При проектировании тепловых сетей обязательно должны быть предусмотрены гибкие соединения, способные компенсировать тепловые расширения или сжатия трубопровода, в противном случае рабочая температура коммуникаций будет существенно ограничена. Такие устройства называют компенсаторами, для выполнения специальных задач они могут оснащаться дополнительным защитным кожухом.
Единого варианта конструкции кожух не имеет, эго форма и состав значительно меняются в зависимости от назначения. Наиболее надежной является металлическая оболочка, она устойчива к повреждениям, способна поглотить значительные колебания и отклонения трубопровода от оси. Если в рабочей области присутствует большое внешнее давление, то устанавливается специальный кожух, который способен уменьшить нагрузку на соединение.
Наиболее распространенным материалом оболочки кожуха является оцинкованная сталь или полиэтиленовая пленка. К преимуществам первого можно отнести защиту от механических повреждений, тогда как второй обеспечивает надежную изоляцию от неблагоприятных внешних факторов. Также большинство кожухов содержат полиуретановую изоляцию, это необходимо, для предотвращения энергопотерь, обусловленных высокими теплопроводящими свойствами металла.
Наличие защитного кожуха позволяет продлить срок службы компенсатора и повысить его возможности. Такое покрытие не является препятствием для обслуживания соединения, поскольку его легко демонтировать без повреждения корпуса устройства, при правильной эксплуатации, оно пригодно для многоразового использования. Использование кожуха не ограничивает тип компенсатора - они могут поглощать смещение в любой плоскости. Наличие оболочки позволяет применять компенсатор в бесканальных поземных системах, что значительно снижает стоимость сооружения.
Соединительные патрубки или фланцы не оснащаются кожухом, поэтому они идентичны другим типам компенсаторов. При использовании патрубков под приварку необходимо демонтировать кожух перед началом работ, поскольку воздействие высокой температуры может его повредить. Устанавливать защиту необходимо только после проведения испытаний трубопровода, потому что может возникнуть необходимость измерить деформацию компенсатора и проконтролировать процесс функционирования устройства, это нельзя сделать в оболочке.
Диаметр условный, мм |
Допускаемая несоосность трубопровода, мм, при применении: |
|
односильфонных компенсатров |
двухсильфонных компенсаторов |
|
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 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:
По исполнению эти устройства различают на:
Компенсирующие устройства сильфонного типа широко применяют в различных областях. К ним можно отнести:
К преимуществам этих устройств относят:
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. других типов стоит значительно дороже.
Эти требования включают в себя следующее:
Соединение компенсирующего устройства может осуществляться с помощью , 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.
Сильфонные компенсаторы
Сильфонные компенсаторы из нержавеющей стали разработаны для компенсации различных смещений в соответствии с заданными параметрами. Для того, чтобы достичь максимального срока эксплуатации, устойчивости по отношению к давлению, а также надежности и прочности, следует проявлять осторожность в обращении с компенсаторами, а также при их хранении и монтаже. Подобная осторожность проявляется при соблюдении нижестоящих правил.
Хранение и транспортировка сильфонных компенсаторов
При неправильном или неосторожном обращении компенсатор сильфонный может быть подвергнут повреждению или деформации, что в свою очередь негативно отразится на его технических характеристиках.
Компенсатор сильфонный не может подвергаться механическим повреждениям, а также повреждениям, вызванными воздействием влажности, воды, земли, песка, химикатов и т.п.
Арматура для транспортировки, затяжки, карданные подвески (шарниры) не могут использоваться для перемещения компенсатора сильфонного в качестве подъемных петель. Также компенсаторы сильфонные не могут перемещаться таким образом, при котором может возникнуть механическое повреждение сильфона (например поднимать компенсатор за сильфон).
Компенсатор сильфонный должен храниться на прямой плоскости в помещении, если нет такой возможности - то под защитой водонепромокаемого покрытия.
Компенсаторы сильфонные не могут помещаться друг на друга или стоять очень плотно друг к другу.
В случае, если приваренные к сильфонному компенсатору концы (соединение под приварку) в силу своего веса подвергают компенсатор деформации, они должны быть подкреплены снизу при помощи деревянных балок.
Срок эксплуатации сильфонного компенсатора предусматривает, что компенсатор сильфонный не будет ни при каких обстоятельствах подвержен механическим или температурным воздействиям помимо тех, которые были предусмотрены при проектировании. Компенсаторы сильфонные могут устанавливаться только в заранее предусмотренных местах в пределах трубных сетей. В случае не соблюдения правил установки, срок эксплуатации компенсатора сильфонного, а также его способности по компенсации давления могут быть существенно уменьшены, что в свою очередь повлечет повреждения в сетях.
Подготовка к монтажу сильфонных компенсаторов
Труба, к которой будет подсоединен компенсатор сильфонный, должна быть проконтролирована до произведения монтажа на случаи неточностей. Выявление неточностей важно, так как это позволит устранить пере нагрузку компенсатора сильфонного, вызванную желанием сбалансировать эти неточности. Необходимо проконтролировать следующее:
Был ли компенсатор сильфонный поврежден при транспортировке. Повреждения могут выражаться во вмятинах или выпуклостях, также в повреждениях арматуры для транспортировки, признаках воды на компенсаторе (признаки коррозии) и т.д.
Отвечает ли расстояние между концами труб, к которым будет монтироваться компенсатор сильфонный тому, что было предусмотрено.
Трубы, к которым подсоединяется сильфонный компенсатор, должны быть прочно закреплены при помощи пунктов закреплений и опор скольжения.
Точки опор должны быть рассчитаны таким образом, чтобы они были способны компенсировать реакционные силы и другие воздействия.
Компенсатор сильфонный может монтироваться только между двумя неподвижными опорами (только в отношении осевых и сдвиговых компенсаторов).
Увеличение может происходить только в соответствии с параметрами сильфонного компенсатора.
Компенсатор сильфонный не может подвергаться перекручиванию или растяжению.
Неподвижные и скользящие опоры должны быть помещены на подсоединяемой трубе таким образом, чтобы:
Компенсатор сильфонный не был подвержен воздействию, вызванному весом трубы.
Труба не провисала между неподвижными и скользящими опорами.
Место скользящей опоры
Расстояние между компенсатором сильфонным и первым первой опорой не может превышать 4 x диаметр трубы.
Расстояние между первой и второй опорой не может превышать 14 x диаметр трубы.
Расстояние между остальными скользящими опорами не может превышать 21 x диаметр трубы.
Расстояние должно быть уменьшено, в случае, когда требуется стабилизация труб.
Всевозможные защитные обоймы и предохраняющая арматура должны устраняться после установки всей трубной системы. Элементы по ограничению движения компенсатора как затяжки, карданные подвески (шарниры) не устраняются, поскольку они являются неотъемлемой частью компенсатора.
В случае , если компенсатор сильфонный оснащен стрелкой, при монтаже важно удостовериться, что стрелка указывает в тоже направление, что и направление проводящей среды, протекающей по трубам.
Сильфон компенсатора должен быть защищен от сварочного гипса (при сварке).
Сильфон компенсатора не может подвергаться контакту с рабочими инструментами или подъемными устройствами при его установке.
Длина компенсатора сильфонного должна соответствовать длине, предназначенной для монтажа. Таким образом компенсатор сильфонный должен устанавливаться в ту длину, которую он имеет на момент поставки.
Сильфон компенсатора не может использоваться для перемещения, подвешивания, хранения и т.д. компенсатора. Эти действия должны производиться только лишь при помощи сварочных или фланцевых соединений, либо защитной обоймы.
Любое приваривание или прикручивание компенсатора сильфонного должно происходить таким образом, чтобы сильфон не подвергался повреждениям.
Компенсатор сильфонный, подлежащий в последствии изоляции и не имеющий внешней защитной арматуры, должен быть снабжен внешней защитой в районе сильфона. Подобная защита будет препятствовать тому, чтобы изоляционный материал попадал со временем в витки сильфона и тем самым препятствовал его нормальному функционированию.
Меры предосторожности
Опасаться п адения или ударов сильфона.
Не применять чистящих средств содержащих хлориды.
Не применять стальные мочалки или щетки для чистки сильфона.
Не перекручивать один из концов компенсатора с силой, таким образом, чтобы он совпадал с дырками для болтов в соответствующей трубе. Обычные сильфоны не предназначены для нейтрализации перекручивания.
Пункты закрепления и системы крепления должны точно просчитываться.
После монтажа
До того как законченная система труб будет введена в эксплуатацию необходимо проконтролировать визуально все технические детали. Многолетний опыт показывает, что в случае выполнения этого совета монтаж, как правило, производится успешно.
Проконтролировать был ли компенсатор сильфонный поврежден при установке или обращении с ним.
Проконтролировать правильность установки всей системы, а в особенности точки опор в соответствии с проектной документацией и инструкцией по установке.
Проконтролировать правильность установки компенсатора сильфонного во всей системе на предмет места расположения и правильности соединения.
Проконтролировать правильность установки компенсатора сильфонного по направлению проводящей среды в системе.
Проверить освобожден ли сильфон и другие движущиеся части компенсатора от посторонних материалов.
Проконтролировать устранены ли все упаковочные материалы и защитная арматура с сильфонного компенсатора.
Если система спроектирована под легкую проводящую среду (газ) и должна тестироваться с более тяжелой проводящей средой (водой), проконтролировать были ли приняты все необходимые меры предосторожности для безопасной эксплуатации.
Маркировка сильфонного осевого компенсатора | Условный диаметр DN | Рабочее давление PN | Конструкционное исполнение |
Тип присоединения компенсатора сильфонного осевого, патрубки под приварку | |||
---|---|---|---|
КСО ARM П односекционный Резьбовым присоединением |
от 15 до 5000 мм |
от вакуума до 150 кг/см2 |
|
2КСО ARM П двухсекционный |
|||
Тип присоединения сильфонного осевого компенсатора, неподвижные или поворотные (свободные) фланцы | |||
КСО ARM Ф с поворотными или приварными фланцами Варианты исполнений: с внутреннним экраном, защитным кожухом, ограничителем хода |
от 20 до 5000 мм |
от вакуума до 150 кг/см2 |
|
2КСО ARM Ф двухсекционный, с поворотными или приварными фланцами Варианты исполнений: с внутреннним экраном, защитным кожухом, ограничителем хода |
При изготовлении сильфонного осевого компенсатора используется сильфон из многослойной нержавеющей стали. Материал сильфона выбирается в зависимости от рабочих параметров: при высоких температурах рабочей среды сильфон производится из жаропрочных сталей, для низких температур сильфон выполняют из криогенных нержавеющих сталей, для агрессивных рабочих сред применяют стойкие к коррозии стали. Компенсаторы сильфонные осевые производятся одно или двух секционные. Двух секционный (два сильфона), имеет увеличенную по сравнению с одно секционным, компенсирующую способность (осевой ход).
Для защиты от внешних воздействий осевой сильфонный компенсатор комплектуют защитным кожухом, при работе в агрессивных и имеющих твердые включения средах устанавливают защитный экран. При необходимости применяют ограничитель осевого хода.
Технические характеристики сильфонных осевых компенсаторов | Материальное исполнение |
---|---|
Стандартное исполнение | Материал сильфона и внутреннего экрана |
Условный проход DN: от 25 до 300 мм | Стандартное исполнение |
Рабочее давление PN: 6 , 10 , 16, 25 кг/см2 (бар) | Материал ГОСТ: 08Х18Н10Т |
Рабочая температура Т: от - 60 до 425 гр. С | Материал DIN: 1.4541 |
Специальное исполнение | Материал AISI: AISI 321 |
Условный проход DN: от 15 до 5000 мм | Специальное исполнение |
Рабочее давление PN: от вакуума до 150 кг/см2 (бар) |
Материал ГОСТ: 08Х18Н10, 08Х16Н11М3, 08Х17Н13М2Т, 20Х20Н14С2 |
Рабочая температура Т: от - 260 до 900 гр. С | |
Осевой ход | |
Стандартное исполнение : 30 , 60 мм | Материал AISI: 304, 309, 316, 316 ti |
Специальное исполнение : от 1 до 500 мм | Материал: патрубков, фланцев, защитного кожуха, ограничительной арматуры |
Рабочая среда | Стандартное исполнение |
Вода, пар, газ, нефтепродукты, масла, химические и криогенные среды | Материал ГОСТ: Ст. 20, Ст3сп |
Количество рабочих циклов | Материал DIN: 1.0038 |
Стандартное исполнение | Материал AISI: St 37-2 |
от 50 до 1 000 | Специальное исполнение |
Специальное исполнение |
Материал ГОСТ: 09Г2С, 08Х18Н10, 08Х16Н11М3, 08Х17Н13М2Т, 20Х20Н14С2 |
до 10 000 циклов, на полный рабочий ход | |
Область применения осевых компенсаторов | Материал DIN: 1.4301, 1.4828, 1.4401, 1.4571 |
Компенсация осевого перемещения Снятие вибрационных нагрузок, несоосности Различные: трубопроводы, газоходы |
Материал AISI: 304, 309, 316, 316 ti, 321 |
Двигатели, компрессоры, насосы и другое промышленное оборудование |
Условный диаметр DN |
Рабочее давление |
Осевой ход ∆ l |
Размеры осевого компенсатора |
Осевая жесткость C |
Эффективная площадь S |
|||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
D1 | D х s | L | ||||||
мм | кг/см2 | мм | мм | мм | мм | Н/мм | см2 | кг |
25 | 10, 16 | 30 | 48,5 | 34 х 3 | 210 | 40 | 12 | 0,4 |
32 | 10, 16 | 30 | 55 | 42 х 3,5 | 215 | 43 | 14 | 0,5 |
40 | 10, 16 | 30 | 61 | 48 х 3 | 220 | 65 | 24 | 0,6 |
50 | 10, 16 | 30 | 76 | 57 х 4 | 210 | 86 | 37 | 0,7 |
60 | 295 | 45 | 0,9 | |||||
65 | 10, 16 | 30 | 95 | 76 х 4 | 210 | 100 | 0,9 | |
60 | 295 | 55 | 1,1 | |||||
80 | 10, 16 | 30 | 111 | 89 х 5 | 210 | 115 | 83 | 1,2 |
60 | 295 | 60 | 1,4 | |||||
100 | 10,16 | 30 | 140 | 108 х 4 | 220 | 140 | 133 | 1,5 |
60 | 300 | 74 | 1,9 | |||||
125 | 10, 16 | 30 | 164 | 133 х 4 | 230 | 280 | 192 | 2,4 |
60 | 310 | 80 | 3,0 | |||||
150 | 10, 16 | 30 | 200 | 159 х 5 | 245 | 380 | 264 | 3,4 |
60 | 345 | 120 | 4,3 | |||||
200 | 10, 16 | 30 | 250 | 219 х 6 | 240 | 450 | 440 | 5,1 |
60 | 345 | 180 | 6,4 | |||||
250 | 10, 16 | 30 | 323 | 273 х 7 | 250 | 900 | 680 | 8,9 |
60 | 350 | 420 | 11,1 | |||||
300 | 10, 16 | 30 | 380 | 325 х 7 | 260 | 1200 | 910 | 12,0 |
60 | 360 | 520 | 15,0 |
Условный диаметр DN |
Рабочее давление |
Осевой ход ∆ l |
Размеры сильфонного осевого компенсатора |
Осевая жесткость C |
Эффектив площадь S |
||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
D | db | D1 | b | d х n | L | ||||||
мм | кг/см2 | мм | мм | мм | мм | мм | мм/шт | мм | Н/мм | см2 | кг |
25 | 10, 16 | 30 | 115 | 33 | 85 | 16 | 14 х 4 | 110 | 40 | 12 | 1,4 |
32 | 10, 16 | 30 | 135 | 39 | 100 | 16 | 18 х 4 | 115 | 43 | 14 | 2,5 |
40 | 10, 16 | 30 | 145 | 46 | 110 | 17 | 18 х 4 | 120 | 65 | 24 | 3,5 |
50 | 10, 16 | 30 | 160 | 59 | 125 | 19 | 18 х 4 | 110 | 86 | 37 | 4,8 |
60 | 195 | 45 | 6,0 | ||||||||
65 | 10, 16 | 30 | 180 | 78 | 145 | 21 | 18 х 4 | 110 | 100 | 5,8 | |
60 | 195 | 55 | 6,3 | ||||||||
80 | 10, 16 | 30 | 195 | 91 | 160 | 21 | 18 х 8 | 110 | 115 | 83 | 7,8 |
60 | 190 | 60 | 8,7 | ||||||||
100 | 10,16 | 30 | 215 | 116 | 180 | 23 | 18 х 8 | 115 | 140 | 133 | 8,1 |
60 | 200 | 74 | 9,2 | ||||||||
125 | 10, 16 | 30 | 245 | 142 | 210 | 25 | 18 х 8 | 130 | 280 | 192 | 10,9 |
60 | 210 | 80 | 12.2 | ||||||||
150 | 10, 16 | 30 | 280 | 170 | 240 | 25 | 22 х 8 | 145 | 380 | 264 | 13,5 |
60 | 245 | 120 | 16,0 | ||||||||
200 | 10, 16 | 30 | 335 | 222 | 295 | 27 | 22 х 12 | 140 | 450 | 440 | 18,2 |
60 | 245 | 180 | 22,2 | ||||||||
250 | 10, 16 | 30 | 405 | 273 | 355 | 28 | 26 х 12 | 150 | 900 | 680 | 24,9 |
60 | 250 | 420 | 29,8 | ||||||||
300 | 10, 16 | 30 | 460 | 325 | 410 | 28 | 26 х 12 | 160 | 1200 | 910 | 31,2 |
60 | 260 | 520 | 33,0 |
Компенсаторы сильфонные осевые применяются в различных областях промышленности, используются при монтаже и эксплуатации трубопроводов различного назначения. Присоединение к трубопроводам, насосам, двигателям, резервуарам и другому оборудованию осуществляется с помощью фланцев, приварных патрубков, резьбовых соединений. Фиксирующая арматура соответствует стандартам и выполняется из различных марок углеродистых и нержавеющих сталей. Компенсатор сильфонный осевой фланцевый поставляется в исполнение, как с поворотными так и приварными фланцами.