Если не учитывать указанные параметры, то оборудование, используемое в трубопроводных системах, может выйти из строя слишком быстро. Поэтому на этапе проектирования новой магистрали необходимо произвести все необходимые расчеты, чтобы определить предпочтительный тип и модель компенсаторов. Расчеты по поводу возможной перегрузки системы также следует проводить в тот же промежуток времени.
Компенсаторы – применение, описание, примеры обозначений, характеристики
Трубопроводные системы, или трубопроводы, работающие с постоянной рабочей средой, подвержены воздействию негативных факторов, которые создают различные виды нагрузок. Эти нагрузки могут пагубно сказаться на общей работоспособности трубопроводов во время эксплуатации, независимо от того, осуществляется ли прокладка путем подземных методов (таких как траншеи, канавы, тоннели, дюкеры, искусственные насыпи) или при использовании наземных и надземных способов (через несущие опоры (НО), эстакады, балки).
Элементы несущих конструкций, поддерживающие трубопроводы при наземной или надземной прокладке, также подвергаются воздействию негативных нагрузок и различных вибраций, связанных с работой оборудования и транспортируемыми жидкостями, в ходе их эксплуатации.
Компенсаторы служат решением в тех случаях, когда трубопроводные системы не могут компенсировать воздействие температурных расширений и вибраций.
Компенсаторы — это устройства, специально предназначенные для компенсации и уравновешивания влияния различных факторов на работу трубопроводных систем.
Данные устройства предотвращают разрушительные последствия деформации трубопроводов, помогают компенсировать несоосности, защищают трубопроводы от гидравлических ударов, а также от конечной температура и давления. Кроме того, компенсаторы изолируют вибрационные нагрузки от работающего оборудования и потока транспортируемого вещества. Также компенсаторы выполняют функцию герметизации трубопроводов, соединяя различные типы труб и действуя как гибкое звено в трубопроводной системе.
Другими словами, основная задача компенсаторов заключается в обеспечении безопасного и непрерывного прохождения транспортируемой среды (воды, пара, нефти, газа и др.) через трубопроводы, что облегчает перевозку веществ и предотвращает повреждение труб при эксплуатации.
Сферы применения компенсаторов весьма разнообразны.
Существуют различные виды компенсаторов.
Компенсаторы можно классифицировать по конструктивным особенностям, используемым материалам, видам трубопроводов, характеристикам труб и конкретным средам, а также в зависимости от способов прокладки трубопровода и областей применения:
- Обеспечение теплом, водой и газом жилых и нежилых объектов;
- Транспортировка различных веществ на большие расстояния;
- Снабжение промышленных предприятий;
- Отводы бытовых и промышленных отходов;
- Использование на транспортных судах, грузовиках и легковых автомобилях;
Установка компенсаторов осуществляется в соответствии с техническими требованиями для различных типов трубопроводов, основываясь на искусственных характеристиках и классификации материалов.
Разновидности компенсаторов — примеры обозначений, характеристики, описание.
Сильфонные компенсирующие устройства с изоляцией из пенополиуретана.
СКУ с пенополиуретановой изоляцией предназначены для компенсации температурных колебаний длины трубопроводов тепловых сетей. Такие компенсаторы обеспечивают соостность с трубопроводом и защищают его от поперечных усилий, изгибающих моментов, механических повреждений и воздействия грунтовых вод. Их устанавливают на прямолинейные участки трубопроводов независимо от способа их прокладки.
Примеры обозначения (расшифровки) изделий:
СКУ.ППУ-16-50-70 одк
СКУ — сильфонное компенсирующее устройство (один сильфон);
ППУ — изоляция из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке;
16 — условное давление;
50 — условный диаметр;
70 — осевой ход/осевое смещение;
ОДК — система дистанционного контроля;
Примеры обозначения (расшифровки) изделий:
Компенсатор ОПКР-16-300-190
Сильфонный осевой компенсатор в усиленном кожухе, без изоляции (один сильфон);
16 — давление;
300 — диаметр (с кожухом, без изоляции);
190 — осевой ход;
Компенсатор по типу ОПКР-25-800-240 патр.17г1с
Сильфонный осевой компенсатор в усиленном кожухе, без изоляции (один сильфон);
25 — давление;
800 — диаметр (с кожухом, без изоляции);
240 — осевой ход;
Сильфон — нержавеющая сталь марки 08Х18Н10Т;
Патрубки (материал) – сталь 17г1с;
Компенсатор по типу 20ПКР-25-400-400 патр.17г1с
2 — двухсильфонное устройство (2 сильфона в одном узле);
Сильфонный осевой компенсатор в усиленном кожухе, без изоляции;
25 — давление;
400 — диаметр (с кожухом, без изоляции);
400 — осевой ход;
Сильфон — нержавеющая сталь марки 08Х18Н10Т;
Патрубки (материал) — сталь 17г1с;
Компенсатор по типу 20ПКР-25-800-480 патр.17г1с
2 — двухсильфонное устройство (2 сильфона в одном узле);
Сильфонный осевой компенсатор в усиленном кожухе, без изоляции;
25 — давление;
800 — диаметр (с кожухом, без изоляции);
480 — осевой ход;
Сильфон — нержавеющая сталь марки 08Х18Н10Т;
Патрубки (материал) — сталь 17г1с;
СКУ.М
Сильфонное компенсирующее устройство в металлическом кожухе. Компенсаторы СКУ М представляют собой одну из модификаций компенсирующих устройств сильфонного типа, которые используются в трубопроводах как наземного, так и подземного типа прокладки. Они производятся для установки на трубопроводах и теплотрассах с целью защиты от деформации и разрушения сварочных швов под действием растягивающих и сжимающих сил, вызванных тепловым расширением или усадкой металлических труб. Кроме того, компенсатор СКУ.М1 предотвращает образование микротрещин, которые могут разрушить сварочные швы, вызванные вибрациями трубопровода при неравномерной скорости прокачки носителя.
Примеры обозначения (расшифровки) изделий:
Компенсирующее устройство СКУ.М.1-25-50-70
СКУ — сильфонное компенсирующее устройство (один сильфон);
М — узел в металле (без изоляции);
25 — условное давление;
50 — условный диаметр;
70 — осевой ход/осевое смещение;
Компенсатор СКУ.М1-16-200-160 патр. 09г2с
СКУ — сильфонное компенсирующее устройство (один сильфон);
М — узел в металле (без изоляции) ;
16 — условное давление;
200 — условный диаметр;
160 — осевой ход/осевое смещение;
Патрубки (материал) – сталь 09Г2с;
Узел сильфонный СКУ.М1 -16-720×11-220 патр. 17г1с
СКУ — сильфонное компенсирующее устройство в металлическом кожухе (один сильфон);
М — узел в металле (без изоляции);
16 — давление;
720 — диаметр (с кожухом, без изоляции);
11 — толщина стенки патрубка;
220 — осевой ход;
Патрубки (материал) — сталь 17Г1с;
Основное назначение оборудования
Магистраль трубопровода является значительным сооружением, которое в процессе эксплуатации может подвергаться существенным деформациям и вибрациям. Эти деформации зачастую трудно заметить, но они могут быть вызваны изменениями климатических условий, сильной вибрацией, передаваемой насосными установками, и значительными температурными колебаниями.
Всё это негативно сказывается на целостности системы, в результате чего могут возникнуть трещины на поверхности труб, что приводит к ускоренному старению и износу оборудования. Однако даже такую проблему можно решить, установив несколько типов компенсирующих устройств для выбранной системы трубопроводов. Таким образом, срок безаварийного функционирования значительно увеличивается в системе с криогенным производством при транспортировке воды и нефти.
Сильфонные агрегаты используются чаще всего в строительстве. Такие устройства обладают высокой амплитудой колебаний внутри трубы. Их стенки тонкие, а оболочка имеет гофрированную и упругую структуру, что позволяет эффективно функционировать в обеих плоскостях — как в направлении с сдвигом, так и в угловом. В качестве соединительных элементов применяются различные патрубки, которые помещены в защитные кожухи, а также используются тяги и шарниры.
В процессе производства могут использоваться такие материалы, как:
- нержавеющая сталь;
- бериллиевая или фосфорная бронза;
- латунь.
Использование оборудования
Компенсаторы, предназначенные для труб, изготовленных из полипропилена, в основном применяются в системах горячего водоснабжения. Поэтому температура рабочей среды в таких системах не должна превышать 90°С, а рабочее давление может достигать 10 атмосфер. Установка данного типа оборудования крайне не рекомендуется в регионах, где температурный режим может опуститься ниже -40°С. Также следует избегать установки в сейсмически активных регионах с уровнем опасности более 9 баллов.
Монтаж компенсаторов осуществляется только на прямолинейных участках трубопроводов.
Тем не менее, в ходе практических наблюдений было замечено, что полипропиленовые трубы со временем могут провисать или удлиняться под воздействием высоких температур. В таких случаях, если длина участка превышает 10 метров, рекомендуется использовать гибкие компенсаторы. Однако предварительно необходимо произвести все необходимые расчеты относительно длины создаваемой магистрали. Такой тип агрегатов позволяет выполнять необходимые операции без особых затруднений и достаточно быстро. При монтаже следует предотвратить возможное затопление компенсаторов грунтовыми водами, а также не перегружать их чрезмерным количеством труб, так как конструктивные особенности могут существенно различаться.
Сальниковые компенсаторы
а — двусторонний; б — односторонний; 1 — корпус; 2 — упор; 3 — болт; 4 — грунд-букса; 5 — контрбукса; 6 — патрубок; 7 — кольцо; 8 — уплотнительная набивка;
Перед тем как соединить сальниковый компенсатор с трубопроводом, необходимо внимательно выровнять линию, чтобы избежать перекоса и заедания стакана в корпусе. Компенсатор необходимо непосредственно вваривать в трубопровод, что исключает необходимость установки дополнительных фланцев. Сальниковые компенсаторы обладают высокой компенсирующей способностью, имеют небольшие размеры и малое гидравлическое сопротивление. Однако, учитывая их компактные размеры, сальниковые компенсаторы могут быть установлены в камерах и проходных каналах (тоннелях).
Основным недостатком сальниковых компенсаторов является необходимость регулярного наблюдения и обслуживания в процессе эксплуатации. Со временем набивка изнашивается, теряет свою упругость и начинает пропускать рабочую среду. Чтобы восстановить герметичность конструкции, проводят подтяжку сальника. Многократные подтяжки значительно увеличивают силу трения в сальнике, что может привести к частичному или полному уменьшению его компенсирующей способности. Поэтому через определенные промежутки времени сальники нужно будет заменять. Сальниковые компенсаторы очень чувствительны к перекосам осей, что возможно как при монтаже, так и во время эксплуатации.
Практика эксплуатации показываает, что не совпадение геометрических осей корпуса и стакана компенсатора может привести к его заклиниванию. При подземной прокладке сальниковые компенсаторы устанавливаются в специальные камеры с люками, которые нужны для их обслуживания. В случае использования существующих камер, они нуждаются в увеличении габаритов и расстояния между трубами (подающей и обратной) с целью обеспечения возможности обслуживания (затяжки и развёртывания шпилек) при устранении утечек и замене уплотнений. Для уменьшения количества камер предусмотрены двусторонние сальниковые компенсаторы.
Сильфонные (волнистые) компенсаторы рекомендуется применять, в частности, при бесканальной прокладке теплопроводов. Эти компенсаторы отличаются высокой компактностью, что позволяет легко монтировать их в узких помещениях тепловых сетей. Их малый вес не требует регулярного обслуживания. Осевые сильфонные (волнистые) компенсаторы с защитными футлярами могут устанавливаться непосредственно в грунт, что исключает необходимость создания отдельных камер.
Как выбрать компенсатор?
Трубы в системах трубопроводов различных назначений постоянно подвержены риску повреждения или разрыва из-за воздействия как внутренних, так и внешних факторов. К ним относятся изменения давления, температуры и вибрации. Для защиты трубопроводов от этих факторов применяются разные типы компенсаторов. Выбор конкретного типа компенсатора может зависеть от множества условий, включая параметры среды, тип трубопровода и рабочие характеристики. В данной статье представлена информация о основных видах компенсаторов и их назначении. Она поможет вам легко осуществить выбор нужного компенсатора.
Компенсаторы, независимо от их типа, являются специальными гибкими устройствами, которые воспринимают и компенсируют перемещения, вибрации, температурные деформации и сдвиги в трубопроводах. Они способны растягиваться в пределах своей деформации и обеспечивают высокий уровень герметичности. Тип крепления компенсаторов к трубопроводам может быть разным: фланцевым, сварным, резьбовым.
Основные виды компенсаторов
Для выбора необходимого компенсатора необходимо произвести сравнение наиболее распространенных его видов: сальниковые, сильфонные, линзовые и резиновые компенсаторы.
Сальниковые компенсаторы используются для компенсации температурных расширений и сжатий трубопроводов, работающих с паром и водой в теплосетях, с параметрами: максимальное рабочее давление — 2,5 МПа (25 кгс/см²) и максимальная температура воды — 200˚С, максимальная температура пара — 300˚С. Это один из старейших типов компенсаторов, применяемых в современных трубопроводах. Преимущества сальниковых компенсаторов включают высокую компенсирующую способность и возможность ремонта без демонтажа. Недостатками являются необходимость постоянного контроля за протечками и регулярного обслуживания. Местом их установки являются магистральные трубопроводы.
Сильфонные компенсаторы необходимы для компенсации температурных расширений, вибраций и несоосностей трубопроводов. Они компактны, просты в установке, эффективны и надежны. Наибольшее применение сильфонные компенсаторы находят в системах, работающих с жидкостями и парами при высоких давлениях и температурах. Области применения этого типа компенсаторов включают энергетику, химию, нефтехимию, нефтепереработку, газовую и другие отрасли промышленности. Преимущества сильфонных компенсаторов помимо малых размеров включают надежность, способность выдерживать большие нагрузки и сохранять функциональность в сложных эксплуатационных условиях. Кроме того, в отличие от сальниковых, сильфонные не требуют регулярного обслуживания. Однако они имеют и недостатки: хрупкость сильфона и невозможность ремонта — при выходе из строя требуется замена устройства. Их можно устанавливать в стояках отопления многоквартирных домов, трубопроводах тепловых сетей и для транспортировки воды, нефтепродуктов и газов.
Линзовые компенсаторы используются для придания жесткости трубопроводу или пылегазоводам, где необходимо поддерживать высокое давление, а также для компенсации температурных расширений стенок труб. Линзовые компенсаторы могут иметь круглое и прямоугольное сечение, изготовленные как с одной, так и с несколькими линзами. Широкое применение получил в емкостях и бойлерах, где они служат для компенсации давления. Недостатками линзовых компенсаторов можно назвать: малую компенсирующую способность и наличие множества сварных швов, что негативно сказывается на их надежности. Однако у линзовидных компенсаторов есть и плюсы: высокая прочность и способность выдерживать большие осевые и угловые напряжения.
Подбор компенсатора
Итак, можно подвести итог, что все типы компенсаторов имеют свои преимущества и некоторые недостатки. Подбор компенсатора осуществляется по следующим ключевым параметрам: температура и агрессивность рабочей среды, рабочее давление, состояние перемещаемой среды, а также назначение трубопровода, куда они будут устанавливаться.
* — Обратите внимание, что данная статья носит исключительно ознакомительный характер. Подбор компенсатора для конкретных нужд должен осуществляться квалифицированными специалистами или проектными организациями с учетом всех необходимых параметров трубопровода и окружающей среды.
Если вас интересует цена на компенсатор или у вас есть вопросы и необходимо рассчитать стоимость изготовления компенсирующего устройства, вы можете обратиться в отдел продаж по контактным данным, представленным на странице КОНТАКТЫ, а также через форму ОТПРАВИТЬ ЗАЯВКУ.
Техническое обслуживание и диагностика
Регулярное техническое обслуживание и диагностика компенсаторов в трубопроводных системах имеют важное значение для обеспечения их надежной и безопасной работы. Плановые осмотры и проверки позволят своевременно выявлять и устранять возможные неисправности или износ, предотвращая аварийные ситуации и снижая риск возникновения утечек и других проблем в системе трубопроводов.
Основные аспекты технического обслуживания
- Визуальный осмотр. Регулярный визуальный осмотр компенсаторов позволяет выявлять признаки износа, коррозии, повреждений или деформации, что является основой технического обслуживания. Особое внимание стоит уделить состоянию гофрированных элементов сильфонных компенсаторов, а также наличию трещин, разрывов или следов утечек у резинок и тканевых компенсаторов.
- Проверка крепежных элементов. Крепежные элементы компенсаторов (фланцы, болты, хомуты) необходимо регулярно проверять на надежность и отсутствие коррозийных поражений. При необходимости следует проводить затяжку болтов и замену поврежденных крепежных элементов.
- Проверка уплотнений. Уплотнения и сальниковые набивки должны проверяться на предмет износа и герметичности. Поврежденные уплотнительные элементы необходимо заменить, чтобы предотвратить утечки.
Диагностика состояния компенсаторов
- Использование инструментальных методов диагностики. Для более точной оценки состояния компенсаторов можно применять различные инструментальные методы, такие как ультразвуковая дефектоскопия, позволяющая выявить трещины и другие дефекты в металлических компонентах, термография для обнаружения утечек или изоляционных дефектов.
- Анализ работоспособности. Эффективность работы компенсаторов может включать контроль перемещений и деформаций, которые они должны поглощать, а также тестирование под давлением для поиска негерметичности.
Меры по увеличению срока службы компенсаторов
- Защита от агрессивных сред. Применение защитных покрытий или выбор компенсаторов из устойчивых к агрессивным средам материалов помогает продлить срок их службы.
- Минимизация избыточных нагрузок. Правильная эксплуатация трубопроводной системы, исключающая возникновение чрезмерных механических нагрузок и перепадов давления, способствует уменьшению износа компенсаторов.
Компенсаторы играют витальную роль в трубопроводных системах, обеспечивая их надежность и долговечность. Эти устройства эффективно компенсируют температурные расширения, вибрации и предотвращают напряжения, которые могут привести к авариям и утечкам.
Выбор подходящего типа компенсатора, его правильный монтаж и регулярное техническое обслуживание способствуют минимизации рисков аварийных ситуаций, продляют срок службы трубопровода и оптимизируют расходы на его эксплуатацию. Эффективность применения компенсаторов прямо зависит от компетентности специалистов, осуществляющих решения о выборе типа, размера и конструкции компенсирующих устройств, а также от качества выполнения монтажных и наладочных работ.
Современный рынок предоставляет обширный ассортимент компенсаторов, отличающихся по конструкции, материалам и принципу действия. Это дает возможность подобрать оптимальное решение для любого эксплуатационного условия. Тем не менее, для достижения максимальной эффективности и безопасности трубопроводной системы важно не только выбрать подходящий компенсатор, но и обеспечить его качественную интеграцию в систему, соблюдая все технологические и эксплуатационные требования.
Часто задаваемые вопросы
Компенсаторы трубопроводов классифицируются на несколько основных типов: сильфонные, сальниковые, резиновые, линзовые и тканевые. Выбор конкретного типа зависит от условий эксплуатации, включая температуру, давление, химический состав перекачиваемой среды и требуемую компенсацию деформаций.
Какие виды компенсаторов используются при монтаже газопровода?
Для газопроводов наиболее часто применяются сильфонные и линзовые компенсаторы из-за их высокой устойчивости к давлению и температуре, а также способности компенсировать разнообразные деформации. Эти компенсаторы гарантируют надежность и безопасность газопровода.
Какова основная функция компенсатора?
Компенсатор служит для компенсации температурных расширений, вибраций и предотвращения избыточных напряжений в трубопроводных системах. Он помогает предотвратить повреждения труб и соединений, тем самым увеличивая надежность и долговечность системы.
Какой вид осевых компенсаторов считается наиболее эффективным?
Среди осевых компенсаторов наибольшую компенсирующую способность демонстрируют сильфонные компенсаторы, особенно многослойные, которые способны компенсировать значительные осевые перемещения при высоких температурах и давлениях.
Какие компенсаторы могут использоваться для технологических трубопроводов всех категорий?
Для технологических трубопроводов всех категорий могут применяться различные типы компенсаторов, исходя из конкретных условий эксплуатации. Наиболее часто используются сильфонные, резиновые и линзовые компенсаторы.
Чем сильфонный компенсатор отличается от линзового?
Сильфонный компенсатор представляет собой гофрированный элемент, который способен компенсировать различные виды деформаций и вибрации, обеспечивая высокую герметичность. Линзовый компенсатор состоит из нескольких сваренных между собой линзовых элементов, обладает высокой прочностью и способен выдерживать большие нагрузки, но отличается меньшей гибкостью по сравнению с сильфонным компенсатором.
