Сильфонные компенсаторы для трубопроводов: виды и предназначение

Сильфонные компенсаторы

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

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

Классификация компенсаторов

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

  • сжатие и растяжение;

  • изгиб;

  • смещение оси.

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

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

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

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

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

Встречаются и другие виды сильфонных компенсаторов, например, стартовые.

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

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

Встречаются и другие виды сильфонных устройств:

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

Устройство

Сильфонный компенсатор состоит из нескольких частей:

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

Технические характеристики

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

Основными данными для расчета служат:

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

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

Применение

Отрасли в которых применяются сильфонные компенсаторы:

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

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

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

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

Виды компенсаторов для трубопровода, для чего нужны устройства: Обзор +Видео

Компенсаторы для трубопроводов. Компенсаторы для трубопроводов помогают поддерживать водопроводные сети в рабочем состоянии. В сложных климатических условиях на трубы ложится большая нагрузка во время отопительного сезона, при высокой температуре трубы подвержены расширению, что может служить причиной для аварий на теплотрассах.

Что предотвратить возникновение чрезвычайных ситуаций применяют специальные устройства.

Для чего служат компенсаторы

Работа теплосетей проходит под воздействием температурных перепадов и изменения давления внутри системы. Данные условия считаются опасными для ее функционирования. Применение компенсаторов разрешает эту проблему, сглаживая влияние негативных факторов на деятельность труб. Перепады температуры, давления заставляют материалы труб сжиматься или расширяться, что влечет деформацию и повреждения трубопровода. Компенсатор, как защита, не позволяют выйти из строя водопроводной системе.

Возможные объемы нагрузки следует рассчитать, разрабатывая проект теплотрассы и водопровода. Соблюдая правила, можно монтировать элементы, способные компенсировать изменения труб.

Устройства для компенсации бывают из разных материалов, необходимо выбирать подходящий материал для данной системы. Правильно принятое решение в отношении компенсаторов повысит срок эксплуатации системы без аварий. Компенсаторы, как и трубы, бывают из разных материалов: стальные, пластиковые.

Внимание! Монтировать защитные устройства следуют во все типы водопроводов, проложенные из любого материала.

Современные системы водоснабжения прокладывают в основном из полипропиленового материала, который подвержен высокой линейной деформации при температурном расширении. Трубы из данного материала всегда оснащают компенсаторами.

Устройства монтируют:

  • во время прокладки водопроводной системы.
  • во время монтажа теплого пола.
  • в канализационной системе.
  • в отопительной системе, в водопроводе с горячей водой.

Чем грозит расширение труб

Если не учитывать возможность расширения труб во время повышения температуры, то во время нагрева элементы трубопровода уходят в стороны и становятся не прямые, а в виде волн. Это влечет повышение уровня шумов во время протекания жидкости.

Деформация труб приводит:

  • К разрушению крепежных опор.
  • К тому, что снижается пропускная способность, потому что воздух скапливается в верхних частях трубопровода.
  • К падению у отопительных радиаторов температуры.
  • В участках с изгибами появляются трещины, что влечет к протечкам.

Применяя устройства, обеспечивается:

  1. Бесперебойная работы системы в течение долгого времени.
  2. Поддержание в трубах во время его изменений.
  3. Гидроударная защита.
  4. Исключение деформации во время перепадов температуры.

Виды устройств для компенсации

Вид компенсатора для полипропиленового трубопровода

Защитное устройство выполнено в виде петли, имеет простую конструкцию, поэтому легко монтируется в трубы для отопления. Компенсаторы подходят для любых типов трубопроводной системы. Петлевидный предохранитель справляется с последствиями гидроударов, с резкими скачками температуры. В целом данный тип устройства обеспечивает бесперебойной работой отопительную систему и горячий водопровод.

Внимание! Во время строительных работ теплосети требуют обязательно устанавливать компенсаторы.

Кроме компенсации линейной деформации отопительной системы компенсаторы нейтрализуют действие работы насосов. Данная вибрация никак не ощущается, но ее влияние ощутимо на всю сеть. Опасным считается, когда частота вибрирования насоса совпадет с частотой вибрации трубопроводной системы. Амплитуда колебания конструкции может увеличиться в несколько раз и полностью разрушить сеть.

Особенности монтажа компенсирующих устройств

Оснащение компенсаторами отопительной системы и водопроводов в жилых сооружениях проводят согласно проекту. Компенсаторы закрепляют к основной конструкции при помощи сварки.

Устройства устанавливают при неработающей системе трубопровода, когда в ней нет давления и транспортируемой жидкости. При установке обеспечивают соблюдение соосности трубы и компенсатора, чтобы не допустить радиальные нагрузки системы во время работы.

Наличие данного типа нагрузок влечет за собой заедание и дальнейшей поломкой подвижных элементов изделия.

Система топления оснащается компенсаторами на прямых отрезках трубопровода, и когда все секции прикреплены к неподвижным опорам. Наряду неподвижных опор необходима установка скользящих, чтобы не деформировать трубопровод во время теплого расширения. Необходимо учитывать величину трения в местах установки во время расчета максимального размера зоны трубопровода со встроенным компенсатором.

Внимание! На участке, где установлен сильфонный компенсатор, нельзя монтировать опоры, подвесной конструкции.

На этапе создания проекта для установки опор неподвижного типа учитывается: величина силы жесткости компенсатора, величина усилия на распор, сила трения для опор скользящих.

Монтировать компенсирующие устройства можно в трубопроводах горизонтального и вертикального типа. Стрелка устройства устанавливается по направлению движения теплоносителя, стрелка корпуса вертикальных трубопроводов должна быть опущена вниз, каким бы направлением не был оснащен теплоноситель. При поломке компенсаторы подлежат только замене.

Виды и назначение компенсаторов

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

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

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

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

Виды компенсаторов:

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

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

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

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

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

Компенсатор сильфонный: эффективное приспособление для компенсации теплового расширения труб

Компенсатор сильфонный — это приспособление в виде гибкого вставочного элемента, которое применяется в различных трубопроводных конструкциях. Это изделие выполняет очень важную функцию — компенсацию изменения длины участков той или иной коммуникации. Изменение длины труб происходит, как правило, из-за температурных воздействий или вследствие установочных работ.

Во всех типах трубопроводов, в которых есть риск теплового расширения, устанавливаются компенсаторы

Сильфонные компенсаторы — что это такое?

На сегодняшний день сильфонные компенсаторы эксплуатируются в различных областях человеческой деятельности. Среди основных таких отраслей можно отметить:

  • энергетическая отрасль;
  • металлургическая сфера;
  • нефтеперерабатывающие производства;
  • а также коммунальное хозяйство.

Такие приспособления являются очень важными комплектующими элементами различных коммуникаций и используются практически везде, где необходимо компенсировать температурное расширение трубопровода. Наименьшим коэффициентом температурного расширения обладают стальные трубы, а наибольшим — полиэтиленовые изделия. Компенсатор для полиэтиленовых труб является необходимой мерой для исключения деформации. Стоит отметить, что сильфонные компенсаторы для полиэтиленовых труб стыкуются с коммуникацией посредством фланцев. Помимо основной своей задачи, сильфонные компенсаторы выполняют ещё несколько важных функций:

  • защита трубопровода от механических повреждений, которые могут привести к деформации труб и их разрушению;
  • компенсирование недочётов, которые могли быть во время прокладки коммуникации. Как правило, вследствие таких монтажных ошибок, отдельные участки трубопровода располагаются не на одной линии с другими участками коммуникации;

Полезная информация! Также сильфонные компенсаторы могут выступать в качестве переходного соединительного элемента. В таком случае с их помощью производится стыковка труб с разными показателями сечения.

  • гашение вибраций, которые возникают в коммуникации при передвижении по ней рабочей среды. А также стоит отметить, что вибрации в системе образуются не только от передвижения среды по трубам, но и от работы различного оборудования;
  • обеспечение нужного показателя герметичности в транспортных трубопроводных конструкциях.

Сильфонные компенсаторы — универсальные устройства и могут выполнять несколько функций одновременно

Технология изготовления сильфонных компенсаторов

Наиболее важной частью конструкции такого устройства является сильфон. Сильфонная гофрированная трубка изготавливается, как правило, из нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь является надёжным материалом, который обладает повышенными прочностными характеристиками, а также следующими преимуществами:

  • устойчивость к губительным коррозийным воздействиям;
  • резистентность к агрессивным химическим веществам;
  • сопротивляемость к температурным перепадам;
  • экологичность;
  • эстетичность (не требует дополнительной обработки краской);
  • долговечность.

Сам процесс производства сильфонной гофротрубы выполняется в два основных этапа:

  1. Стальные тонкостенные листы при помощи сварочного оборудования соединяются продольно в результате чего получается цилиндр.
  2. На полученном цилиндре формируется ребристая поверхность. Таким образом, выполняется гофрирование.

Для достижения максимальной гибкости сильфонной трубки, сильфонные стенки выполняются многослойными. Благодаря таким манипуляциям готовый продукт отличается высокой резистентностью к давлению, но при этом остаётся довольно гибким.

Компенсаторы изготавливаются из высокопрочной стали и имеют высокую устойчивость к повышенному давлению

Все вспомогательные части сильфонных компенсаторов изготавливаются из высокопрочной углеродистой стали и отличаются высокими техническими характеристиками.

Принцип действия сильфонного компенсатора

Для того чтобы разобраться в том, как именно действует сильфонный компенсатор, необходимо усвоить один важный момент. Температура транспортируемой среды в коммуникации, как правило, имеет чётко установленный показатель, в то время как температура окружающей среды не может быть стабильной.

Важно! При низких показателях температуры окружающей среды трубопровод, состоящий из металла, сжимается и укорачивается, а при высокой температуре, наоборот, расширяется.

Процессы сжатия и расширения неблагоприятно отражаются на коммуникации. В конечном счёте изменение длины трубопроводной конструкции может привести к утрате необходимых герметизационных показателей в местах стыков труб. Чтобы избежать подобных негативных последствий, используют специальные сильфонные компенсаторы, которые нейтрализуют деформационные воздействия и не дают трубопроводу потерять свои эксплуатационные качества.

Принцип действия этого приспособления основан на том, что все дополнительные усилия, которые появляются при расширении или сужении других участков коммуникации, не передаются дальше по трубопроводу. Эти дополнительные усилия принимает на себя сильфонный компенсатор. Благодаря этому деформация может затронуть только определённые участки и не передаются далее по системе. То же самое можно сказать и про вибрации внутри системы. Такие изделия обладают высокими показателями эластичности. На сегодняшний день производится несколько модификаций сильфонных компенсаторных элементов.

При температурном расширении труб компенсатор принимает всю нагрузку на себя, предотвращая деформацию и разрушение трубопровода

При повышении температуры окружающей среды трубопровод расширяется в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной. Поэтому при монтаже необходимо правильно фиксировать скользящие и статичные участки системы.

Разновидности сильфонных компенсаторов

Сегодня в продаже можно встретить несколько модификаций этого устройства. Нужный тип сильфонного компенсатора подбирается в зависимости от эксплуатационных условий, а именно — типа нагрузки, которую необходимо будет стабилизировать. Рассмотрим основные разновидности сильфонных моделей:

  • компенсатор сильфонный осевой под приварку (КСО);
  • компенсатор сильфонный фланцевый (КСФ);
  • угловой;
  • карданный.
  • сдвиговый.
  • стартовый.

Осевой. Монтируется на прямом участке коммуникации между двумя статичными опорами. Такие опоры могут быть двух типов:

Используется такой компенсатор для стабилизации деформационных воздействий в осевом направлении. Стоит отметить, что такие приварные модели, помимо гибкости, отличаются высокими прочностными характеристиками.

Рассмотрим распространённые ошибки при установке осевого компенсатора под приварку:

  • в первую очередь неудачный монтаж может быть связан с несоблюдением инструкции по его установке;
  • применение сильфонного осевого компенсатора под приварку в условиях, когда две трубы находятся в состоянии несоосности по отношению друг к другу;
  • попадание инородных элементов в межгофровое пространство;
  • направляющие опоры, выполненные из низкокачественного материала, которые способствуют просадке почвы, в результате чего между трубами возникают осевые сдвиги;
  • использование КСО в коммуникации, транспортирующей среду с повышенным содержанием хлоридов. Это приводит к коррозии сильфонной оболочки.

Компенсаторы выпускаются с разным типом крепления к трубам, одна из основных моделей — осевая, монтируемая при помощи сварки

Если учитывать все вышеперечисленные правила, то осевой сильфонный (междуопорный) компенсатор прослужит довольно долго, эффективно справляясь с возложенными на него задачами.

Фланцевый. Такая модель является одной из наиболее распространённых. Она эксплуатируется повсюду и отличается тем, что для стыковки с трубой имеет специальные стыковочные элементы — фланцы. КСФ используется для стабилизации нагрузок в осевом направлении.

Полезная информация! Стоит отметить, что такие компенсаторы отличаются отличной термоустойчивостью и могут монтироваться на коммуникации, температура среды которых доходит до 250 °C.

Компенсатор сильфонный осевой фланцевый. Является надёжным изделием, предохраняющим трубы от статических, а также динамических нагрузок. КСФ представляет собой растяжимое соединение, которое стабилизирует термические изменения длины коммуникации.

Угловой. Такие модели применяются для соединения коммуникации на поворотах. Такое соединение может осуществляться под разными углами. Угловые поворотные компенсаторы предназначены для стабилизации усилий, возникающих на поворотах трубопроводной конструкции.

Эти модели, как правило, оснащаются специальным шарнирным элементом, который определяет характер передвижения устройства. Угловая модель может перемещаться только в одной плоскости, исключая осевые перемещения. Благодаря шарнирному элементу сильфон также предохраняется от скручивания.

Карданный. В отличие от предыдущей модели, это устройство может осуществлять передвижение в любой плоскости. Стоит также отметить, что карданная модель оснащена двумя шарнирными деталями. Такая конструкция позволяет ей изгибаться в осевом направлении.

Компенсаторы карданного типа позволяют компенсировать угловые смещения в трубопроводных системах

Сдвиговый. Такой компенсатор монтируется в точках коммуникации, где может возникнуть усилие, которое повлечёт за собой взаимный сдвиг отдельных сегментов трубопроводной конструкции. Одним из самых распространённых вариантов использования такой модели является его установка в точке входа коммуникации в здание. В этом случае при оседании сооружения компенсатор защитит трубу от деформации и предотвратит аварийную ситуацию. Кроме этого, сдвиговое приспособление применяется для стабилизации недочётов, совершённых при прокладке коммуникации. Сдвиговые модели, как правило, обладают двумя сильфонами, поэтому их ещё называют двухсекционными сильфонными компенсаторами.

Компенсатор стартовый сильфонный. По своему конструктивному исполнению причисляется к осевой модели, однако, имеет одно отличие — производится с защитным кожухом, который состоит из двух частей.

Сильфонное компенсирующее устройство (СКУ)

Сильфонный компенсатор СКУ производится из нержавеющей стали и может быть двух видов в зависимости от конструктивных особенностей:

Сильфонные компенсирующие устройства оснащаются специальным защитным футляром, который предохраняет сильфон от механических деформаций, а также способствует соосности устройства.

Такой прибор, как правило, утепляется специальным материалом — пенополиуретаном (ППУ). Изоляция из ППУ является надёжным и современным вариантом утеплителя. А также стоит отметить, что помимо теплоизоляции, СКУ оснащается и гидроизоляцией. Существует два варианта гидроизоляции сильфонного компенсирующего устройства:

  • гидроизоляция полиэтиленом;
  • гидроизоляция оцинкованной сталью.

Обратите внимание! Модели с гидроизоляцией из оцинковки используются в коммуникациях, прокладываемых открытым способом (на поверхности земли). А компенсаторные устройства с гидроизоляцией из полиэтилена эксплуатируются при закрытом монтаже коммуникаций (под землёй).

Рассмотрим основные преимущества использования СКУ:

  • такое приспособление не требует профилактических осмотров;
  • такие изделия, как правило, имеют такой же эксплуатационный срок, как и у коммуникации в ППУ теплоизоляции;
  • СКУ разрешается устанавливать практически в любой точке коммуникации, однако, стоит отметить, что при выборе расположения такого устройства желательно предусмотреть возможность сдвига защитного футляра на всю его длину.

При открытом монтаже СКУ в обязательном порядке необходим монтаж защитного короба, который обезопасит компенсатор от доступа посторонних лиц, а также защитит устройство от атмосферных осадков.

Виды сильфонных компенсаторов и их предназначение

Сильфонные компенсаторы без преувеличения можно назвать самыми распространенными и часто применяемыми в своем классе. Их основным предназначением является обеспечение компенсаторной функции в трубопроводах, возникающих вследствие изменений связанных с воздействием температур или вибраций. Сфера применения данных компенсаторов достаточно широкая, их используют в различных видах промышленности, где есть необходимость в транспортировке жидкости по трубам, включая химическую и нефтеперерабатывающую.

Наиболее часто встречающимися видами изменения в системе трубопровода может быть осевой ход, то есть изменение общей длины вызванные расширением или сокращением длины трубы. Для недопущения напряжения и разрывов и применяет сильфонный компенсатор, имеющий возможность при необходимости сжаться или расшириться. Следующей внештатной ситуацией в работе трубопровода может быть сдвиг оси, здесь компенсаторная функция данного устройства поможет адаптировать трубу под данное изменения, изменив при этом свое положение. Последним, часто встречающимся изменением трубопровода может быть поворот в одну или другу сторону, возникающий как при непосредственном монтаже системы, так и по причинам, влияющим на нее извне.

Именно возможность компенсатора деформироваться в любом направлении помогает избегать серьезных проблем, включая аварий на трубопроводах. Основной составляющей данного компенсатора является сильфон, упругая металлическая оболочка, имеющая гофрированную структуру. Структурное устройство компенсатора позволяет ему при необходимости сжиматься, расширяться, изгибаться и деформироваться в любом из направлений, что позволяет снизить напряжение в трубопроводе, возникшее вследствие воздействия внешних и внутренних сил на его структуру.

Основной задачей, возлагаемой на сильфон как устройство, является обеспечение целостности и герметичности системы трубопровода, при возникновении в ней движений и перемещений. Компенсаторы легко монтируются, существует возможность как фланцевой, так и приварной их установки. Их структура позволяет выдерживать действие самых различных сред, в том числе химические агрессивные и водяного пара. Сильфонные структура имеет целый ряд неоспоримых преимуществ в работе, благодаря чему пользуется заслуженной популярностью и повышенным спросом. Прежде всего, это обеспечение высокой степени герметичности изделий, благодаря отсутствию прокладок и резиновых частей в их структуре.

Сильфонные компенсаторы имеют высокую степень надежности и долговечности, как правило, их эксплуатационный период измеряется десятилетиями, при этом не возникает необходимости проведения дополнительного обслуживания и ремонта. Данный вид продукции отличается большим разнообразием, а соответственно и возможностью применять его в различных ситуациях (существуют угловые, осевые, вибрационные компенсаторы).

Быстрая и легкая установка, простота в обслуживании и отсутствие каких-либо дополнительных условия для установки, делает их действительно универсальными средствами, отлично справляющимися с компенсаторной функцией. Установка компенсатора является важным условием монтажа трубопровода, соблюдение которого даст возможность в любых условиях сохранять целостность его структуры. Сильфонный компенсатор можно смело назвать универсальным, подходящим для всех типов и размеров труб и способным выдерживать большие показатели рабочего давления в системе до 2,5 МПа.

Установка сильфонных компенсаторов на трубопроводах

Устройства для компенсации расширения предупреждают разрушение контуров при нагревании теплотрасс. Сильфонный компенсатор для стальных труб уравновешивает несоосность в системе из-за неправильного монтажа, уменьшает нагрузки от работы агрегатов и передвижения потоков. Сильфон представляет собой гофрированную пружинистую капсулу однослойного или многослойного строения из металлов, неметаллов или композитных материалов.

Принцип работы сильфонного компенсатора

В трубопроводе возникают напряжения, компенсатор отопления противодействует деформации за счет упругой оболочки. Контуры выходят из строя из-за нагрузки осевого сдвига и поворота, в зависимости от этого используются определенные типы разгрузочных вставок.

Устройства нужно устанавливать в системах:

  • отопительных магистралей под давлением;
  • замкнутых подающих и обратных контуров;
  • трубопроводов перекачки газов и жидкостей.

Сильфонные установки надежно соединяют участки теплотрассы, если правильно подобраны и смонтированы. Конструкции гасят вибрацию с малыми и большими амплитудами, при этом размах колебаний не должен быть больше 10% от общих сдвигов компенсатора.

Универсальные или сбалансированные вставки используются, если типовые устройства не удовлетворяют требованиям или в сети есть риск скачка давления свыше допустимых показателей.

Технические характеристики

Сильфоны выпускаются с применением рулонной стали толщиной 0,3 – 0,5 мм. Партия на выходе проверяется на стойкость к коррозии от хлора в условиях температуры +150°С. Герметичность испытывается гидростатической компрессией с помощью пузырьков азота, воздуха или гелия. В компенсаторах не допускается растяжение, протечки контрольного вещества и снижение напора.

Устройства исследуются на стойкость к нагреванию повышением температуры до +270°С и выдержкой в этих условиях не менее 1 часа. Проверяется внутренние разрывы, вспучивания и отслоения. Испытание на жесткость проводится сжатием и растяжением образца, значение должно соответствовать ГОСТ 286. 1997.

Продольные швы обечаек при изготовлении выполняются сваркой на одинаковом расстоянии один от другого. Металлические сильфоны производят способом формовки с калибровкой гофров. Устройства мелкого диаметра делают гидравлической прессовкой.

Основные размеры

Применяется визуальный и инструментальный осмотр для определения внешнего вида. Зрительно устанавливается присутствие покрытия от коррозии на патрубках и сильфоне, маркировки. На корпусе не должно быть повреждений, вмятин, капель застывшего металла. Компенсатор для полипропиленовых труб отопления не должен иметь расслоений разного размера на концах патрубка.

С помощью измерения проверяют параметры:

  • размер проходного сечения;
  • рабочая длина устройства;
  • толщина стенок и внутренний диаметр разделки фланцев под сварку;
  • перпендикулярность оси патрубка к торцу среза.

Диаметры и длины сильфонных вставок определяются в зависимости от места установки, рабочих параметров теплотрассы и мощности отопительного оборудования. Инженерные работники проводят технический расчет и выбирают размеры устройства в соответствии с нормой.

Разновидности компенсаторов

Конструктивное решение компенсатора определяет назначение изделия и его смещение при работе. Выпускают устройства без тепловой и гидроизоляции либо предварительная защита предусматривается на корпусе в зависимости от вида теплотрассы (воздушная или подземная).

Производитель изготавливает типы расширительных вставок:

Разгруженные компенсаторы применяют в теплотрассе для предупреждения распорной нагрузки, сейсмические виды используются в районах предполагаемых землетрясений. Устройства внешнего давления ставят в магистралях, когда в окружающей среде присутствует высокий напор жидкости или газа или ощущается его недостаток.

Конструкции отличаются длиной и диаметром, числом сильфонов и видом стали, размером и маркой металла патрубков. Изделия работают на поворот, растяжение, сгиб, сжатие, выпускаются с соединительными фланцами или без них.

Осевой

КСО компенсаторы для трубопроводов уменьшают осевой сдвиг трубопровода, снижают вибрацию и предупреждают разрушение от расширения при нагревании. Эффективность работы зависит от числа сильфонов и колец. Отличие от других типов заключается в резьбовом соединении с патрубками магистрали.

Осевые компенсаторы отличаются характеристиками:

  • проходной размер 15 – 100 мм;
  • выдерживает напор 16 бар;
  • размер по длине – 260 мм;
  • допускает перемещение по оси на сжатие до 30 мм, на расширение – 20 мм;
  • параметр осевой жесткости – 30 – 89 кг/мм.

Ограничитель движения и патрубок выполнены из оцинкованного металла, сильфон и внутренний экран – из нержавейки. Для защитного корпуса используется сталь, устройство выпускается односекционным и рассчитано на температуру энергоносителя до +90°С.

Фланцевый

Сильфон этого вида выполняется из резины или каучука, для фланцев сырьем служит жаропрочный металл, а корд делается из прочной ткани. Монтаж фланцевым методом значительно упрощает установку изделий. Компенсаторы используются в химически активной среде, применяются в теплоснабжении и кондиционировании, ставятся при реконструкции и ремонте котельного оборудования.

Фланцевые конструкции снижают вибрацию, уменьшают температурные сдвиги по длине, компенсируют отхождение от центральной оси трубопровода.

  • условный диаметр – 32 – 800 мм;
  • выдерживают температуру энергоносителя -10 – +135°С;
  • работают с напором 16 Бар.

Фланцы бывают свободные и цельные по строению, к элементам труб крепятся шпильками, болтами с помощью шайб и гаек. Используются паронитовые прокладки, иногда ставятся стальные, из термо расширяющегося гранита или фторопласта.

Угловой

КСП (поворотный) ставится в случае ограниченности места, когда есть возможность компенсировать только сдвиг по оси и оборот контура без перемены в плоскости. Содержит в составе сильфон, направляющий элемент и крепеж. Устройство предусматривает сдвиг трубы по выбранному углу, для этого стоят шарнирные или карданные ограничители.

Характеристики поворотных (угловых) компенсаторов:

  • проходной условный диаметр – 15 – 1600 мм;
  • максимальный напор – 1,6 – 4 МПа;
  • перемещение по оси – 24 – 200 мм;
  • экран и защитный короб из стали;
  • материал сильфона – нержавейка;
  • выпускается с одной или двумя секциями;
  • работает с энергоносителем, нагретым до +85 – +150°С.

Угловые конструкции применяются в составе теплотрассы и для перекачки нефти, газа, используются в химической отрасли.

Карданный

Сильфонные компенсаторы трубопроводов уравновешивают передвижение контура в разных плоскостях, благодаря шарнирным элементам, изгибаются в направлении центральной оси. Смещение магистрали возмещается по осям X, Y, Z и в плане поворота из-за усадок, вибрации. Гибкая конструкция предусматривает деформацию в жестких контурах.

  • проектируются, рассчитываются и производятся в соответствии со стандартом EJMA;
  • содержат в строении 2 сильфона с шарнирами карданного типа;
  • смещаются вбок на расстояние, кратное 100 мм (100, 200, 300, 400), другие размеры сдвигов заказываются отдельно;
  • проходной условный диаметр – 25 – 1000 мм;
  • работает с температурами энергоносителя -190 – +850°С.

Сильфон делается из нержавейки, соединители, патрубки из хромированной стали. Ставится в проектное положение сваркой или с помощью поворотного фланца. Используется в системе любых трубопроводов.

Сдвиговый

КССО компенсаторы уравновешивают сдвиг из-за продольного сжатия или удлинения контура под действием температуры, устраняют последствия несоосности. В конструкции есть гофрированная капсула, направляющая деталь и элементы крепежа. С помощью направляющих шпилек координируется продольное смещение.

Параметры сдвиговых компенсирующих устройств:

  • условный диаметр прохода – 32 – 500 мм;
  • максимальный напор 0,6 – 4 МПа;
  • сильфон, стяжки и патрубок изготавливаются из нержавейки;
  • материал защитного экрана выбирается заказчиком;
  • выдерживает температуру энергоносителя до +850°С.

Сдвиговые устройства выполняются одно и двухсекционными, служат для компенсации напряжения в трубопроводах нефти, воды, пара, газа. Используются в разных промышленных отраслях и в энергетических комплексах.

Стартовый

СКК компенсатор используется временно в качестве одноразового устройства при запуске отопительной магистрали или трубопровода горячей воды.

  • диаметр Ду проходной условный – 50 – 100 мм;
  • сдвиг по центральной оси – 80 – 175 мм;
  • жесткость устройства на уровне 430 – 2300 Н/мм;
  • транспортирует воду температурой до +150°С, пар – 250°С;
  • допускает скорость водяного потока до 5 м/с, пара – 65 м/с;
  • нормируемое давление при запуске магистрали не должно превышать 1,5 МПа.

Стартовый компенсатор применяется при укладке контура бесканальным методом. Материал корпуса, патрубков и сильфона выбирается заказчиком.

Установка сильфонного компенсатора

Ориентирами врезки компенсаторов служат места размещения опор, когда магистраль поделена на участки и положение заранее определено. Поддерживающие элементы выверяются при помощи уровня в трех осях, чтобы обеспечить правильную работу теплотрассы. Трубы на опорах должны скользить без дополнительного трения, для этого используются хомуты с фторопластовыми прокладками.

Предполагаемые точки установки:

  • за тепловой опорой;
  • за опорами от изгибов и прогибов;
  • между скользящих опор.

Курс передвижения энергоносителя учитывается при монтаже компенсаторов с защитными внутренними гильзами. Направляющие элементы предупреждают сдвиг труб по касательной прямой. Учитывается диаметр Ду в миллиметрах, рабочее давление и способность уравновешивать сдвиги. Диаметр должен соответствовать аналогичному параметру теплотрассы.

Расстояние между трубами

Магистраль делится на участки, если одной сильфонной конструкции недостаточно для уравновешивания сдвигов или на теплотрассе есть ответвления. Длина отрезка не должна быть больше, чем может покрыть один компенсатор. Устройство на участке выбирается в соответствии с рабочими условиями и техническими характеристиками. Описание модели компенсатора приводится в рабочей документации при устройстве системы отопления.

Обычно сильфонное устройство врезается на расстоянии двух условных диаметров от подпорной детали. Если оно ставится между опор, расстояние до поддерживающих элементов выбирается 4 Ду. Такие размеры предупреждают изгиб трубопровода и сводят его до минимума.

Если несколько контуров из полипропилена ставятся параллельно, учитывается, что диаметр компенсатора немного превышает диаметр трубы. В этом случае сильфонные конструкции размещаются в шахматном порядке, а расстояние между трубами не увеличивается и делается по нормативам технического паспорта теплотрассы.

Правильная эксплуатация

Компенсирующие вставки теплоизолируются пенополиуретаном, если магистраль защищена от потерь тепла. Выполняется обязательная изоляция от протечек.

Материалы для гидроизоляции:

  • полиэтилен – при закрытой установке в подземных условиях;
  • оцинковка – для тепловых коммуникаций, устраиваемых открытым способом.

Изоляция ставится с учетом возможного смещения кожуха при расширении или сжатии трубопровода. Теплозащита проверяется и ремонтируется время от времени вместе с изоляцией магистрали.

Нормы безопасности

Срок службы компенсаторов предусматривается в течение 30 лет, при этом на складе устройства могут храниться не больше 5лет перед началом работы.

В рамках срока эксплуатации допускаются нагрузки:

  • сжатие-растяжение от минимума до максимума – 10 циклов;
  • уменьшение или удлинение на 70% от максимального и минимального предела – 150 циклов;
  • сдвиги в пределах 20% рабочего хода – 10 тыс. циклов.

Сильфонные компенсаторы должны иметь сертификаты производителя, удостоверяющие соответствие нормативам. Для сварки используются сертифицированные материалы, установку выполняют аттестованные работники. Запрещается использовать конструкции в условиях, превышающих допустимые. Нельзя применять компенсаторы в качестве подпорок при монтаже теплотрассы.

Читайте также:  Канализация для частного дома из бетонных колец
Ссылка на основную публикацию