Что такое компенсаторы в строительстве

Компенсатор — устройство, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

Применение компенсаторов на различных типах устройств обусловлено необходимостью избежать, стабилизировать, либо свести к минимуму возникновение нежелательных факторов, возникающих в результате воздействия окружающей или проводимой среды, а также в результате работы самого устройства. Такими факторами могут быть напряжения в металле, опорах трубопровода и пр.

Виды компенсаторов

В зависимости от рабочих параметров эксплуатации и среды применяют следующие виды компенсаторов: компенсатор сильфонный, компенсатор резиновый, компенсатор тканевый, компенсатор фторопластовый, компенсатор линзовый, компенсатор сальниковый.

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

Гидрокомпенсаторы. Принцип работы гидрокомпенсаторов и почему они стучат?

Тканевые компенсаторы

Основным местом применения тканевых компенсаторов системы с газообразными средами. Температура газов может достигать 1200 С.

Компенсаторы изготавливаются из одного или нескольких слоев изоляционных и газоплотных материалов. Материалы собираются вместе в так называемый «сэндвич». Газоплотные материалы изготоавливаются из различных покрытий и имеют высокую химическую стойкость, порой превосходящую нержавеющую сталь. Существуют различные типы креплений компенсатора, например крепление под хомут или прижимной типа 000, фланцевое крепление тип 101 Для температур свыше 500 °С применяются конструкции с внутренней изоляцией.

Резиновые компенсаторы

Основным местом применения резиновых компенсаторов являются системы с жидкими средами. Температура жидкости может достигать 200 С. Стандартные исполнения имеют стойкость до 100 -110 С.

Компенсаторы изготавливаются из различных эластомеров (резин) и имеют кордовое усиление. В зависимости от проходящей жидкости подбирается подходящий эластомер.

Сильфонные компенсаторы

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. Основной элемент сильфонного компенсатора — сильфон — упругая асимметричная гофрированная металлическая оболочка. Конструкция сильфона позволяет компенсатору под действием продольных (ход), поперечных (сдвиг) и угловых (поворот) моментов растягиваться, сжиматься, деформироваться в поперечном направлении и изгибаться со значительными перемещениями (до десятков сантиметров и градусов), сохраняя герметичность [1] . Вид деформации сильфона в процессе эксплуатации определяется конструктивным исполнением компенсатора.

Сальниковые компенсаторы

Сальниковые компенсаторы предназначены для компенсации температурных деформаций трубопроводов водяных и паровых теплосетей, с параметрами воды и пара: рабочем давлении до 2,5МПа (25 кгс/см2), температуре воды до 200˚С, температуре пара до 300˚С. Сальниковые компенсаторы односторонние изготавливаются для условных проходов Ду от 100 до 1400 мм, а сальниковые компенсаторы двухсторонние – для Ду от 100 до 800 мм. Сальниковые компенсаторы применяются при строительство тепловых сетей в районах с расчетной температурой наружного воздуха не ниже минус 40˚С. Компенсирующая способность компенсаторов сальниковых варьируется в зависимости от условного прохода: от 200 до 450 мм – для односторонних компенсаторов и от 400 до 800 мм для двухсторонних компенсаторов.

Сальниковые компенсаторы изготавливаются по серии 4.903-10 выпуск 7 и по серии 5.903-13 выпуск 4

Линзовые компенсаторы

Компенсаторы линзовые ПГВУ круглые и прямоугольные предназначены для компенсации температурных удлинений круглых и прямоугольных газовоздуховодов (ПГВУ) котельных установок. Компенсаторы линзовые ПГВУ применяется в неагрессивных и малоагрессивных средах с избыточным давлением до 1500мм вод. ст. (0.015МПа) и температурой среды от -20 до 425°С. Компенсаторы круглые линзовые ПГВУ изготавливаются на Ду от 150 до 6000 мм, одно-, двух-, трех- и четырехлинзовыми, в соответствии с требуемой компенсирующей способностью: Компенсаторы прямоугольные линзовые ПГВУ изготавливаются размерами от 300х400 до 7850х8000 мм, одно-, двух-, трех- и четырехлинзовыми, в соответствии с требуемой компенсирующей способностью: Компенсаторы круглые осевые линзовые изготовленные по ОСТ 34-10-569-93 предназначены для компенсации температурных изменений длины трубопроводов на которые распространяются требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды», работающих в условиях неагрессивных и малоагрессивных сред, с условным давлением до 1,6МПа (16кгс/см2) и температурой до 300˚С и для Ду ≤ 400мм температурой до 425˚С. Компенсаторы изготавливаются на Ду от 100 до 2200 мм, условные давления Ру 0,6МПа, 1,0МПа и 1,6МПа, одно-, двух-, трех- и четырехлинзовыми, в соответствии с компенсирующей способностью:

Примечания

1. ↑ Справочник «Промышленное газовое оборудование» / Под ред. Е. А. Карякина. — 5-е. — Саратов: Научно-исследовательский центр промышленного газового оборудования «Газовик», 2010. — 990 с. — ISBN 978-5-9758-1209-4

См. также

Другие значения

В более широком смысле слово «компенсатор» применяется также в отношении подсистем, поддерживающих постоянным значение какого-либо одного из параметров системы (или набора параметров) при изменении внешних условий.

Источник: dic.academic.ru

Компенсаторы как детали трубопроводов – каких видов бывают

Мероприятия по защите трубопроводов от внешней среды сводятся к обычной покраске или установке дополнительных кожухов. Сложнее предотвратить воздействие внутренних факторов. Для этого используются компенсаторы, устанавливаемые в магистрали. Разберемся, для чего нужна эта деталь трубопроводов.

Что такое компенсаторы трубопроводов

Компенсатор трубопровода – устройство, имеющее гибкую конструкцию с возможностью деформаций. Изделия монтируются в магистрали и берут на себя основную нагрузку от перепадов температур, изменений давления и других внутренних факторов.

Главная задача любого компенсатора заключается в гашении деформаций, предотвращении чрезмерных расширений, а также поддержании необходимой герметичности.

Назначение компенсаторов

На магистральные трубопроводы могут воздействовать разные внутренние факторы. Это касается температуры и давления. Перепады этих показателей могут приводить к деформациям и ухудшению эксплуатационных показателей труб.

Перепады температуры сильно воздействуют на любые материалы. При нагревании наблюдается расширение, а при остывании – сжатие. Коэффициенты температурного расширения небольшие, так что возникающими деформациями на коротких участках трубопровода пренебрегают.

На магистралях протяженностью в несколько сотен метров опасность увеличивается кратно, что приводит к серьезным неисправностям. Если не компенсировать деформации, возникнут серьезные дефекты или даже протечки. Большую опасность представляют гидравлические удары, когда на металлические трубы оказывается очень большое давление. Пренебрежение компенсацией может привести к разрыву трубы.

При расчете трубопроводов специалисты учитывают все факторы, которые могут так или иначе повлиять на работоспособность системы. Заранее рассчитываются нагрузки от температуры и давления, а затем в схему вносятся дополнительные детали для компенсации. Специальные детали, имеющие эластичную конструкцию, легко справляются с возникающими в трубопроводе нагрузками, обеспечивая стабильную и долгую работу магистрали.

Разновидности компенсаторов

Существует несколько основных типов компенсаторов, применяемых на трубопроводах. Выбор в пользу того или иного компонента делается после рассмотрения особенностей работы системы и параметров перекачиваемой по трубам среды.

Трубные

Наиболее простое решение для создания системы с самокомпенсацией. Трубные П-образные компенсаторы активно используются в магистралях с существенными перепадами температур и давлений. Изготавливаются такие элементы в изогнутом виде из одной трубы.

Также трубные компенсаторы создаются при помощи сварки. В данном случае применяются крутоизогнутые, сварные и гнутые отводы. Востребованы решения с монтажными кромками на фланцах. Они используются в тех трубопроводах, которые планируется периодически разбирать для очистки и обслуживания.

К недостаткам этих компенсаторов относят крупные габариты, а также существенный расход труб. К тому же для их использования обязательно потребуются специальные опоры. Использовать их на магистралях с большими диаметрами труб нерационально, поскольку в данном случае стоимость строительства резко увеличится.

Линзовые

Эти конструкции включают в себя две металлические полулинзы с тонкими стенками. Подобное решение позволяет конструкции легко сжиматься, тем самым компенсируя возникающую нагрузку. Линзовые компенсаторы предполагают использование последовательно установленных в трубы линз, каждая из которых обладает невысокими компенсирующими свойствами. Однако за счет добавления конкретного количества этих элементов можно добиться нужной компенсации.

Внутри компенсаторов установлены стаканы, ослабляющие сопротивление движению теплоносителя. А чтобы выпускать конденсат, в нижней части каждого изделия устанавливаются дренажные штуцера.

Сальниковые

Сальниковый компенсатор представляет собой два патрубка, вставленных друг в друга. При этом уделяется внимание герметизации свободного места между патрубками, которое заполняется сальниковыми уплотнениями со специальными буксами.

Это компактные устройства, обладающие неплохими компенсационными свойствами. Однако в промышленных технологических трубопроводах их используют редко, так как герметизация сальниковых уплотнений является довольно сложной задачей. Тем более их не рекомендуется применять в магистралях, транспортирующих токсичные или горючие среды.

Сильфонные

Компактные компенсаторы, которые могут применяться на любом участке трубопровода независимо от способа прокладки. Это прочные изделия, не нуждающиеся в сложном уходе и прекрасно справляющиеся с повышенными нагрузками. Срок службы сильфонных компенсаторов равен сроку службы самих труб.

Системы этого типа прекрасно защищают от статических или динамических нагрузок, в том числе справляясь с гидравлическими ударами, серьезными деформациями или существенными перепадами температур. Они изготавливаются из прочной стали и имеют специальное защитное покрытие. Описанные характеристики позволяют сильфонным компенсаторам нормально работать даже в самых жестких условиях при высоком давлении и температуре.

Источник: teharmatura.ru

Компенсаторы. Что это, зачем, какие бывают, где и как используют?

Теплосети – это так называемые трубные магистрали, которые подвергаются серьезным нагрузкам как с внешней стороны, так и с внутренней стороны. Поэтому, содержать их в технически исправном состоянии на предприятиях довольно сложно. Для решения таких проблем в сеть устанавливают специальные элементы, которые называются компенсаторами.

Стоит отметить, что выбор конкретного компенсирующего оборудования лучше доверить специалистам, имеющим большой опыт установок. Наши специалисты выполнят подбор оборудования для компенсирующих узлов с сохранением рабочих параметров, а также стабильной и безопасной работы после установки!

Что же такое компенсаторы, для чего они нужны на предприятиях, какие виды компенсаторов существуют на широком рынке? Все ответы на эти вопросы Вы найдете в данной статье.

Что же такое компенсаторы?

Компенсатор представляет собой подвижный элемент вспомогательной конструкции, который используется для компенсации разницы в смещениях трубопровода и его каналов, которые вызваны различными негативными факторами. Они в свою очередь, возникают как следствие термического воздействия и вибрации, оказываемых на трубы. Обычно компенсатор помещают в разрез трубопровода, используя различные способы подсоединения, при этом рабочая среда протекает по его внутренним стенкам. Сама трубопроводная магистраль до компенсационного узла может размещаться как на скользящих или подвижных, так и на неподвижных опорах.

Зачем используют компенсаторы?

Избежать регулярных аварий и продлить эксплуатационный срок работы теплотрассы дают возможность специальные защитные меры. Как раз таки для таких целей, как увеличение службы сети и устанавливаются такие элементы — компенсаторы для трубопроводов отопления. Данные детали, благодаря своей эластичности, способны значительно сглаживать критические нагрузки в системе.

На сегодняшний день важность таких защитных элементов неоспорима. Они ощутимо гасят вибрацию, которая возникает в системе из-за работы насосов. Ее можно даже не ощутить тактильно, но она есть. А самая большая опасность возникает тогда, когда вибрация, передаваемая помпой, совпадает с колебаниями самого трубопровода.

Подобный резонанс в разы увеличивает частоту пульсаций, а разрушающие последствия наступают гораздо быстрее. Подробнее о том, как использовать конденсат с пользой читайте в статье на нашем сайте.

Вторым важным моментом выступает уравновешивание размеров самого трубопровода. Материалы укорачиваются или удлиняются под постоянными воздействиями разных температур, которую имеет жидкость, проходящая по трубам. Подобные изменения в большей степени затрагивают сварные соединения. Не меньше достается и муфтовым сочленениям. Такие нагрузки способны привести к скорому разрушению этих узлов.

Сегодня, установка защитных элементов в тепломагистраль выступает, как обязательное мероприятие для обеспечения надежной работоспособности системы отопления. Подобная мера значительно увеличивает периоды между профилактическими ремонтами. И в целом, создает благоприятные условия для долгосрочной эксплуатации всего оборудования на предприятиях. О том, зачем в паровой системе воздухоотводчики для жидкости, читайте в нашей статье.

Где используют компенсаторы?

В первую очередь, подобное оборудование используется при обустройстве каналов и трубопроводов, температурный режим которых повышен, условия функционирования стеснены и не допускают прибегать к самокомпенсации.

Трубные компенсаторы получили широкое применение в следующих сферах:

• В теплосетях при транспортировке нагретых до высоких температур воды или пара. При резких изменениях погодных условий, рабочий персонал вынужден вносить изменения в температурный режим нагреваемой воды, что в результате приводит к скачкообразным перепадам линейных размеров трубопровода;
• На отопительных магистралях, где в результате прекращения подачи теплового носителя происходит резкий спад его температуры и использование. и без использования компенсирующего оборудования просто не обойтись;
• Актуально использование и для подземных коммуникаций.

Стоит отметить, что компенсаторы универсального типа чаще всего встречаются в:

1. кондиционерах;
2. компрессорах;
3. системах охлаждения;
4. насосах;
5. тепловых устройствах.

Какие бывают компенсаторы?

На сегодняшнем рынке представлено большое множество разновидностей компенсаторов и каждый из видов используется для каждого конкретного случая. Ниже можно ознакомится с 8 основными видами компенсаторов.

Компенсаторы сильфонные

Известно два подвида: однослойные и многослойные. Конструктивные особенности данного вида компенсаторов, позволяют применять их для осуществления компенсации вибраций, температурных расширений и несоответствие осей системы трубопроводов. Сильфонный компенсатор достаточно компактен, практичен и невероятно эффективен в использовании. Наиболее частое его использование можно наблюдать в магистралях, которые участвуют в транспортировке парообразных и жидких сред и находятся под высокой температурой наравне с существенным давлением, в газовой, нефтеперерабатывающей, химической и энергетической областях.

Компенсаторы линзовые

Линзовый компенсатор применяется для придания общей конструкции необходимых показателей жесткости и приемлемого показателя рабочего давления, а также для возможности расширения стенок труб. Сечение для компенсаторов линзовых может изготавливаться как прямоугольной формы, так и круглой. Также, возможно использование одновременно нескольких линз, если того требуют базовые характеристики модели конструкции.

Данный вид компенсаторов зачастую можно увидеть в современных бойлерах (водонагревателях), где они помогают компенсировать существующее давление. Обладают способностью выдерживать существенное напряжение (угловое, осевое) и имеют невероятную прочность.

Компенсаторы сальниковые

Сальниковые компенсаторы получили свое название из-за того, что герметизацию перемещающегося внутри патрубка (стакана), который прикрепляют к трубопроводу, обеспечивает сальниковая набивка. Данный тип компенсационных узлов предназначен для нивелирования только осевых перемещений трубопровода в коммуникациях, подающих высокотемпературные пары и жидкости.

При этом ремонт осуществляется без необходимости демонтажа отдельного участка системы сальниковых компенсаторов. Однако оборудование нуждается в постоянном контроле, так как протечки не являются редкостью на магистралях с подобными комплектующими.

Компенсаторы резиновые

Благодаря высокой гибкости, эластичности и температурным характеристикам, резиновые компенсаторы являются отличным уплотнительным материалом, используемым в компенсаторах различного назначения. Резиновые компенсационные узлы не только реагирует на любые виды продольных, осевых и угловых перемещений, но и отлично справляются с вибрациями. Применяются в коммуникациях с жидкими средами.

Компенсаторы тканевые

Выполняются из тканого плотного воздухонепроницаемого полотна, рукав из которого крепится к трубопроводу на хомуты, прижимные пластины или посредством фланцев. Эксплуатируются в системах, транспортирующих высокотемпературные и агрессивные газы. Кроме способности работать в значительном температурном диапазоне, тканевый механизм отличается высокой стойкостью к ультрафиолету.

Компенсаторы фторопластовые

PTFE-компенсатор – это фторопластовый сильфон, имеющий в зависимости от диапазона компенсаций относительно малое число волн от двух до пяти. Фторопластовый компенсатор способен справляться с последствиями вибраций и линейных удлинений от термических изменений проходящей по трубопроводам среды. Рассчитан на эксплуатацию в сетях, транспортирующих жидкие высокотемпературные агрессивные среды под высоким напором.

Компенсаторы вибрационные

Это бескорпусные сильфоны с фланцами и под приварку, напорные рукава из эластичных материалов в оплетке и сильфонные шланги из нержавейки.

Компенсаторы гидравлические

Гидравлические компенсаторы включают в себя ряд устройств, которые компенсируют гидравлические удары и высокие давления в трубопроводных магистралях за счет использования эластичных мембран, клапанов.

Краткие сведения

Итак, компенсаторы играют огромную роль в эффективной работе трубопроводов теплотрасс разного вида и назначения. Сегодня без них не эксплуатируется ни одна трубная магистраль, по которой движутся жидкости и газы под высоким давлением и с повышенной температурой. А значит, установка компенсатора трубопровода — это в первую очередь очень непростой выбор подходящих элементов.

Перед покупкой трубного компенсатора наша компания рекомендует как можно тщательнее оценить расположение и настройку компенсирующего оборудования, чтобы обеспечить безопасную установку и дальнейшую эксплуатацию. Правильная установка должна быть направлена на минимизацию и полное исключение аварийных ситуаций, а также на долгосрочную службу оборудования на предприятиях.

А мы напоминаем, что Вы можете обратиться к нам за профессиональным подбором компенсирующего оборудования для ваших предприятий.

Источник: kvip.su

Зачем нужны компенсаторы на трубопроводах отопления

В связи с большой протяженностью тепловых сетей трудно содержать их в идеальном порядке, поскольку на магистраль постоянно воздействуют различные факторы. Тем, кто заинтересован в решении данной проблемы, будет интересно узнать, как в этом могут помочь компенсаторы для трубопроводов. Также изучить их виды, и для чего каждый из них нужен.

Назначение устройств

Любая теплотрасса постоянно работает под серьезной нагрузкой. Стенки трубопровода выдерживают большое давление. Регулярно происходят температурные перепады. И к тому же с разной периодичностью система получает сильные гидроудары.

Все это заставляет материал, из которого сделана теплосеть, то сжиматься, то наоборот расширяться. Подобные подвижки неизбежно приводят к деформациям и необратимым перегрузкам. И в конце концов вся система быстро выходит из строя.

Избежать регулярных аварий и продлить эксплуатационный срок работы теплотрассы позволяют специальные защитные меры. Для увеличения службы сети устанавливаются такие элементы, как компенсаторы для трубопроводов отопления. Данные детали, благодаря своей эластичности, способны значительно сглаживать критические нагрузки в системе.

Важность таких защитных элементов неоспорима. Они ощутимо гасят вибрацию, которая возникает в системе из-за работы насосов. Ее можно даже не ощутить тактильно, но она есть. А самая большая опасность возникает тогда, когда вибрация, передаваемая помпой, совпадает с колебаниями самого трубопровода. Подобный резонанс в разы увеличивает частоту пульсаций, а разрушающие последствия наступают гораздо быстрее.

Вторым важным моментом выступает уравновешивание размеров самого трубопровода. Материалы укорачиваются или удлиняются под постоянными воздействиями разных температур, которую имеет жидкость, проходящая по трубам. Подобные изменения больше всего затрагивают сварные соединения. Не меньше достается и муфтовым сочленениям. Такие нагрузки способны привести к скорому разрушению этих узлов.

На сегодняшний момент установка защитных элементов в тепломагистраль выступает, как обязательное мероприятие для обеспечения надежной работоспособности системы отопления. Подобная мера значительно увеличивает периоды между профилактическими ремонтами. А в целом создает благоприятные условия для долгосрочной эксплуатации всего оборудования.

Виды компенсаторов

К выбору защитного элемента необходимо подходить ответственно еще на этапах подготовки. Поскольку теплосети монтируются из разных материалов, то для них изготавливаются различные виды компенсаторов трубопроводов. При этом нужно выполнить расчет возможной перегрузки, а уже затем подбирать элемент с подходящими параметрами.

Сальниковые

Это вид предохранителя применялся одним из первых. И хотя способ довольно-таки старый, его продолжают использовать до сих пор. Потому что он гарантирует сглаживание увеличения размеров деталей из-за высокой температуры на протяжении всей системы, какой длины она бы не была. Но у подобного компенсатора масса недостатков.

Минусы сальниковых элементов:

• Необходим постоянный контроль для обнаружения протечек.
• Плохо переносят угловые напряжения.
• Ремонт дорого обходится и его трудно выполнять.
• Не способны противостоять химическим агрессиям.

Но даже при таком изобилии недостатков, сальниковые элементы позиционируются лучшими, чем сильфонные компенсаторы трубопроводов. А все дело в том, что способность к сглаживанию у первых возрастает пропорционально повышению объема сети. Чем длиннее монтируется трубопровод, тем надежнее он работает.

В стальную конструкцию входят две обечайки с разным объемом. Меньшая вставляется в большую, а соединение герметизируется специальной прокладкой. Сальниковый компенсатор способен выдержать давление до 2,5 мПа и повышение температуры среды до +300 °C.

Внутренняя труба может двигаться внутри большего элемента, компенсируя удлинения и сжатия. А протечки не допускаются благодаря надежному уплотнению. Но из-за необходимости регулярно подтягивать гидробуксу, теплосеть обязана иметь над каждой смотровой колодец.

Резиновые

Эти предохранители, следующие по популярности в использовании. Потому что они являются универсальными и подходят, как для стальных конструкций, так и для полипропиленовых их аналогов. Их коренное отличие в том, что рабочим элементов выступает резиновая вставка.

К достоинствам резиновых компенсаторов причисляют:

• Большой срок эксплуатации (не меньше 20 лет). Причем на всем периоде не требуется ремонтов и обслуживания.
• Более надежная устойчивость к смещениям по циклам, относительно первичной установки.
• Стойкость к кратковременным осевым деформациям (растяжения и сжатия).
• Способность переждать возникновение вакуума.
• Устойчивость к агрессивной химической среде.

Рабочий резиновый элемент располагают между двумя стальными фланцами. Предохранитель также выдерживает давление в системе до 2,5 мПа. Но повышение температуры не должно превышать +200 °C. Защиту начали использовать, чтобы заменить П-образный компенсатор, который был популярен ранее, но не всегда справлялся с возложенными задачами.

Тканевый

Особый вид, который проектировался под газопровод, работающий под небольшим давлением. Применяется, чтобы сгладить тепловое расширение в системе. А при изготовлении тканевого механизма главной заботой является обеспечить достаточную прочность у рабочего элемента при различных температурных режимах.

Используют компенсатор из ткани для:

• трубопровода, обслуживающего агрессивные химические реагенты;
• теплотрасс, в которых температура превышает установленные нормы для других компенсаторов;
• систем, работающих на морозе.

Кроме способности работать в значительном температурном диапазоне, тканевый механизм отличается высокой стойкостью к ультрафиолету.

Линзовое устройство

Хорошо зарекомендовало себя для применения в котельных. И часто используется, как компенсатор для полипропиленовых труб на небольших участках, где нет больших температурных расширений. Но подходят и для стальных продувочных магистралей. Чаще встречаются рядом с насосным оборудованием для горячего водоснабжения.

Эффективнее всего справляются с осевыми и угловыми перемещениями сети, вызванными повышениями температуры. Способны стабильно работать при больших ее показателях. И этим выгодно отличаются от сильфонных собратьев. Но не могут обеспечить длительное функционирование на высоком уровне. Хотя намного жестче других видов.

Штампуют полулинзы из стального листа, а затем сваривают по гребню. Непосредственно в механизм устанавливается от одной до четырех линз. А в трубопровод конструкция врезается либо сваркой, либо при помощи фланцевого соединения.

Способ изготовления хорош тем, что позволяет производить компенсаторы для трубопровода, практически, любого диаметра. И это помогает охватить сети состоящие из небольшой трубы в 100 мм до громадных конструкций обхватом более чем в два метра. Существуют квадратные и прямоугольные линзовые механизмы, которые применяют для горячего воздуховода.

Сильфонные

Современный вид устройств представляет собой гофрированное изделие, выполненное из стали. Причем конструкция делается двухслойной и внутренняя стенка гофры чуть ли не в два раза тоньше внешней. Такая особенность позволяет достигнуть значительной прочности и сохранить рабочие качества.

Существует сильфонный компенсатор для полипропиленовых труб. Для его изготовления подбирают специальный пластик, способный выдерживать большие температурные перепады. Такие конструкции более компактны и это обстоятельство позволяет снизить земляные работы.

Видео описание

Про то, какие бывают компенсаторы отопления, расскажет следующее видео:

Другие виды устройств

Если магистраль отопления или водоснабжения проложена зигзагами, либо имеет изогнутые участки, то применяются радиальные варианты компенсирования. В этом случае происходит естественное сглаживание благодаря смещению в районе поворотов трассы.

Такие же функции выполняют П-образные компенсаторы. И это не отдельные элементы. Просто магистраль через равные промежутки имеет П-образные отходы. Именно они позволяют сгладить температурные расширения. Но для работы такой системы требуется выполнение одного условия.

Все повороты трубопровода укладываются в специальный короб. Его ширина должна быть достаточной, чтобы хватило места для удлинения магистрали при нагревании. Для этого предварительно производят расчеты будущих нагрузок, а затем обустраивают место для поворота.

По подобному принципу действует компенсатор полипропиленовый. Это кусок обычной пластиковой трубы, закрученный в кольцо. Такой элемент не закапывают в землю. Его обычно устанавливают в помещениях. Он создает подвижность в системе и это компенсирует расширения или сжатия.

Видео описание

В этом видео показаны компенсаторы для полипропиленовых труб отопления:

Коротко о главном

Прежде чем обустраивать магистраль, связанную с отоплением, необходимо позаботиться о ее защите. Работа под высоким давлением и периодично меняющаяся температура приводит к регулярным сжатиям и расширением системы. Это чревато скорейшему выходу из строя соединительных узлов трубопровода.

Существует достаточно много специальных компенсаторов, которые способны сглаживать, как вибрации в трубах от работы оборудования, так и расширение магистрали при повышении температуры. Но прежде чем устанавливать защитный предохранитель, необходимо произвести расчеты нагрузок на теплосеть. Опираясь на полученные данные следует выбрать компенсатор нужной конструкции и из подходящего материала. Это обеспечит надежность в дальнейшей работе всей системы.

Источник: m-strana.ru

Компенсаторы для трубопроводов – виды, технические характеристики

При разработке схем прокладки трубных магистралей проектировщикам приходится учитывать всевозможные деформации в линии из-за довольно большого числа негативных явлений. Для борьбы с этими отрицательными факторами широко используют компенсаторы для трубопроводов, выполненные из различных материалов.

Компенсационные узлы чаще всего устанавливают на магистральные стальные трубопроводы промышленного назначения. Обычный пользователь может столкнуться с подобным типом устройств и в быту, если трубопроводная линия из металлов или пластиков имеет значительную протяженность, подвержена гидравлическим нагрузкам.

Рис. 1 Сильфонные компенсаторы для трубопроводов — примеры использования

Что такое компенсатор и принцип его работы

Компенсатором называют встраиваемый в трубопроводную магистраль элемент, компенсирующий перемещение, изменение геометрии труб, повышенные нагрузки на стыковые соединения, напряжения в металле, вызванные различными негативными факторами. К последним относят термическое линейное удлинение и расширение материалов изготовления труб из-за изменения температурных параметров подаваемой и внешней среды, гидравлические нагрузки, вибрации, смещения трубопроводов, вызванные сдвигом, проседанием опор или грунта.

Обычно компенсатор помещают в разрез трубопровода, используя различные способы подсоединения, при этом рабочая среда протекает по его внутренним стенкам. Сама трубопроводная магистраль до компенсационного узла может размещаться как на скользящих или подвижных, так и на неподвижных опорах.

Компенсировать различные виды деформаций могут как изготавливаемые в заводских условиях компенсационные устройства, так и сами трубопроводы со специально измененной геометрией.

Рис. 2 Линзовые компенсаторы для трубопроводов

Назначение и сферы применения компенсаторов

Трубные компенсаторы широко применяют в следующих сферах:

• В теплосетях при транспортировке нагретых до высоких температур воды или пара. Температурные параметры теплового носителя, транспортируемого от ТЭЦ к потребителям, по нормативам должны иметь показатели в 155, 130 и 95 °С в зависимости от климатических условий. При наблюдаемой в последнее время погоде за сутки возможно резкое падение или повышение температуры окружающей среды на десятки градусов. В итоге обслуживающему персоналу тепловых станций приходится быстро изменять температурные параметры нагреваемой воды. Как результат, происходит существенное скачкообразное изменение линейных размеров трубопровода, которое на протяженных участках необходимо компенсировать.
• Аналогичная ситуация возникает и при авариях на отопительных магистралях, где в результате прекращения подачи теплового носителя происходит резкий спад его температуры.
• Необходимость в использовании компенсационных узлов актуальна как для стальных трубопроводов наружной прокладки, так и для подземных коммуникаций.
• Также в компенсаторах нуждаются и сети горячего водоснабжения, где возможны резкие скачки температуры воды из-за возникновения аварийных ситуаций, отсутствия водопотребления. Понятно, что такие перепады вызовут изменения линейных размеров трубопроводов на участках большой протяженности.

Рис. 3 Сальниковые компенсаторы для трубопроводов

• В коммунальной сфере и бытовом хозяйстве нередко используют трубопроводы из полипропилена (ПП) — материала, обладающего одним из самых высоких коэффициентов теплового линейного удлинения. Полипропилен используют в трубопроводах отопления и горячей воды с температурой, которая может меняться в широком диапазоне на несколько десятков градусов. При этом происходит значительное увеличение линейных размеров длинных участков ПП-трубопровода, которое необходимо компенсировать.
• В многоквартирных жилых домах сети отопления и горячего водоснабжения нередко прокладывают из трубопроводов значительной длины. Из-за возможных температурных перепадов подаваемой воды эти линии также нуждаются в компенсационных узлах.
• При пользовании быстродействующей запорной арматурой в различных сетях, транспортирующих жидкости, происходит резкий перепад давления, вызывающий гидроудары. Для борьбы с этим явлением используют мембранные или пружинные компенсаторы гидроударов, которые принимают все нагрузки на себя.
• Для подавления вибраций в трубопроводах, идущих от электрических насосов, компрессоров и прочего оборудования устанавливают компенсационные узлы из эластичных материалов.
• В промышленной сфере при использовании трубопроводов, подающих газовые среды различного химического состава (дым, пары кислот, щелочей, хлора) и температур используют специальные типы гибких и эластичных компенсаторов из синтетических материалов.

Рис. 4 Резиновые компенсаторы для трубопроводов и их применение

Компенсаторы для трубопроводов — разновидности

Насчитывается довольно широкий ряд компенсаторов, которое можно разделить по конструктивному исполнению и назначению на следующие классы:

По принципу действия. Различают специально изготовленные в заводских условиях и естественные компенсаторы, реагирующие на деформации изменением пространственного расположения трубопровода. Естественной компенсации добиваются П – Z – Г – О (угол от 45 до 90°) -образной прокладкой труб.

По месту монтажа в трубопровод. Различают двухсторонние и односторонние конструкции. Первые типы устанавливают в разрыв трубопроводной магистрали, вторые на нее торцы.

По способу подсоединения к трубопроводу. Основные методы подключения компенсационных узлов в трубопроводную магистраль:

Фланцевое. Считается универсальным, используется для всех видов конструктивных исполнений и материалов изготовления компенсаторов. При таком варианте крепления требуется наличие ответных фланцев у трубопровода и наличие уплотнителей. Основное преимущество фланцев — возможность быстрой замены узла.

Рис. 5 Тканевые компенсаторы для трубопроводов

Под приварку. Приварка актуальна только для изделий с металлическими присоединительными патрубками, при этом сама деталь и трубные торцы должны иметь примерно одинаковую толщину. Приваркой чаще подсоединяют устройства с сильфонами, линзами и сальниковым уплотнением.

Под пайку. Данным методом монтируют естественные компенсаторы в трубопроводах из полиэтилена низкого давления ПНД и полипропилена ПП.

На хомуты, прижимные пластины. В отличие от приведенных выше основных типов, хомутовый крепеж встречается намного реже и используется для подключения тканых компенсационных рукавов.

Муфтовое. Под муфтовым подразумевают соединение элементов посредством резьбы. Данный вид часто используют при монтаже на трубопроводы небольших диаметров (до 50 мм) различной арматуры. Из всех разновидностей компенсаторов таким методом чаще подключают изделия из резины, редукторы, гасители вибраций и гидроударов.

Рис. 6 Фторопластовые компенсаторы для трубопроводов

По конструктивному исполнению компенсаторы разбивают на:

Сильфонные. Осевой компенсатор данного вида нивелирует деформации трубопровода на счет изменения конфигурации его основного узла — гибкого сильфона. Это самая длинная линейка из всех аналогичных устройств, способных также реагировать на растяжение и сжатие трубопровода, его разворот под некоторым углом и осевое смещение.

Линзовые. Это жесткие компенсаторы трубопроводов из металлов, по внешнему виду напоминающие гофрированную трубу с количеством выступов от одного до четырех. Линзовые элементы способны компенсировать растяжку и сжатие трубопроводной магистрали за счет сдвига стенок выступающих гофр.

Используются для компенсации термических линейных удлинений газовых и воздушных воздуховодов круглого или прямоугольного сечения от котельных установок.

Сальниковые. Устройства получили свое название из-за того, что герметизацию перемещающегося внутри патрубка (стакана), который прикрепляют к трубопроводу, обеспечивает сальниковая набивка. Данный тип компенсационных узлов предназначен для нивелирования только осевых перемещений трубопровода в коммуникациях, подающих высокотемпературные пары и жидкости.

Рис. 7 Антивибрационная арматура

Резиновые. Благодаря высоким гибкости, эластичности и температурным характеристикам, резины являются отличным уплотнительным материалом, используемым в компенсаторах различного назначения. Резиновые компенсационные узлы не только реагирует на любые виды продольных, осевых и угловых перемещений, но и отлично справляются с вибрациями. Применяются в коммуникациях с жидкими средами.

Тканевые. Выполняются из тканого плотного воздухонепроницаемого полотна, рукав из которого крепится к трубопроводу на хомуты, прижимные пластины или посредством фланцев. Эксплуатируются в системах, транспортирующих высокотемпературные и агрессивные газы.

Фторопластовые. PTFE-компенсатор – это фторопластовый сильфон, имеющий в зависимости от диапазона компенсаций относительно малое число волн от двух до пяти. Фторопластовый компенсатор способен справляться с последствиями вибраций и линейных удлинений от термических изменений проходящей по трубопроводам среды. Рассчитан на эксплуатацию в сетях, транспортирующих жидкие высокотемпературные агрессивные среды под высоким напором.

Вибрационные. Это бескорпусные сильфоны с фланцами и под приварку, напорные рукава из эластичных материалов в оплетке и сильфонные шланги из нержавейки.

Гидравлические. Включают в себя ряд устройств, которые компенсируют гидравлические удары и высокие давления в трубопроводных магистралях за счет использования эластичных мембран, клапанов. Монтаж компенсаторов трубопроводов этого типа в отличие от других производят сбоку (перпендикулярно) линии без ее разрыва.

Рис. 8 Редуктор (1) и гаситель гидроударов (2) в бытовом водопроводе

Конструкция, материалы изготовления и технико-эксплуатационные характеристики главных видов компенсаторов

Обычно компенсаторы помещают в разрез трубопровода, при этом они имеют постоянный контакт с проходящей средой и соответственно обязаны быть устойчивы к ее температуре, давлению, химическому составу. Сам компенсационный узел в зависимости от назначения должен выдерживать продольные, угловые или поперечные перемещения трубопроводов.

И наконец размеры в диаметре, фланцы и патрубки под приварку должны соответствовать типовым размерам трубопроводных магистралей, в которых используют данные устройства.

На многие виды компенсационной арматуры действуют два норматива — для пыле-газо-воздухоустойчивых узлов (ПГВУ) и отраслевые стандарты (ОСТ), что и указывают в их спецификации.

Рис. 9 Конструкции и размеры линз под сварку и с фланцами

Линзовые

Линзовые компенсаторы для трубопроводов (распространенные обозначения КДМ, КЛО, ЛК) применяют в химическом, газо- нефтедобывающем и перерабатывающем производстве.

Они служат для термокомпенсации удлинений в узлах газовых турбин и теплообменного оборудования, в системах вентилирования, газо- пыле- и воздухоотводов. Работают в нейтральных и низкоагрессивных средах.

Линзовый осевой компенсатор для труб — это гофрированная муфта из металлических штампованных дискообразных элементов, соединенных сваркой в вершинах и впадинах гофр. Число их волн — от одной до четырех, крепление производится в разрыв металлического трубопровода свариванием или посредством фланцев.

Одна из ведущих фирм-производителей устройств данного назначения – российская компания Sinergia с предприятием в Екатеринбурге.

Рассмотрим эксплуатационные и технические параметры линзовых устройств на примере продукции от Synergia:

• Способы подсоединения к трубопроводной магистрали — фланцевый и под приварку. К преимуществам первого метода относят возможность разборки стыка для снятия компенсатора. Его недостатки — обязательное наличие ответных фланцев у трубопровода, высокие требования к соосности и герметичности соединения. Сварка — это универсальный метод жесткого соединения элементов, позволяющий монтировать соответствующие линзы непосредственно в разрез трубопровода. Ее основной недостаток — невозможность замены элемента без проведения демонтажа с резкой металла и установки с привариванием.

Рис. 10 Компенсационные двухлинзовые устройства – размерные и физические параметры

Рис. 11 Физические характеристики прямоугольных линз на давление 6 бар

Линзовые компенсаторы для трубопроводов делят на следующие группы:

Прямоугольные (по ПГВУ). Устанавливают для компенсации любых видов перемещений в трубопроводы с прямоугольной формой сечения, подающие пары, газы и воздух.

Линзы могут иметь V- или U-образный профиль волны. Ширина и высота профильного прямоугольника согласовываются между потребителем и производителем, стандартные размеры от 300 х 400 до 7850 х 8000.

Изделия рассчитаны на давление до 0,15 бар и имеют почти в два раза более низкий компенсационный показатель в сравнении с круглыми. Их эксплуатационные температурные параметры от -20 до +425 °С.

Круглые (по ПГВУ). Устанавливаются для осевой термокомпенсации трубопроводов типоразмерами от 200 до 6000 мм при напоре среды до 0,2 бар. Оснащаются фланцевыми или под приварку подсоединительными патрубками. Рассчитаны на эксплуатацию в температурном диапазоне от -20 до +425 °С.

Круглые (по ОСТ 34-10-569-93). Производятся из металлических сплавов сечением от 3 до 10 мм. Предназначены для продольной (осевой) компенсации дельты длин труб размерами в окружности (Ду) от 200 до 1400 мм. Рассчитаны на эксплуатацию при давлении среды 6, 10 и 16 бар и ее температурных параметрах от -20 до +425 °С для изделий с условными проходами менее 400 мм. Для остальных типов верхний температурный показатель не должен превышать +300 °С.

Угловые ОСТ. Имеют одну или две линзы, рассчитаны на подключение в трубопроводы диаметрами от 100 до 2200 мм. Предназначены для термокомпенсации дельты длин трубопроводов, работающих в естественных П-образной, Г-образной, Z-образной компенсационных схемах.

Рис. 12 Характеристики КДМ

Помимо приведенных типов изделий, выпускаются типы линзовых конденсаторов следующих условных обозначений:

КДМ — двухлинзовый осевой газовый. Изготавливается из тонколистовой стали в форме сваренных между собой полулинз. Применяется в сетях газоподачи на подземных газопроводах. Монтируется после отсекающих задвижек по ходу движения газа.

КЛО — осевой, предназначен для термокомпенсации и механических смещений трубопроводов и оборудования, эксплуатируемых в средах различной степени агрессивности. Устанавливается в трубопроводы подачи газов, химических веществ, нефти и продуктов ее переработки. Выпускается с внутренней обечайкой окружностью от 500 до 2400 мм для напорных характеристик среды до 10 бар, и типоразмерами от 500 до 1600 мм для напорных нагрузок до 16 бар. Число волн в КЛО может быть от одной до шести.

Рис. 13 Материалы изготовления и физические параметры КЛО-линз

ЛК – линзы прямоугольной формы с острыми, закругленными и углами в виде камер. Рассчитаны на давление рабочей среды до 125 бар и ее температуры от -60 до +425 °С.

Предназначены для термокомпенсации, выравнивания несоосности, борьбы с деформациями при транспортировке водных, газовых, парообразных и прочих сред от насосов, турбин, компрессоров, двигателей.

Тканевые компенсаторы для трубопроводов

Основные области применения тканевых компенсаторов — технологические трубопроводы подачи любых газовых сред. Они обеспечивают компенсацию кручения, осевого, бокового и углового сдвига трубных торцов. Основные технические параметры устройств:

• Выпускаются в виде вставок круглого (от 100 до 14000 мм и более), прямоугольного (длина грани до 9000 мм), квадратного или любого другого вида сечений.
• Напорные характеристики: диапазон давлений от 6 до 16 бар.
• Температурный диапазон: от -40 до 1200 °С.
• Компенсирующая способность: 100 — 500 мм.

Рис. 14 Материалы изготовления тканевых компенсаторов

Одним из производителей данного вида продукции является российская компания Kompenz-elastic, выпускающая компенсаторы из ткани со следующими характеристиками:

Материалы изготовления полотен Элатекс:

• фтор, фторкаучук — многослойные газонепроницаемые стеклоткани с фторопластовым или с добавлением каучука покрытием. Их главное преимущество — влагостойкость и высокая устойчивость к агрессивным химическим веществам (кислоты, щелочи). Температура применения до + 265 °С.
• сил — ткани с силиконовым покрытием, обладающим высокой термостойкостью до +200 °С, способны работать в широком диапазоне температур.
• изо 450 (700) — гибкие термоизоляционные полотна на основе минваты, из базальта, выдерживающие температуры в 450 и 700 °С.
• изокерам — гибкая термоизоляция на основе керамоваты с эксплуатационной температурой до +1100 °C.
  изо 500 — плотно сплетенная газонепроницаемая стеклоткань с пропиткой из нитрилбутадиена и термостойкостью до +500 °С.
• изо Арм — плотная стеклоткань, усиленная сеткой из нержавейки, способна выдерживать термические нагрузки до +750 °С.
• изо ТН — термоизоляция на основе минваты из базальта с верхним термическим порогом до +500 °С.

Рис. 15 Конструкция и тип действия компенсаторов из тканей

• Условные проходы: от 100 мм до самых максимальных в 6000 мм и более.
• Типы соединений: фланцевое, под приварку, хомут или планку.
• Компенсирующая способность в процентах от расчетной или монтажной ширины. Зависит от типа конструктивного исполнения изделия. Для осевого сжатия показатели 25, 35% и 60%, для бокового сдвига 10, 15 или 30%.
• Компенсаторы для трубопроводов выпускают в форме готового модульного узла с металлическими патрубками для приварки или фланцами. Второй вариант изготовления — сборная конструкция, монтируемая на самом газоходе, применяется для условных диаметров от 4000 мм.

Рис. 16 Типовые конструкции Kompenz-elastic

Основные виды выпускаемых компенсаторов:

Однослойные. Изготавливаются из тканей с силиконовой, фторопластовой или фторопластовой с каучуком пропиткой, выдерживают термические нагрузки транспортируемой среды в зависимости от материала изготовления в 140, 200 и 265 °С.

Используется в газо- и воздуховодах, тягодутьевых машинах.

Многослойные (для дымоходов, вентшахт). Изделия выпускаются в виде вставок, используются для гашения вибраций, возникающих от работы дымососов и вентиляторов. В качестве слоев используют газонепроницаемые ткани с силиконовым (до 200 °С), нитрилбутадиеновым (до 500 °С) и фторопластовым (до 265 °С) покрытием.

Многослойные с внутренней изоляцией. Отличительная особенность данного типа — наличие в многослойной структуре теплоизолирующего слоя, которым является наиболее термостойкое керамическое волокно с верхним температурным порогом эксплуатации до 1100 °С.

Сам вкладыш может включать в себя несколько газонепроницаемых и теплоизоляционных слоев из разных материалов, подбор которых зависит от температурных параметров проходящей среды и места его установки.

Рис. 17 Конструктивные типы Kompenz-elastic по способу крепежа

Многослойные высокотемпературные. Состоят из двух или более слоев. Один из основных типов компенсаторов – сочетание плотно сплетенной стеклоткани с нитрилбутадиеном (изо 500), ткани с силиконовой пропиткой (сил) и сетки из нержавейки (корд). Выдерживают температуры рабочей среды до + 500 °С. Основные сферы применения — высокотемпературные системы удаления газов, воздуховоды, газоводы с различными газообразными средами.

Второй вариант высокотемпературных тканевых вставок включает в себя стеклоткани с покрытием из силикона (сил), нитрилбутадиена (изо 500), фторопласта (фтор), стеклоткани с нержавейкой (изо Арм) и нержавеющей сетки (корд).

Выполненные по нормативам ПВГУ. Являются альтернативой линзовым разновидностям, выполняются из термо- и химически стойких тканей с нитрилбутадиеновым, фторопластовым покрытием и сетки из нержавейки, выполняющей роль абразивный защиты. Используются в системах удаления газов, содержащих высокие концентрации окислов серы SO2 и SO3.

Следует отметить, что аналогичный товар производят еще одна российская фирма Келаст и компания Трансмаш.

Рис. 18 Принцип действия и разновидности резиновых компенсаторов

Резиновые

Компенсаторы для трубопроводов из резины выпускают широкий производителей, среди которых можно выделить компании Frenzelit (Германия), Ayvaz (Турция), Армфлекс (Россия-Китай). Рассмотрим особенности данных устройств на примере товара ведущего мирового производителя компенсационных резиновых, тканевых и металлических узлов — немецкой компании Frenzelit:

• Область применения — любые бытовые и промышленные водяные системы, отопление, кондиционирование, вентиляция, транспортировка нефтепродуктов. Рабочие среды — пар, газ, вода, масла, нефтепродукты, химические реагенты.
• Типы компенсируемых факторов — шумы, вибрации, осевые, угловые и сдвиговые смещения участков трубопровода, вызванные терморасширением или деформациями.
• Типы подсоединений: ответными металлическими фланцами с уплотнительными прокладками для давлений 100 — 160 бар. Также используются эластомерные фланцевые отводы, армированные волокнами. Для диаметров (Ду) от 15 до 80 мм в подсоединительных патрубках применяется резьба.
• Для работы в химически агрессивной среде используется защитное внутреннее покрытие присоединительных патрубков из фторопласта, для работы под вакуумом устанавливают опорные кольца-спирали.

Рис. 19 Размеры и технические характеристики Frenzelit HighFlex SFR – US

• Материалы изготовления резиновых компенсаторов:

Неопрен — продукт компании DuPont, представляющий собой хлоропреновый каучук. Материал обладает мягкой пористой структурой, эксплуатируется в температурном диапазоне от — 55 до + 90 °С.

ЭПДМ — широко применяемый этилен-пропилен-диеновый каучук, имеющий вид пористой резины. Материал относят к классу синтетических эластомеров, может эксплуатироваться в диапазоне температур от -50 до +150 °С.

Бутил — бутилкаучук, обладающий очень низкими коэффициентами воздухо- и паропроницаемости. Эластомер выдерживает рабочие температуры от — 40 до + 110 °С.

Нитрил — синтетический эластичный каучук (резина) с диапазоном рабочих температур от -30 до + 100 °С

Хипалон (Hypalon) — полиэтиленовый эластомер из полихлоросульфата, являющиеся продуктом компании DuPont. Материал обладает высокой сопротивляемостью к истираемости, диапазон рабочих температур его эксплуатации составляет от — 60 до + 180 °С.

Вайтон (Viton) — эластомер, относящийся к классу синтетических фторированных каучуков (СФК, FKM, FPM), способен работать в интервале рабочих температур от — 40 до + 200 °С.

Резины на основе натурального каучука — являются продуктом вулканизации каучука, обладают высокой степенью обратной деформации. Могут эксплуатироваться в температурном диапазоне от -50 до +150 °С.

• При изготовлении изделий возможны комбинации слоев из разных эластомеров.
• Эксплуатационные температуры всех изделий — от -10 до +105 °С.
• Формы выпуска: невысокая и высокая волна, двойная волна. Стальные оцинкованные фланцы для сквозного соединения болтами. Самоуплотняющаяся резина в местах соединений, усиленная проволочным каркасом.
• Рабочие давления: 7, 10 и 16 бар.
• Диаметры: от 25 (1″) до 1500 (60″) мм. По желанию заказчика типоразмеры изделий могут доходить до 2400 мм.

Рис. 20 Размеры и технические характеристики Frenzelit HighFlex SFR – DF

Фторопластовые

Назначение изделий из фторопласта — компенсация температурных осевых, боковых, угловых перемещений и вибраций в трубопроводных магистралях, транспортирующих жидкие агрессивные среды (окислители, растворители, концентрированные кислоты и щелочи) с высокими температурными и напорными параметрами.

Конструктивно компенсаторы для трубопроводов представляют собой фторопластовую гофру с различным числом волн (например, от одной до семи).

Выбор материала для сильфона связан с тем, что фторопласт обладает наивысшей химической стойкостью к агрессивным средам в сравнении с другими полимерными материалами. Фторопласт неустойчив лишь к нагретым до высоких температур расплавам и растворам в аммиаке щелочных металлов, хлору и некоторым его соединениям.

Еще одно весомое преимущество фторопласта — широкий диапазон рабочих температур от -269 до +260 °С, материал плавится при +327 °С.

Одним из ведущих производителей фторопластовых компенсаторов является немецкий концерн Frenzelit, технические параметры его продукции:

• Максимальная температура эксплуатации до +250 °С.
• Номинальное давление среды при температуре + 20 °С: зависит от конструктивного исполнения изделий, максимум 14 бар.
• Условные диаметры от 20 до 500 мм.
• Соединение: фланцевое.

Рис. 21 Размеры и характеристики КФ 1002

Основная линейка фторопластовых компенсаторов Frenzelit и их характеристики:

КФ 1002 (двухволновой). Условные диаметры от 25 до 500 мм, толщина сильфона от 3 до 5 мм. Компенсация осевых перемещений (для крайних типоразмеров и максимальный из середины ряда для Ду 100, 125) 6,5 — 15 — 20 мм, боковых 4 — 14 — 5 мм, угловых 4 — 20 — 6 град.

КФ 1003 (трехволновой). Диаметры от 25 до 500 мм при параметрах компенсации смещений: осевых 12,5 — 25 — 30 мм, боковых 10 — 25 — 5 мм, угловых 18 — 30 — 10 град.

КФ 1005 (пятиволновой). Размеры в окружности от 25 до 200 мм, компенсируемые перемещения по центральный оси 15 — 27 — 20 мм, боковые 12 — 27 — 20 мм, угловые 18 — 30 — 20 град.

КФ 1007 (шести- семиволновой). Специальное исполнение для больших перемещений условными диаметрами от 25 до 400 мм. Допустимые смещения: по оси 15 — 27 — 20 мм, боковое 20 — 30 — 35 мм, угловое 20 — 35 — 10 град.

Также компания Frenzelit выпускает фторопластовые компенсаторы специальной конструкции только для вакуума и угловых перемещений.

Рис. 22 Характеристики КФ1005

Сальниковые

Конструктивное устройство (рабочие чертежи) и технические параметры сальниковых компенсаторов приведены в отраслевой документации, описывающий изделия и детали трубопроводов для теплосетей (серия 5.903-13 4-й раздел). Его некоторые положения:

• Назначение: компенсация термических деформаций трубопроводов теплосетей.
• Рабочая среда: вода и пар с номинальным давлением до 25 бар при температурных параметрах воды до 200 °С и пара до 300 °С.
• Различают двухсторонние и односторонние устройства. Диаметры условных проходов первых от 100 до 800 мм, у вторых от 100 до 1400 мм.
• Компенсирующая способность: у односторонних 200 — 450 мм, у двухсторонних 400 — 800 мм.
• Существуют два варианта конструкции компенсаторов — с уплотняющим и без уплотняющего устройства. Первые рассчитаны на температуру окружающей среды до -60 °С, вторые могут функционировать не менее чем при -40 °С.
• Ресурс работы — 25 полных циклов нагружения, что примерно равно одному отопительному сезону.

Рис. 23 Схема и особенности двухстороннего сальникового компенсатора

Для изготовления их корпусов и патрубков используются:

• Углеродистая сталь, если температура окружающей среды не превышает нижний температурный порог в — 40 °С.
• При температурах от -40 до -50 °С для изготовления сальниковых компенсаторов применяется низколегированная сталь марок 17ГС, 17Г1С, 17Г1СУ (ГОСТ 552019).
• Если температурные параметры внешней среды не превышают -60 °С, для изготовления корпусов и патрубков используются: листовые низколегированные (ГОСТ 5520-19) и круглые (ГОСТ 19281 — 73) стали 09Г2С, бесшовный горячедеформированный трубный прокат (ГОСТ 5520-19) из 09Г2С.
• Шпильки и гайки выполняют из стали 35Х.
• В качестве уплотнителя сальника используется набивка АР и АП-31 (ГОСТ 5152-84). Это асбестовые плетеные шнуры круглого, квадратного и прямоугольного сечения длиной от 8 до 22 м. Диапазон их рабочих температур составляет — 40 до + 300 С.

Конструктивно (рис. 23) сальниковый компенсатор для труб выполнен в виде жесткого металлического корпуса 1, внутри которого с одной или двух сторон перемещаются патрубки 2, которые приваривают к трубопроводу.

В зазор между корпусом и патрубками помещают сальниковую набивку 6, которую удерживает от выхода наружу грундбукса 5, представляющая собой втулку с заплечиком. Грундбукса крепится к корпусу при помощи шпилек 3 и гаек 4. Для того, чтобы сальниковая набивка не перемещалась внутрь корпуса, ее ограничивают контрбуксами или кольцами из твердой термостойкой резины 7.

Рис. 24 Характеристики сальниковой арматуры

Сильфонные

По ГОСТ сильфонным компенсатором (КС) или устройством (КСУ) называют арматуру, состоящую из одного или нескольких сильфонов и присоединительных патрубков, способную поглощать или уравновешивать перемещения заданной частоты, величины подсоединяемых элементов в герметично изолированных конструкциях, и транспортировать в этих условиях жидкие, парообразные и газовые рабочие среды.

Компенсаторы для трубопроводов сильфонные — одна из самых многочисленных групп, регламентированных несколькими нормативными актами. В ГОСТ 32935-2014 приведены общие техусловия на металлические сильфонные компенсаторы для теплосетей, основные положения которого:

• Стандарт распространяется на изделия условными диаметрами от 50 до 1400 мм, номинальным давлением рабочей среды до 25 бар и ее температуру до +200 °С.
• Область назначения — термокомпенсация деформации трубопроводов теплосетей, транспортирующих воду, и паропроводов.
• Разновидности компенсаторов для теплосетей: осевые, поворотные, стартовые.

Рис. 25 Чертежи К001, К010, К100, К111 по ГОСТ Р 50671-94

• По числу сильфонов различают односильфонные и двухсильфонные компенсационные узлы и устройства.
• Также различают арматуру без тепло-гидроизоляции или с ее наличием.
• Назначенный эксплуатационный срок — 30 лет при вероятностном параметре работы без отказов 0,95 в течение этого интервала.
• Основные типы соединений — фланцевое и под сварку.
• Наработка в течение эксплуатационного срока:

1. Осевое растяжение — сжатие от минимума до максимума в 100% — 10 циклов.
2. 70% растяжение — сжатие при изменении температуры транспортируемой среды от минимума до максимума рабочего диапазона — от 150 циклов.
3. 20% растяжение — сжатие при любых термических характеристиках проходящей среды — от 10000 циклов.

Рис. 26 Характеристики К001

В производстве компенсаторов применяют широкий ряд сталей. Для внешних и внутренних оболочек сильфонов используют в основном нержавейки (05Х18Н10Т, 08Х18Н10Т), промежуточные слои изготавливают из углеродистых сталей (08кп, 08пс, 08Ю).

Остальные элементы выполняют из широкого ряда углеродистых (Ст3, Ст10, Ст20), низколегированных для сварных конструкций (09Г2С) сталей и нержавеек (08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т).

В ГОСТ Р 50671-94 на сильфонные компенсаторы трубопроводов для теплосетей и электростанций со сварным и фланцевым присоединением к трубопроводу, номинальными давлениями 6,3, 10, 16, 25, 40 и 63 бар приведены типоразмеры и чертежи их различных исполнений.

Рис. 27 Материалы изготовления сильфонных устройств по ГОСТ 32935-2014

Основные характеристики разных типов компенсаторов:

• К001 — сдвиговые, изделия с фланцами имеют типоразмеры от 65 до 500 мм и номинальные давления от 10 до 25 бар, под приварку соответствующие показатели 50 — 500 мм и 10 — 63 бара.
• К010 — поворотные, фланцевые с типоразмерами 65 — 500 мм (DN 10, 16 бар), под приварку 50 — 500 мм (DN 10 — 63 бар)
• К100 — осевые, изделия с фланцами выпускают диаметрами 65 — 500 мм (DN 2,5 — 25 бар), приварные имеет размеры от 50 до 500 мм (DN 6,3 — 63 бар) и 600 — 2200 мм (DN 6,3 — 25 бар)
• К111 — универсальные, фланцевые выпускает типоразмеров 65 — 500 мм (DN 2,5 — 25 бар), под сваривание типоразмерами 50 — 500 мм (DN 6,3 — 63 бар) и 600 — 1400 мм (6,3 — 25 бар).

Еще в одном нормативном документе, а именно ГОСТ 27036-86, приведены более широкие данные на металлические сильфонные компенсаторы К001 — К111 и уплотнения (универсальное У111). Указан более длинный ряд их конструктивных исполнений для широкого диапазона температур транспортируемой среды от -200 до +500 °С. Последней помимо пресной воды и пара являются разнообразные жидкости и газы, морская вода, кислоты и щелочи.

Рис. 28 Конструкции и назначение основных номенклатурных групп от Компенс

Чтобы подробно ознакомиться с типами выпускаемых сильфонных компенсаторов с фланцами и под приварку, можно рассмотреть продукцию компании Компенс, линейка которой состоит из следующих серий:

КСО (продольно-осевые). Компенсаторы для трубопроводов КСО имеют вид открытой прямой гофры с присоединительными патрубками, бывают односекционными и двухсекционными под приварку и с фланцами. Компенсируют осевое смещение труб, предназначены для работы в теплосетях и различных установках при температуре до +250 °С, в специальном исполнении — до +850 °С.

ОПКР (продольно-осевые). В данной конструкции гофра помещена в два защитных стакана — наружный и внутренний. Изделия выпускают с одной или двумя секциями под приварку и с фланцами. Модель ОПКР предназначена для теплосетей, прокладываемых внутри помещений и под землей в камерах, каналах и тоннелях.

СКУ.М (продольно-осевые). Для этого исполнения гофра находится в двух стаканах, повернутых навстречу друг другу и сверху закрыта защитным кожухом, имеется ограничитель хода. Изделия бывают с одной или двумя секциями, патрубки под приварку или с фланцами поставляются без гидро- и теплоизоляции.

Предназначены для наземной и подземной прокладки в тоннелях, тепловых камерах, проходных и непроходных каналах.

СКУ.ППУ (продольно-осевые) . Устройство представляет гофру в стакане, закрытую сверху защитным кожухом. Присоединительные патрубки под приварку находятся в пенополиуретановой (ППУ) изоляции, которая накрыта вместе с корпусом оболочкой из полиэтилена ПЭ или оцинковки ОЦ.

Используются в трубопроводных магистралях, выполненных из стальных труб в ППУ-изоляции, защищенных оболочкой из полиэтилена или оцинковки, имеющих систему оперативного дистанционного контроля СОДК. СКУ.ППУ находят применение в сетях, проложенных бесканальным методом или в непроходных каналах с низким уровнем грунтовых вод.

Рис. 29 Конструктивное устройство и назначение основных серий от Компенс

КСУ (продольно-осевые поворот, сдвиг). Представляют собой гофру, помещенную между фланцами (отводами под приварку), соединенными друг с другом двумя диаметрально расположенными шпильками. Выпускаются с одной или двумя секциями, имеют ограничитель хода, могут оснащаться защитным кожухом. Используются при монтаже вентканалов, газопроводов, в вентиляционном и технологическом оборудовании. Широко применяются для компенсации несоосности патрубков машин и агрегатов, в качестве гасителей вибраций.

Для отопления (продольно-осевые). Конструктивное исполнение устройств — сильфон с одним подвижным патрубком, помещенный в защитный кожух, при этом второй является частью корпуса. В некоторых моделях корпус может отсутствовать. Бывают однослойными и многослойными, используются для защиты отопительных трубопроводов от статических и динамических нагрузок, возникающих при термических деформациях и вибрациях в стояках отопления и горячего водоснабжения многоэтажных домов. Монтируются привариванием.

Карданные (изгиб-поворот). Компенсируют только угловые перемещения труб в двух, перпендикулярных друг другу плоскостях, обеспечивая при этом высокую жесткость. Бывают односекционными и двухсекционными, выпускаются под приварку и с фланцами.

Рис. 30 Типовые номенклатурные группы сильфонной арматуры и их условное обозначение

Вибропоглощающие компенсаторы для трубопроводов

В конструкциях данного типа (рис. 7) применяется многослойный сильфон в комплекте со стяжками и опорами из виброизолирующего материала. Используются в случаях, когда применение резиновых изделий невозможно из-за высоких температур транспортируемой среды.

Другие разновидности вибропоглощающих устройств — гибкие шланги в оплетке из нержавейки и фитингами, выполненными из углеродистой или нержавеющей стали. Гибкие подводки могут подключаться к трубопроводной магистрали при помощи штуцеров, ниппелей, фланцев или приваркой.

Также для виброкомпенсации в трубопроводах, транспортирующих водные, газовые и масляные среды используют гибкие сильфонные рукава с диаметрами от 2 1/2 дюйма. Их подсоединяют к трубам при помощи фланцев или привариванием.

Рис. 31 Сравнение принципа действия естественных и сильфонных компенсаторов

Компенсаторы давления и гидроударов в водопроводах

Магистрали подачи горячей и холодной воды предназначены для использования водных ресурсов различными потребителями в лице коммунальных служб или промышленными предприятиями. При пользовании водой в жилых или индивидуальных домах большую роль играют ее физические характеристики, а именно температура и давление. Если последний параметр по каким-либо причинам превышает предельно допустимые нормы, это приводит к некорректному функционированию трубопроводов, приборов, бытовой техники.

Редукторы давления. Чтобы снизить напор в водопроводе до комфортных значений, применяют понижающие давление воды приборы — редукторы.

Принцип их действия основан на законах гидродинамики, а именно снижении давления в трубопроводе при уменьшении сечения его проходного канала.

Компенсатор давления для водопровода автоматически снижает напор, разделяя входной водный поток на две составляющие. Одна порция воды беспрепятственно протекает по проходному каналу, а вторая давит на исполнительный механизм, управляющий шириной прохода. В качестве основного регулировочного элемента применяют поршень или мембрану, соответственно и все типы редукторов разделяют на поршневые и мембранные.

При использовании приборы настраивают на необходимое выходное давление (стандарт 3 бара), диапазон изменений которого в быту от 0 до 10 бар. Входной напор может изменяться в широких пределах, не превышая при этом показателя в 25 бар. Бытовые редукторы в основном выполняют из латуни с патрубками, рассчитанными на резьбовое присоединение, их условный диаметр не превышает 50 мм.

В промышленности и коммунальном хозяйстве используют крупногабаритные редукторы диаметрами от 15 до 250 мм из стали, чугуна, соответственно под приварку или с фланцами.

Рис. 32 Конструктивное устройство поршневого и мембранного редукторов

Компенсаторы гидроударов. Гидравлические удары возникают при резком перекрытии потока жидкости, приводящем к скачкообразному повышению давления в системе. Это в свою очередь вызывает приложение значительных сил на стенки трубопровода, места соединений, арматуру и сантехнические приборы.

Так как все перечисленные элементы обладают высокой жесткостью, они в наибольшей степени подвержены необратимому физическому разрушению.

Чтобы решить проблему избыточного давления при его скачках, используют расширяющиеся эластичные гибкие компенсаторы, принимающие на себя ударную волну.

Нередко это резиновая мембрана, помещенная в середину закрытого составного металлического бака.

С одной стороны на мембрану давит водная масса, а с противоположной напор компенсирует закачанный под давлением газ. Мембранный компенсатор подключает к водопроводу при помощи подсоединительного патрубка с наружной или внутренней резьбой.

При скачкообразном повышении давления в системе после гидроудара, мембрана растягивается, принимая на себя ударную волну в виде некоторого объема втекающей жидкости. После прекращения воздействий она выталкивает лишний объем жидкости обратно в трубопровод.

Вторая разновидность компенсаторов гидроударов — пружинные. Прибор представляет собой помещенный в цилиндрический корпус резиновый клапан, подпираемый пружиной. При резких скачках давления клапан втягивается внутрь компенсатора, а после его нормализации выталкивает жидкость обратно в трубопровод.

Помимо бытовых гасителей гидроударов, рассчитанных на резьбовое соединение, выпускаются приборы промышленного назначения больших габаритных размеров, установка которых производится при помощи фланцев.

Рис. 33 Конструкции компенсаторов гидроударов

Естественные компенсаторы для полипропиленовых трубопроводов

Трубы из полипропилена (ПП) широко используют в быту, коммунальном хозяйстве для подачи холодной, горячей воды и теплоносителя в системы отопления.

Их основной недостаток — один из самых высоких коэффициентов линейного удлинения, задаваемый фиксированной константой. Для обычного полипропилена она равна 0, 15 мм/м·К. То есть это означает, что на длине 1 метр и при нагреве трубного участка на температуру, больше начальной на 60 °С, удлинение трубопровода составит 9 мм на погонный метр. У армированного стекловолокном полипропилена данный показатель в 3 — 5 раз ниже, тем не менее даже удлинение в 3 мм на метр довольно существенно.

Поэтому для термокомпенсации линейных удлинений в протяженных магистралях из полипропилена применяют естественные компенсаторы. То есть трубопроводы прокладывают с П-образными Г-образными и Z-образными ответвлениями.

В качестве встраиваемых компенсационных узлов используют О-образные отрезки труб и сильфонный компенсатор Козлова. Последний представляет собой полипропиленовые фитинги стандартного (по внешнему диаметру) типоразмера для приварки в трубопровод, между которыми размещен сильфон из нержавейки. Прибор часто оснащается внешним защитным и термоизолирующим кожухом из полипропилена в виде простого отрезка трубы.

Рис. 34 Естественные компенсаторы и прибор Козлова

Компенсация температурных расширений, угловых поворотов и смещений трубопроводов, транспортирующих жидкие и паро- и газообразные среды различных типов, является одним из основных способов обеспечения оптимального и долговременного безаварийного функционирования магистралей. Для его реализации используют широчайший ряд компенсационных устройств различных конструкций, в изготовлении которых используют всевозможные материалы, начиная от металлов и заканчивая каучукообразными эластомерами, тканями с газонепроницаемыми пропитками.

Источник: montagtrub.ru