Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Сильфонные компенсаторы нашли свое применение во многих сферах промышленности. Они успешно работают в газовой и нефтяной отрасли. Их применение обусловлено многими факторами, но важнейшими из них является возможность работы с большим давлением при самых разных внешних условиях.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Эффективность применения сильфонных компенсаторов для газопровода давно доказана, а изделия с каждым годом выходят на все более качественный уровень. Так, например, газовые компенсаторы можно приобрести во многих фирмах, можно у отечественных производителей, а можно у поставщиков, занимающихся поставкой иностранной трубопроводной арматуры.

Особенного дефицита в них нет, но нужно отдавать себе отчет, что на первом месте при работе с газовыми системами должно стоять качество товара, а не его цена.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Общие сведения

Сильфонные компенсаторы для трубопроводов с рабочей средой — газ, часто называют газовыми. (Чаще всего встречается аббревиатура КСГ — компенсатор сильфонный газовый). Используются эти устройства на трубопроводных магистралях с целью:

  • компенсации температурных расширений трубопроводной системы, вдоль ее оси (в некоторой степени устройство работает также с угловыми и сдвиговыми деформациями);
  • для поглощения вибраций газового трубопровода или силового агрегата, возникающих как из-за движения рабочей среды, так и из-за внешних факторов.

Газовые компенсаторы устанавливают на трубопроводы с газом, на выхлопные системы, на насосные станции и дизельные агрегаты с большой вибрацией, на печные установки, работающие с вакуумом. Правильно смонтированный компенсатор позволяет достичь необходимого уровня герметизации, что важно для трубопроводов с большим давлением и с опасной рабочей средой.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Рабочей средой, с которой работает подобное устройство, может быть:

  • обычный воздух;
  • пар;
  • природный газ;
  • выхлопные газы;
  • газовый конденсат;
  • жидкий и газообразный хладон;
  • аммиак в виде газа или жидкости;
  • аргон;
  • другие газообразные и агрессивные среды.

Комплектация

Газовые сильфонные компенсаторы (КСГ) укомплектованы:

  • Сильфоном – основной рабочей частью, которая изготавливается из нержавеющей, коррозиестойкой стали. Сильфон компенсатора может быть многослойным и однослойным, в зависимости от конкретной модели изделия. Гибкость сильфона рассчитывается инженерами завода производителя под конкретный трубопровод, для того чтобы изделие имело необходимую компенсирующую способность.
  • Для соединения с трубопроводом устанавливают патрубки, либо, если сварочные работы на газовом трубопроводе проходить не могут, фланцы. Соединительные элементы могут быть изготовлены из нержавейки, либо используются обычные сплавы. Отметим, что соединительные муфты на газовых трубопроводах практически не применяются. Резьбовое соединение доступно лишь для систем с малым давлением и диаметром трубопровода.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

  • На сильфон может быть установлен защитный кожух или армированная сетка (как в случае, например, с автомобильными компенсаторами). Такая защита предотвратит негативное влияние на сильфон внешних факторов, защитит его. Механические повреждения, которые могут быть получены при транспортировке изделия или уже в процессе эксплуатации, не позволят газовому компенсатору корректно отработать весь положенный срок, поэтому защита сильфона — важная деталь. Если рассматривать защитную сетку, то она сконструирована таким образом, что не оказывает никакого влияния на сильфон, дает ему спокойно работать — сжиматься и разжиматься. При этом она является дополнительным ограничителем, который установит рамки растяжения сильфона. Этот тривиальный элемент газового компенсатора защитит все устройство, когда появятся нагрузки на устройство значительно выше расчетных.
  • Для защиты сильфона изнутри может быть установлен внутренний экран, который не позволяет рабочей среде контактировать с гибким элементом компенсатора. Внутренний экран стабилизирует движение потока внутри трубопровода, не дает возможности появится завихрениям.

В таком виде компенсатор готов к непосредственной работе по устранению смещений в системе трубопровода, вибраций, небольшой несоосности. Система может быть наполнена газом или жидкостями, в нашем случае – газом.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Основные достоинства

Сильфонный компенсатор для газопровода является самым простым и доступным элементом в системе компенсации нагрузок на трубопровод. Он создает базовую компенсирующую способность, устраняя внутренние и внешние негативные силы воздействия на систему. Разрушение газопроводов, использующих сильфонные компенсаторы, происходит в разы реже.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

При этом газовые компенсаторы имеют широкий спектр характеристик, позволяющий использовать их повсеместно. Они работают, как с малым давлением, так и в системах с вакуумом. Температурный диапазон включает, как сверх низкие температуры, так и запредельно высокие. В зависимости от трубопровода, изделие может быть выполнено с разным диаметром.

Газовые сильфонные компенсаторы очень эффективно устраняют вибрации, но что еще очень важно — они значительно снижают уровень шума от рабочей системы.

Монтаж устройств на трубопровод не представляет никаких трудностей.

Главное соблюдать правила безопасности, которые действуют на конкретном объекте, а так же изучить документацию, которую производители поставляют вместе с оборудованием.

Необходимо установить компенсатор соосно и закрепить. Не допускается деформация сильфона, его повреждения. Если компенсатор был поврежден, он уже не ремонтируется.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Основные плюсы этих устройств заключаются в их большой надежности и долговечности, даже вне внимания человека и без какого-либо обслуживания. (Газовые компенсаторы КСГ относятся к классу не ремонтируемых устройств.

) Запас хода сильфонных компенсаторов для газа позволяет им бесперебойно работать несколько десятков лет.

При этом за все время эксплуатации они создают надежный уровень герметизации, который так необходим газовым трубопроводам под давлением.

Такие качества, присущие газовым сильфонным компенсаторам (КСГ), делают их незаменимыми элементами любого газового трубопровода, эксплуатируемого в трудных условиях.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Опыт применения сильфонных компенсаторов на магистральных газопроводах

«Синергия» > Статьи > Опыт применения сильфонных компенсаторов на магистральных газопроводах

Актуальной проблемой при строительстве и эксплуатации магистральных газопроводов является вопрос продольной устойчивости. Впервые потеря продольной устойчивости серьезно отразилась на работоспособности магистрального газопровода Бухара-Урал (Ду 1000 мм).

В результате проведенных исследований были выработаны рекомендации, которые сводились к ограничению разницы температуры укладки, засыпки плетей и сварки замыкающих стыков, более качественному выполнению проектных решений, проведению работ по дополнительному защемлению трубопровода и т.п. Указанные рекомендации не дали желаемых результатов.

  • Потери продольной устойчивости продолжали наблюдаться на системе трубопроводов Средняя Азия-Центр Ду 1200, 1400, а затем в значительных масштабах на северных газопроводах.
  • Проблема обеспечения устойчивости подземных магистральных газопроводов связана с разработкой новых, нетрадиционных технических решений, способствующих компенсации линейных расширений трубопроводов и снижающих напряженно-деформированное состояние до безопасного уровня.
  • Одним из наиболее перспективных направлений является применение многослойных сильфонных компенсаторов, выгодно отличающихся от компенсаторов других типов (линзовых, сальниковых, складчатых, волнистых, лиро- и П-образных, резинометаллических и других): большей компенсирующей способностью при малой жесткости, оптимальными массогабаритными показателями, коррозионной стойкостью к другими.
  • Сильфонные компенсаторы более 40 лет широко используются в судостроительной, авиационной, химической, нефтяной и ряде других отраслей для восприятия статических и динамических перемещений трубопроводов и механизмов компенсации тепловых расширений трубопроводов, а также для снижения уровня вибрации, передаваемой по трубопроводам.
  • Многолетний опыт эксплуатации сильфонных компенсаторов в различных отраслях промышленности показал их эффективность и надежность.
  • Основным элементом сильфонного компенсатора является сильфон — многослойная гофрированная оболочка, способная воспринимать деформации растяжения-сжатия, сдвига и углового поворота (изгиба).
Читайте также:  Пенобетон и газобетон в чем разница: что лучше, отличия пеноблока и газоблока

Сильфоны изготавливаются из многослойной трубы методом гидравлического формования в специальной оснастке. Многослойная труба представляет собой пакет однослойных цилиндрических обечаек, вставленных одна в другую.

Обечайки, в свою очередь, изготавливаются из листовой или рулонной нержавеющей стали толщиной не более 0,5 мм, марки 05Х18Н10Т сваренной аргонно-дуговой сваркой в стык.

Толщина многослойной трубы, а следовательно, и сильфона определяется многими Факторами — внутренним рабочим давлением, величиной рабочего хода, устойчивостью и т.д. Заданная геометрия гофров сильфонов достигается путем применения специальной гидроформовочной оснастки.

Для дополнительного восприятия внутреннего давления рабочей среды, уменьшения жесткости сильфонов и снижения его толщины во впадинах гофров сильфонов предусмотрены армирующие кольца, которые остаются во впадинax гофров во время и после формования сильфонов.

Во время гидроформования сильфона возможно попадание воды между его слоями. Для удаления этой воды сильфоны просушиваются в электропечи в течение 3 ч при температуре 300-350 °С.

Просушенный сильфон приваривается аргонно-дуговой сваркой к кольцам. Сварной шов подвергается радиографическому контролю. К кольцам, в свою очередь, привариваются присоединительные патрубки с разделкой под приварку к газопроводу.

Все сварные швы сильфонного компенсатора подвергаются радиографическому контролю.

В связи с тем, что во время эксплуатации сильфонного компенсатора в составе газопровода возможно воздействие на газопровод и сильфонный компенсатор боковых сил (подвижка грунтов, ветровые нагрузки и т.д.

), для предотвращения разрушения сильфонного компенсатора в его конструкции предусмотрен наружный защитный кожух. При этом толщинa кожуха (8 мм) выбрана с учетом равнопрочности сильфонного компенсатора и газопровода при воздействии боковых сил.

Для этой цели служит упорное кольцо, ограничивающее перемещение сильфонов в радиальном направлении при действии боковых сил. Присоединительный патрубок имеет гладко обработанную наружную поверхность.

По данной поверхности происходит скольжение уплотнительных прокладок, препятствующих попаданию влаги и грунта в полость между сильфоном и кожухом во время эксплуатации сильфонного компенсатора. Для установки этих уплотнительных прокладок служат цилиндр и кольцо, затягиваемое болтами.

Таким образом, с помощью цилиндра, колец и кожуха между кожухом и сильфоном создается замкнутая полость, куда в случае разгерметизации сильфона начинает поступать газ.

Для своевременного обнаружения утечки газа в кольце предусмотрено отверстие для установки датчика течки газа, а в самом сильфоне во всех слоях, кроме внутреннего, просверлены отверстия диаметром 1,5-2 мм на цилиндрическом участке в районе приварки сильфона к кольцу.

В связи с тем, что в начале разрушения сильфона разрушается внутренний слой, а остальные слои остаются целыми еще какое-то время, газ под внутренним (разрушенным) слоем через отверстие попадает в замкнутую полость между кожухом и сильфоном, где на него реагирует датчик. Так как разрушение слоев происходит постепенно, начиная с внутреннего, спонтанного выхода из строя не происходит. Сильфонный компенсатор сохраняет работоспособность в течение 2-10 недель, достаточных для его замены на новый сильфонный компенсатор.

Для снижения аэродинамического сопротивления сильфонного компенсатора и уменьшения влияния скоростного напора потока рабочей среды и исключения механических повреждений гофров сильфона в конструкции сильфонного компенсатора предусмотрены внутренние направляющие патрубки.

Указанные сильфонные компенсаторы предпочтительно эксплуатировать с применением монтажного натяга (изменение длины сильфонного компенсатора в сторону противоположную его рабочему ходу), т.е.

заранее подвергая его растяжению и увеличивая тем самым его компенсирующую способность на сжатие.

Для этой цели в конструкции сильфонного компенсатора предусмотрено специальное приспособление, состоящее из шпильки, втулки, швеллера и гаек, которые после монтажа сильфонного компенсатора в газопровод удаляются.

Опыт эксплуатации сильфонного компенсатора в течение 30-40 лет позволяет сделать заключение о том, что при соблюдении требований нормативно-технической документации срок их эксплуатации исчисляется десятками лет.

Вместе с тем, развитие судостроительной, авиационной и других отраслей промышленности ставит задачи создания новых конструкций сильфонных компенсаторов, воспринимающих различные виды длительных нагрузок в особо тяжелых условиях эксплуатации при повышенных давлениях, температурах и агрессивности сред.

До настоящего времени в системах магистральных газопроводов эксплуатируется около 3500 ГРС, обеспечение надежности и безопасной эксплуатации которых требует проведения коренной реконструкции их технологических газопроводов, к которым следует отнести, прежде всего, коммуникации узла редуцирования, испытывающие нагрузки от перемещения подземных коллекторов при пучении грунтов и вибрации, обусловленной сверхкритическими скоростями редуцируемого газа.

Обеспечение устойчивости и безопасности эксплуатации реконструкциированных и проектируемых узлов редуцирования возможно при принятии новых решений по конструкции коммуникаций.

Одним из таких решений является использование сильфонного компенсатора как на низкой, так и на высокой сторонах узла редуцирования (рис.1). Для реализации принципиально нового решения необходимо знание характера и уровня нагрузок, действующих на конкретном объекте, а также последующая расчетно-проектная проработка для выбора расчетной схемы и конструкции сильфонного компенсатора.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Рис. 1. Схема технологических газопроводов ГРС

На рис.2 представлено возможное решение по реконструкции технологических газопроводов узла редуцирования.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Рис. 2. Конструкция газопровода с сильфонным компенсатором

Наиболее актуальным является создание сильфонного компенсатора для газовой промышленности и, в первую очередь, для магистральных газопроводов (КС, ГРС и линейной части).

Сотрудничество специалистов ВНИИГАЗа, Оргдиагностики, Самаратрансгаза, Лентрансгаза, СКТБ «Компенсатор», НПФ «Силко», ОАО «Металкомп» и др. позволило выполнить комплекс НИР и ОКР в области создания высоконапорных сильфонных компенсаторов для магистральных газопроводов, включающий:

1. Исследование напряженно-деформированного состояния армированных сильфонных компенсаторов с П-образным профилем гофра.

Исследования проводились методом линейной теории оболочек. Для каждой из тороидальных оболочек получены разрешающие уравнения, с помощью которых определены все усилия и моменты в оболочке. Составлены граничные условия и условия сопряжения.

После построение решений разрешающих уравнений и определения произвольных постоянных получены формулы для расчета поворота и смещения крайнего сечения гофра относительно плоскости симметрии гофра, а также формула для сдвигового перемещения сильфонов.

Расчет многослойных сильфонов проводился в предположении независимой работы слоев. Это допущение в дальнейшем проверялось экспериментальным путем

При исследовании напряженно-деформированного состояния армированного сильфона, подверженного действию распределенного внутреннего давления и осесимметричной нагрузки, основное разрешающее уравнение тороидальной оболочки принималось в форме Мейснера-Лурье.

Учитывая, что в рассматриваемых конструкциях сильфоны изготавливались из тонкостенных оболочек, решение основных разрешающих равнений строилось асимптотическим методом. В работе получены зависимости для определения напряженного состояния в гофрах и осевого перемещения одного торца сильфона относительно другого.

Проверка основных результатов теоретических исследований проводилась экспериментально.

Результаты экспериментальных исследований вменения величин напряжений и характер их распределения на поверхности однослойных и многослойных сильфонов под действием внутреннего давления и осевой нагрузки подтвердили возможность использования анализа поведения однослойных армированных сильфонов для практического решения задачи оптимального проектирования многослойных сильфонов [1].

2. Исследование циклической прочности сильфонных компенсаторов.

В системах трубопроводов сильфонные компенсаторы работают в условиях малоциклового нагружения (102 — 104 циклов). Наиболее нагруженные зоны гофров подвергаются циклическому упругопластическому деформированию. При этом деформации могут достигать величины порядка 0,5-2 %.

Расчетный метод оценки прочности по локальным значениям напряжений или деформаций связан с чрезвычайно большими трудностями как принципиального, так и технического характера.

Затруднения, связанные с разработкой строгих методов расчета сильфонных компенсаторов на малоцикловую усталость, и настоятельная необходимость решения ответственных практических задач обусловили разработку приближённой методики расчета с использованием результатов исследований работ сильфонов в упругой области в комбинации с экспериментальными данными.

Читайте также:  Какую канализационную трубу для отвода в

3. Экспериментальное исследование вибропрочности сильфонного компенсатора при протекании среды [2].

Исследования проводились на стендах ПО «Кировский завод» (рабочая среда — воздух, пар). Исследовались сильфонные компенсаторы Ду 100 и Ду 300 сдвиговой и разгруженной конструкций.

В процессе испытания определялись: пульсация потока среды, напряженно-деформированное состояние гофров и направляющих патрубков, уровни вибрации на входном и выходном фланцах сильфонного компенсатора, а также рабочие параметры среды (v, t, p).

исследования проводились в диапазоне:

  • уровни вибрации от 20 до 123 ДБ;
  • скорость среды в сильфонном компенсаторе от 40 до 290 м/с;
  • температура среды от 180 до 350 °С;
  • рабочее давление среды от 4 до 31 кгс/см2

Все сильфонные компенсаторы испытания выдержали, герметичность и устойчивость не потеряли. Отслоения или повреждения слоев после испытаний не обнаружено.

На основании проведенных исследований:

1. Разработаны конструкции сильфонных компенсаторов Ду 500 поворотного типа для газораспределительных станций (ГРС) и установлены (рис.

3) на выходных газопроводах ГРС «Северная» с целью снятия напряжений, возникающих под действием силы морозного пучения грунта.

Полученные в результате качественная и количественная оценки напряженно-деформированного состояния выходных трубопроводов ГРС «Северная» подтвердили снижение до безопасного уровня напряжений, возникающих в трубопроводах при действии рабочих нагрузок и пучении грунта [3].

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Рис.3. Эксплуатация сильфонных компенсаторов на ГРС «Северная»

Поворотные сильфонные компенсаторы Ду 500 успешно эксплуатируются на выходных трубопроводах ГРС «Северная», начиная с 2001 г.

2. Изготовлены опытные образцы высоконапорных сильфонных компенсаторов Ду 700, Ру 80 и проведены межведомственные испытания на заводских стендах. В процессе испытаний подтверждены жесткостные характеристики и циклическая прочность сильфонного компенсатора под действием повторно-статических нагрузок (N=11000 циклов).

3. Выполнен комплекс натурных испытаний партии высоконапорных сильфонных компенсаторов Ду 700 и Ду 400, Ру 80 кгс/см2 в обвязке нагнетателя ГЦ-2-360 на тольяттинском опытно-промышленном стенде (рис.4). Результаты испытаний свидетельствуют о высоком запасе эксплуатационной надежности сильфонного компенсатора.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Рис.4. Испытание сильфонных компенсаторов в обвязке нагнетателя ГЦ-2-360

4. Разработаны сильфонные компенсаторы для подземных магистральных газопроводов Ду 500 — Ду 1000, Ру 75 кгс/см2 с компенсирующей способностью ∆ос ≤ 200 (±100) мм.

  1. Ведутся работы по созданию сильфонных компенсаторов Ду 1200 и Ду 1400, Ру 85 для подземных магистральных газопроводов с компенсирующей способностью до 300 (±150) мм.
  2. В результате проведенных работ созданы предпосылки для широкого внедрения сильфонных компенсаторов в магистральных газопроводах с целью повышения устойчивости, надежности и технико-экономической безопасности объектов отрасли при минимальных капитальных затратах.
  3. Литература
  1. Кулухов В. И. Экспериментальное исследование напряженного состояния однослойных и многослойных армированных сильфонных компенсаторов // Вопросы судостроения. 1984. Выпуск 2.
  2. Кулухов В. И. Исследование вибрации сильфонных компенсаторов в трубопроводах // Проблеммы надежности конструкций газопроводных систем. М.: ВНИИГАЗ, 1980.
  3. Харионовский В. В., Степанов И. В., Клишин Г. С., Селезнев В. Е., Алешин В. В. Сильфонные компенсаторы для снижения напряжений в трубопроводах ГРС // Газовая промышленность. 2001. N 1.

Сильфонный компенсатор

Температурные изменения рабочей среды могут привести к расширению или сужению трубопровода, а сильфонный компенсатор позволяет избежать таких неприятных последствий. Это устройство дополнительно поглощает гидроудары и способствует снижению вибраций в системах. Его можно использовать в рабочих средах различных видов, вплоть до самых агрессивных.

Использование в системах трубопроводов сильфонных вставок позволяет в несколько раз увеличить их надежность, а также снизить расходы на обслуживание. Изделия не нуждаются в особом уходе, а срок их службы исчисляется годами.

Классификация  сильфонных компенсаторов

Виды оборудования:

  • поворотный или угловой;
  • компенсатор сильфонный осевой;
  • универсальный;
  • сдвиговой.

Кроме того различают односекционные и двухсекционные устройства. Наибольшее распространение получил компенсатор сильфонный КСО. Этот универсальный прибор можно установить в любом положении, к тому же он может выполнять множество функций. Устройство отличает повышенная надежность и эффективность. Именно поэтому при возведении многоквартирных домов он находит широкое применение.

Компенсаторы сильфонные осевые КСО могут иметь внешний защитный кожух, диаметр которого в несколько раз превышает размеры самого устройства.

Внутри некоторых моделей используется защитный экран, благодаря которому изделие защищено от действия рабочей среды, которая в нем протекает.

Такая конструкция сильфонного осевого компенсатора позволяет использовать трубопроводы для транспортировки агрессивных веществ.

У нас можно заказать все виды устройств, в том числе компенсатор сильфонный фланцевый. Приборы прошли проверку службы по техническому надзору и могут быть использованы в нефтехимической, пищевой и газовой промышленности.

Особенности монтажа сильфонных компенсаторов

Установка сильфонных компенсаторов может производиться на прямых участках трубопроводов. Расстояния между опорами системы, ее диаметр, а также свойства материалов, из которых изготовлены трубы, влияют на выбор подходящего устройства. Кроме того важно учесть давление рабочей среды и ее температурный режим.

Сильфонный компенсатор для тепловых сетей следует устанавливать невдалеке от опоры, если трубопровод проходит по земле. В случае его подземного исполнения оборудование необходимо расположить приблизительно посредине межопорного промежутка.

В местах возможного поворота или изгиба трубопровода монтируется устройство углового типа. В нем предусматриваются дополнительные тяги, которые защищают трубопровод от большого числа поворотов. Остальные же характеристики аналогичны приборам осевого типа.

Чтобы определить оптимальный вид оборудования, необходимо знать рабочее давление, желаемую компенсационную способность и диаметр трубопроводной системы. Сообщите эти параметры нашим менеджерам, и они помогут подобрать устройство оптимального типа.

Мы специализируемся на поставках компенсаторов различного диаметра от 15 до 1 400 мм, которые выдерживают высокое давление и функционируют в температурном диапазоне -260..+850оС.

Вы можете предоставить желаемые характеристики приборов и свои чертежи, и мы изготовим по ним изделия в ближайшее время.

Сильфонный компенсатор для газовой трубы

Пример работы сильфонного компенсатора (сужение/расширение/смещение/изгиб)

Более подробно о преимуществах данного товара, его функциональных особенностях и по всем интересующим вопросам Вы можете ознакомиться по телефону 8(343)361-39-27, или написав нам письмо на электронную почту skyprom@bk.ru

Стандарты

Компенсаторы и уплотнения сильфонные металлические. Общие технические требования ГОСТ 51571-2000.

Компенсаторы сильфонные металлические для тепловых сетей ГОСТ 32935-2014.

Полезные статьи

Сильфонные компенсаторы: эффективная компенсация теплового расширения труб

Сильфонные компенсаторы представляют собой специальные приспособления, предназначенные для компенсации изменения длины участка трубопроводной конструкции. К изменению длины может привести некорректная установка системы или влияние температуры. Их необходимо устанавливать на всех трубопроводах с риском теплового расширения.

Читайте также:  Толщина стенки у трубы оцинкованная ду200

Сильфонные компенсаторы — что это такое?

Компенсаторы с сильфоном используются в различных областях деятельности человека. Наиболее широко они распространены в сфере энергетической промышленности, металлургии, на предприятиях по нефтепереработке и в сфере ЖКХ.

Установка сильфонных компенсаторов на трубопроводах нужна для компенсации температурного расширения. Поэтому они необходимы при монтаже полиэтиленовых систем (при помощи фланцевого соединения) из-за наибольшего коэффициента температурного расширения материала. При этом у стальных изделий этот параметр имеет наименьшие показатели.

Кроме исключения деформации трубы при температурном расширении, эти изделия выполняют другие важные функции.

Во-первых, они защищают трубопровод от механических повреждений. Во-вторых, позволяют скомпенсировать монтажные нюансы и недочеты, допущенные при прокладке трубопроводной системы.

В-третьих, они используются для гашения вибраций, возникающих при движении среды в системе и от работы подсоединенного оборудования.

В-четвертых, компенсаторы нужны для обеспечения требуемых параметров герметичности в транспортных трубопроводах.

Еще одна функция сильфонных компенсаторов — возможность применения этих изделий в качестве соединительного элемента труб разного сечения.

Технология изготовления и технические характеристики сильфонных компенсаторов

Сильфон (сильфонная гофротруба) — самая важная часть в конструкции компенсатора. Она изготавливается из нержавеющей стали с повышенными прочностными характеристиками. Вспомогательные элементы сильфонных компенсаторов выпускают из углеродистой стали.

Преимущества сильфонов из нержавейки:

  • Высокая коррозионная стойкость.
  • Устойчивость к воздействию агрессивных веществ.
  • Стойкость к перепадам температуры.
  • Экологичность.
  • Длительный срок службы.
  • Эстетичный внешний вид без необходимости дополнительного нанесения лакокрасочного покрытия.

Изготовление сильфона осуществляется в два этапа. Сначала тонкостенный листовой прокат вальцуется и сваривается продольным швом для получения цилиндра. Затем, на нем формируется гофрированная поверхность. Стенки сильфона делают многослойными с целью получения максимальной гибкости трубки. В итоге изделие хорошо сопротивляется высокому давлению, не теряя гибкости.

Принцип действия сильфонного компенсатора

Для понимания принципа работы сильфонного компенсатора необходимо усвоить, что температура рабочей среды всегда одинаковая, а вот температура окружающей среды может меняться. Температурные перепады приводят к сужению (при низких показателях среды) или расширению (при повышении температуры) трубы. Это плохо отражается на коммуникации и способно привести к разгерметизации системы.

Установка сильфонных компенсаторов на газопроводах и других трубопроводах позволяет нейтрализовать воздействие деформаций и избежать потери эксплуатационных свойств коммуникации.

Принцип действия устройства основан на препятствии передачи дополнительных усилий, образующихся при сужении/расширении на конкретном участке, дальше по трубе.

Он позволяет огородить систему от деформаций, локализовав их на определенном участке.

Стоит помнить, что, при повышении температуры, происходит расширение трубы как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Поэтому очень важна корректная фиксация скользящих и статичных участков трубопровода.

Обозначение сильфонного компенсатора на чертежах

Разновидности сильфонных компенсаторов

Существует множество типов сильфонных компенсаторов, используемых для монтажа на трубопроводах в зависимости от стабилизируемой нагрузки. Их классифицируют по следующим параметрам:

  • Величине рабочего давления среды.
  • Условному диаметру прохода среды.
  • Температурным режимам.
  • Транспортируемому веществу.

Характер рабочей среды напрямую зависит от материала изготовления сильфонных компенсаторов. Они выпускаются из нержавеющей или молибденсодержащей стали высокого качества.

Такие изделия устанавливаются на прямых участках трубопровода между статичными опорами. Они применяются для стабилизации осевых деформаций и монтируются сварным способом.

Наиболее распространенные ошибки при монтаже сильфонных осевых компенсаторов:

  • Некорректная установка из-за неверного прочтения инструкции, несоблюдения требований к монтажу.
  • Использование компенсатора при несоосном расположении двух труб друг перед другом.
  • Загрязнение межгофрового пространства.
  • Применение некачественного материала для направляющих опор, из-за чего образуется просадка почвы, способная привести к осевым сдвигам трубы.
  • Использование компенсирующего устройства в трубопроводе с высокохлоридной средой, способной повредить оболочку сильфона.

Если внимательно отнестись к выбору осевого компенсатора и провести правильный монтаж изделия, он прослужит длительное время без замены на новый.

Установка фланцевого компенсатора на трубе

Фланцевый

Фланцевые компенсаторы — наиболее распространенный тип изделий, применяемый для стыковки труб с помощью фланцев. Они позволяют создать разъемное соединение и стабилизировать нагрузки в осевом направлении.

Компенсаторы этого типа отличаются высокой термоустойчивостью, надежностью и сопротивляемостью к статическим и динамическим нагрузкам. Применяются в трубопроводных системах, транспортирующих среду с температурой до 250С.

Угловой

Угловые сильфонные компенсаторы устанавливаются на поворотах трубопроводов. Могут иметь разный угол и помогают скомпенсировать усилия среды, возникающие на повороте трубы. Они оснащаются особым шарнирным элементом, определяющим характер перемещения устройства.

Угловые изделия способны передвигаться лишь в одной плоскости (без осевых изгибов). Шарнирная конструкция защищает сильфон от скручивания.

Карданный

Карданные сильфонные компенсаторы могут перемещаться в любой плоскости, благодаря наличию двух шарнирных элементов. Это позволяет им также перемещаться в осевом направлении.

Сдвиговый

Сдвиговые осевые компенсаторы устанавливаются в тех местах, где возможно появление усилия, способного привести к взаимному сдвигу отдельных частей трубопровода. Самое частое место монтажа — на входе трубопроводной системы в сооружение. При таком расположении компенсатор защищает коммуникации от деформации и возможных аварий.

Также эти устройства используются для стабилизации монтажных ошибок при прокладке трубопровода. Они имеют в своей конструкции два сильфона, из-за чего их также называют двухсекционными компенсаторами.

Существует специальный стартовый сильфонный компенсатор, обладающий защитным кожухом из двух частей, но считающийся осевой моделью устройства.

Характеристика и назначение сильфонного компенсатора

Сильфонные компенсаторы изготавливаются из нержавеющей стали одно- или двухсекционными. Они имеют специальный кожух, защищающий сильфон от внешних воздействий и механических повреждений.

Обозначение сильфонного компенсатора на схемах.

Для повышения герметичности и теплоизоляции узла используются полиуретановые прокладки (ППЦ), а для гидроизоляции — полиэтиленовые или оцинкованные вкладки. Оцинкованный вариант гидроизоляции подходит для систем, расположенных на поверхности земли, а полиэтилен подойдет для трубопроводов, смонтированных закрытым методом.

Сильфонные компенсаторы имеют обширную сферу эксплуатации:

  • Системы отопления и водоснабжения жилых домов и промышленных сооружений.
  • Производственные предприятия, занимающиеся газо- и нефтепереработкой.
  • Военно-промышленные объекты.
  • Различные области промышленности — химическая, пищевая и т. п.
  • Автомобилестроение.
  • Изготовление криогенных устройств.

Они монтируются на разных участках трубопровода в зависимости от назначения устройства. Их устанавливают в местах стыка труб, а также при подсоединении различного оборудования к системе.

Использование сильфонных компенсаторов особенно важно в многоэтажных зданиях, где требуется уменьшение нагрузок на горизонтальные отводы между этажами.

Порядок установки

Сильфонные компенсаторы устанавливаются на трубопровод одновременно с монтажом труб. При этом необходимо четко следовать проекту и соблюдать габариты, не допускать применения нагрузок. Корпус устройства маркируется специальной стрелкой, указывающей направление перемещения рабочей среды в трубопроводе.

По типу подсоединения к коммуникационным системам различают компенсаторы фланцевые, муфтовые или приварные.

При монтаже сильфонного компенсатора на трубопровод следует соблюдать определенную последовательность:

  1. Провести внешний осмотр изделия и участка трубы для монтажа на отсутствие дефектов.
  2. При необходимости компенсатор закрепляется за патрубки, заводская консервация счищается.
  3. Изучить паспорт и сопроводительную документацию от завода-производителя на необходимость предварительного растяжения.
  4. Зафиксировать концы трубопровода на расстоянии, определяемом габаритами изделия.
  5. Проконтролировать осевое совпадение труб.
  6. Состыковать трубы с компенсатором.
  7. Произвести последовательное соединение устройства с трубопроводом. Сначала монтируется один, затем — второй конец.
  8. Установка защитного кожуха. Когда сильфон устанавливается на трубопровод с открытым методом монтажа, защитный кожух необходим для защиты устройства от внешних воздействий, атмосферных осадков и посторонних лиц.

Монтаж осуществляется в соответствии с руководством завода-производителя без прикладывания скручивающих и изгибающих нагрузок.

Компенсатор подбирается исходя из расчетов линейного расширения труб, их параметры должны соответствовать проектным расчетам. Между двумя неподвижными креплениями допускается устанавливать только один компенсатор.

Преимущество применения сильфонных компенсаторов:

  • Они не требуют технического обслуживания и профилактических осмотров.
  • Длительный срок эксплуатации.
  • Возможность монтажа практически в любой точке трубопроводной системы. Однако, при подборе места расположения изделия требуется предусмотреть возможность сдвига кожуха на всю его длину.

Сильфонный компенсатор — универсальное устройство, отличающееся упругостью и эластичностью. Он позволяет обеспечивать целостность трубопроводной системы и стабильную работу коммуникации.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector