэтажках. В этом случае монтаж данного изделия позволяет уменьшать нагрузки в междуэтажных горизонтальных отводах трубопровода. Указанное приспособление имеет основную рабочую часть, называемую сильфоном. Это упругая гофрированная оболочка из металла. Она способна сжиматься и растягиваться, изгибаться или сдвигаться, когда изменяются длина, нарушается соосность трубопровода (вследствие изменения температуры, давления и других воздействий).

Достоинства

Сильфонный компенсатор имеет следующие преимущества:

  1. Возможность монтажа на различных участках трубопровода.
  2. Малые габариты.
  3. Способность работать в любых условиях, при большом диапазоне температуры и давления.

Классификация

Различия в конструкции данных устройств обусловлены их назначением: для компенсации угловых, продольных расширений, отклонений от соосности, вибрационных воздействий. Таким образом, различают следующие виды рассматриваемых устройств

– Осевые (аксиальные). Они компенсируют температурное расширение в осевом направлении трубопровода.

– Угловые (ангулярные). Компенсируют смещение осей патрубков. Ось сильфона данного изделия изогнута по дуге.

– Компенсаторы сильфонные универсальные. Имеют внутренний экран, сдвиговое и поворотное устройство. Состоят такие изделия из одного или двух сильфонов и присоединительной арматуры. Они компенсируют осевые, сдвиговые и угловые смещения относительно оси, а также предотвращают вибрации трубопроводов и оборудования.

Материал изготовления

В настоящее время рынок предоставляет огромный ассортимент указанной продукции. Данные устройства могут быть изготовлены из различных материалов:

1. Сильфонные компенсаторы стальные. Они компенсируют большие нагрузки, вызванные тепловым расширением трубопровода. Их изготавливают из высококачественных материалов. В данном случае используют несколько слоев тонкой нержавеющей стали марок 08Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т. Химические и механические свойства этого материала проверяет входной контроль на заводе-изготовителе. Это гарантирует качество стали, из которой изготавливается сильфонный компенсатор. Слои тонкого металла формируют в сильфон методом гидравлической прессовки или раскатки. Чем тоньше они, тем больше срок эксплуатации изделия в целом. Данная продукция применяется в трубопроводах местного и магистрального назначения.

2. Резиновые компенсаторы. Их изготавливают из специального синтетического каучука, имеющего кордное армирование. Эксплуатационный срок такого изделия составляет около 20 лет. При этом данное устройство не требует ремонта и обслуживания.

3. Компенсаторы тканевые. Они восприимчивы к смещениям, механическим нагрузкам, колебаниям и вибрациям в осевых и поперечных направлениях. Их применяют для компенсирования деформаций в разнообразных газопроводных трубопроводах.

Источник: fb.ru

Сильфонный компенсатор

Сильфонный компенсатор представляет собой разновидность трубопроводной арматуры и может иметь один или более сильфонов. Он используется в сложных системах трубопровода и выполняет функцию компенсатора при изменении геометрических параметров отдельных его участков. Такие искажения происходят в результате расширение материала труб по причине воздействия на них высоких температур. Также одной из причин могут быть выполняемые монтажные работы.

Основные характеристики

Сильфоны, из которых и выполнен сам компенсатор, представляют собой тонкостенные гофрированные оболочки и могут иметь один и или несколько слоев. Производятся они из нержавеющей стали, устойчивой к воздействию коррозии. Патрубки, которые необходимы для соединения компенсатора с трубопроводом, выполнены из малоуглеродистой стали, а защитный кожух, монтируемый на специальных стойках с помощью винтов – из малоуглеродистой и листовой стали.

Нержавеющая сталь, используемая для производства данных материалов, отличается высоким качеством и отменными прочностными характеристиками, позволяющими выдерживать, как предельно низкие температуры от -260 (что близко к абсолютному нулю) до +1000 градусов Цельсия. Также она устойчива к воздействию давления в 100 атмосфер и выдерживает даже полный вакуум. Именно за счет таких характеристик материала, существенно повышается степень защиты различных трубопроводных систем, что позволяет предотвращать такие негативные явления, как заломы, деформирование, гидроудары, сильные перегрузки, направленные на растяжение и т.д.

Основное предназначение и виды сильфонов

Наиболее часто сильфонные компенсаторы применяются для следующих целей:

  • компенсация температурных расширений;
  • объединение отдельных отрезков системы, в которых располагаются насосы; подключение к трубопроводной системе дополнительных агрегатов. Это могут быть турбины, насосы, компрессоры и множество других приспособлений;
  • предотвращение деформации и всевозможных нежелательных перегрузок.

Арматура, из которой изготовлен сам компенсатор, бывает двух видов: ограничительная и присоединительная. Ее конструкция может иметь ряд отличий – всё зависит от конкретного случая и требуемых свойств. Сильфонные компенсаторы также отличаются в зависимости от типа соединительной арматуры, и могут быть: приварными или фланцевыми. В приварных имеются специальные точки, в которых производится стыковка с трубопроводом.

В отдельных модификациях могут присутствовать различные подвижные элементы и шарниры – кожухи, вставки и другие дополнительные части конструкции. Такой вид компенсатора позволяет, даже при условии воздействия регулярных нагрузок, создавать целостные герметичные соединения, которые будут пропускать через себя газ, пар или жидкость без потерь.

При выборе сильфонных компенсаторов, чаще всего принимают во внимание такие критерии, как:

  • форма;
  • величина;
  • показатель максимального уровня давления.

Исходя из перечисленных особенностей, сильфонные компенсаторы могут разделяться на несколько типов, а именно:

  • осевой – применяется для компенсации при линейных изменениях длины трубопровода, которые образуются в результате резких перепадов температур. Бывают двух- и односекционные;

  • сдвиговой – получают путем соединения ограничительной арматуры с обычным компенсатором. Заканчивается он патрубками или же фланцами. Кроме этого, такой компенсатор оснащается защитными кожухами и направляющими патрубками. Он способен выполнять свои задачи даже при установке перпендикулярно по отношению к оси трубопровода, при сдвинутых соединяемых конструкциях;
  • угловой – имеет в своем составе ограничительную арматуру, которая представлена в виде одноплоскостных шарниров. Такая модель устроена практически идентично сдвиговому и может функционировать в случае воздействия угловых усилий на соединяемые конструкции;
  • универсальный – используется при появляющихся в процессе работы вибрациях и успешно гасит их. Кроме того, он позволяет компенсировать сдвиговые, угловые и осевые перемещения, а также способен снизить уровень шума, создаваемого при эксплуатации трубопровода.

Особенности работы и область применения

Сильфонные компенсаторы в процессе использования могут деформироваться. Существует несколько наиболее частых видов деформации:

Областей, в которых востребованы сильфонные компенсаторы, довольно много, и главными сферами для их применения являются:

  • системы отопления в различных производственных помещениях, а также жилых домах;
  • объекты, связанные с газо- или нефтедобывающими отраслями;
  • всевозможные сферы строительства;
  • промышленность, в частности химическая, пищевая и энергетическая;
  • заводы и различные фабрики, производящие автомобили и другие сложные конструкции;
  • атомная сфера, а также криогенная техника;
  • комплексы военной промышленности.

Преимущества и особенности обслуживания

Главными достоинствами сильфонных компенсаторов считается их длительный срок эксплуатации, а также высокая надежность. К тому же, монтаж всей конструкции – весьма несложная процедура для профессионалов. Также данный узел практически не нуждается в обслуживании. Качественная и эффективная работа, множество доступных конфигураций и типов исполнения, а также небольшие габариты – всё это делает сильфонные компенсаторы в разы привлекательнее, чем стандартные сальниковые устройства. Вдобавок ко всему, вследствие того, что подобные изделия отличаются простотой конструкции и не имеют жестких эксплуатационных требований, в большинстве случаев сильфоны можно производить в соответствии с индивидуальными заказами.

Данные детали устанавливают в любой необходимой точке, по всей длине трубопровода. При этом способ прокладки трубопровода здесь не имеет абсолютно никакого значения. Расстояние до неподвижной опоры, в идеале, должно составлять от 2Ду до 4Ду. Для обслуживания сильфонного компенсатора не требуется много времени или средств. Достаточно просто регулярно осматривать устройство на предмет наличия в нем грязи, коррозии, механических повреждений, и в случае необходимости – выполнять его очистку. К тому же, процесс монтажа сильфонного компенсатора совершенно не требует дополнительного строительства каких-либо специальных к амер.

Источник: www.techmarcet.ru