Трубопроводы - это незаменимые системы, в которых перемещаются различные вещества, например, вода, пар или даже газ. Но трубы могут сталкиваться с изменением температуры, давления или разного рода нагрузками, которые могут вызвать деформации и разрушения. Чтобы обеспечить целостность и долгий срок службы, важно использовать специальные устройства, называемые компенсаторами для трубопроводов.
Краткое содержание
- Что такое компенсаторы для труб
- Резиновые компенсаторы EPDM и NBR
- Сильфонные компенсаторы (Осевые, угловые, карданные, сдвиговые)
- Компенсаторы отопления
- Тканевые компенсаторы
- Линзовые компенсаторы
Что такое компенсаторы для труб
Компенсаторы для труб - это особые устройства, предназначенные для сглаживания линейных расширений, осевых смещений и сдвигов, которые могут возникнуть в трубопроводах. Когда трубы расширяются или сжимаются под воздействием температурных изменений, компенсаторы поглощают это изменение длины, предотвращая деформации, разрывы и повреждения.
Существует множество видов компенсаторов. Каждый из таких типов выполняет свою главную функцию по-своему. Разберём основные виды устройств.
Резиновые компенсаторы EPDM и NBR
Резиновые компенсаторы EPDM (этилен-пропиленовый каучук) и NBR (нитрильный каучук) – устройства, которые выполняют свою функцию за счёт гибкой резиновой вставки из каучука. При работе резиновый элемент сжимается, разжимается или сдвигается в сторону, компенсируя тем самым изменения длин труб или их смещения.
Резиновый компенсатор обладает уникальным свойством – в отличии от стальных компенсаторов, резиновый сильфон не подвержен коррозии и имеет высокую устойчивость к химическим веществам.
Компенсаторы имеют ряд своих особенностей.
Особенности резиновых компенсаторов EPDM и NBR
1. Гибкость и эластичность резиновой вставки. Вибровставка из резины позволяет корректировать небольшие линейные расширения и осевые смещения, возникающие в конструкции из-за температурных изменений или давления.
2. Низкий показатель истираемости. Каучук достаточно крепкий материал, поэтому взаимодействуя с различными веществами, он практически не истирается, сохраняя свою целостность.
3. Два вида соединения с трубопроводом. Существуют фланцевые и муфтовые компенсаторы. Фланцевые резиновые компенсаторы монтируются к системе при помощи двух стальных дисков (фланцев). Муфтовый компенсатор, в свою очередь, присоединяют за счёт двух резьбовых гаек.
4. При соблюдении норм эксплуатации срок службы компенсаторов составляет около 20 лет.
5. Вибровставки способны гасить вибрации и шумы, которые возникают от работы оборудования на трубопроводах. Вибрации сталкиваются с компенсатором и не переходят дальше по трубной системе.
Применение резиновых компенсаторов EPDM и NBR
1. Применяется на обычных трубопроводах, которые перекачивают различные среды и на насосных системах (между самим насосом и трубопроводом).
2. В системах отопления и горячего водоснабжения могут успешно справляться с температурными расширениями.
3. В системах, где протекает агрессивная химическая среда (для этого применяется компенсатор NBR).
4. Применяются в качестве виброкомпенсаторов в насосных, компрессорных установках и в котельных.
Сильфонные компенсаторы
Сильфонные компенсаторы - это устройства, которые выполняют свою задачу с помощью гибкого сильфона. Сильфон похож на пружину как внешне, так и по принципу работы. Он стягивается, растягивается и сдвигается в разных направлениях. Компенсаторов с сильфоном существует множество видов.
Осевые
Главная функция осевых компенсаторов – это регулирование осевых смещений. Он сжимается и разжимается вдоль своей оси. Другое наименование устройств - КСО (компенсатор сильфонный осевой).
Особенности строения и работы КСО
- Конструкция включает в себя сильфон, который выполнен из нержавеющей или углеродистой стали и соединительных патрубков. При удлинении труб сильфон сжимается, а при сокращении длины труб – сильфон наоборот растягивается.
- Стальная поверхность обрабатывается грунтовкой или лаком для предотвращения коррозии.
- Выдерживают температуру рабочего вещества до +200 градусов и давление до 20 бар.
- Существую варианты исполнения с двумя сильфонами. Такие конструкции имеют маркировку 2КСО. Двухсильфонные компенсаторы применяются для увеличения компенсирующей способности устройства.
Применение
Осевые компенсаторы применяются на участках трубопровода, где необходимо компенсировать лишь удлинение и укорачивание отдельных труб. Компенсатор КСО достаточно универсален и применяется во многих сферах:
- В системах отопления и горячего или холодного водоснабжения.
- Газопроводах и нефтепроводах.
- В судостроительной отрасли в системах фильтрации.
- В пищевой промышленности.
Методы присоединения
Компенсаторы КСО классифицируются по методам соединения с трубопроводом:
- КСО под приварку. Два стальных патрубка привариваются непосредственно к трубе.
- КСОФ (фланцевые). Компенсатор имеет два стальных фланца, за счёт чего осуществляется фланцевое соединение.
- КСОР (резьбовые). Патрубки компенсатора выглядят, как гайки с внутренней резьбой.
Угловые
Угловые сильфонные компенсаторы (или поворотные) являются ключевым элементом в трубопроводных системах, где необходимо регулировать поворотные смещения, которые могут возникнуть вследствие динамических нагрузок, термических расширений или других факторов.
Особенности строения и работы.
- Угловые устройства в своей конструкции имеют определённые шарниры или ограничители, которые ограничивают движение сильфона. Благодаря этому, происходит компенсация в одной или нескольких плоскостях (право, лево, вверх, вниз) без излишних перегибов.
- Такие компенсаторы принято устанавливать на систему группой от двух до трёх штук. Этот вариант монтажа позволяет избежать аварийных ситуаций даже при экстремальных изменениях в трубопроводе и нагрузках.
- Могут изготавливаться с двумя сильфонами в конструкции.
Применение
Угловой компенсатор устанавливается на углах трубопроводов. Сильфон способен совершать поворот в сторону и может применяться в различных сферах:
- В системах отопления, горячего водоснабжения, трубопроводах с химической, нефтегазовой средой..
- Применяются на длинных изогнутых трубопроводах, в которых колена расположены в одной плоскости.
Карданный
Карданные компенсаторы – это устройства, которые обеспечивают компенсацию не только линейных, но и угловых смещений в трубопроводных системах. За счёт ограничительных шарниров карданного типа, этот компенсатор обладает повышенной гибкостью и прочностью.
Другое наименование этого устройства – сейсмокомпенсатор. Он способен компенсировать движение труб в результате сейсмической активности земли, поглощая все виды смещений (по осям X, Y, Z).
Особенности строения и работы.
Способность компенсировать как линейные расширения, так и угловые смещения в нескольких плоскостях одновременно.
- Карданный механизм, в основе которого лежат шарниры и подшипники, обеспечивает плавную и свободную подвижность компенсатора.
- Справляются с повышенными динамическими нагрузками, такими как вибрации, пульсации, гидроудары. Ограничительные шарниры помогают избежать перегибов сильфона.
- В своей конструкции компенсатор имеет от двух сильфонов.
- Работает и на горизонтальных, и на вертикальных трубопроводах.
Применение карданных компенсаторов
Карданные сильфонные компенсаторы применяются на любых видах трубных систем, где необходимо компенсировать несколько видов смещений. Он часто применяется в жёстких трубопроводных системах:
- В топливохранилищных системах;
- Нефте-, газопроводах и системах с химическими веществами;
- В регионах с повышенной сейсмической активностью, где часто происходят землетрясения.
- В водо- и теплопроводах с высокой скоростью потока протекающей среды.
Сдвиговый
Сдвиговые сильфонные компенсаторы предназначены для коррекции сдвигов труб, возникающих из-за тепловых расширений, динамических нагрузок или изменения давления. Сдвиговое смещение – это когда отдельные трубы отклоняются от своей перпендикулярной оси (например, одна труба оказывается ниже второй).
Особенности строения и работы сдвиговых компенсаторов.
- Поглощают сдвиговые смещения в одной или нескольких плоскостях, минимизируя напряжения.
- Могут иметь различные механизмы сдвига, такие как шарниры, подшипники или гибкие металлические элементы, которые обеспечивают гладкое и контролируемое перемещение трубы.
- Сдвиговые компенсаторы эффективно справляются с динамическими нагрузками, такими как вибрации, пульсации или другие переменные факторы.
Применение сдвиговых компенсаторов
- Применяются на участках трубопроводов, где необходимо компенсировать поперечные смещения в двух плоскостях.
- В системах с большим количеством узлов и соединений.
- В нефтегазовых, водо-, паро-, воздухо- проводах.
Компенсаторы отопления для стальных труб и полипропиленовых
Компенсаторы отопления являются неотъемлемой частью отопительной системы, обеспечивая баланс тепловых расширений, вибраций и других деформаций. Важно понимать, что для разных типов труб – стальных и полипропиленновых – существуют специализированные варианты, учитывающие особенности каждого материала.
Особенности для стальных труб
- Спроектированы с учетом работы при повышенных температурах, что важно для систем отопления.
- Стальные трубы обычно имеют большую прочность, и компенсаторы для них должны быть способными выдерживать высокие нагрузки.
Особенности для полипропиленновых труб
- Имеет низкую теплопроводность.
- Устойчив к многим химическим веществам.
- Часто используются в комплексах с легкой установкой, и компенсаторы для них также должны быть удобными в монтаже.
Выбор компенсаторов отопления для разных систем
Компенсаторы применяются в отопительных системах многоэтажных домов. Трубопроводы в таких зданиях бывают стальные и полипропиленовые.
- В случае систем отопления, где используются стальные трубы, следует выбирать устройства, которые обладают высокой теплостойкостью. Для таких систем компенсаторы изготавливаются из стали.
- В установках, где применяются полипропиленные трубы, рекомендуется использовать компенсаторы, устойчивые к химическим воздействиям, обеспечивающие необходимую коррекцию и удобные в установке. Сам корпус устройств выполнен также из полипропиленна.
Компенсаторы тканевые
Компенсаторы тканевые представляют собой особый вид компенсационных устройств, использующих гибкую тканевую основу для компенсации движений в воздуховодах (газоходах, систем вентиляции).
Особенности строения
- Гибкая тканевая основа из синтетической, плёночной, композитной или армирующей тканей.
- Ткань натягивается на металлический каркас.
- Тканевая вставка располагается между двумя соединительными частями (патрубки для сварки или фланцы).
- Могут быть исполнены в различных формах: круглой, овальной, прямоугольной.
- Легкий вес компенсатора позволяет его устанавливать на трубопроводную систему без сильного утяжеления.
Принцип работы
- Позволяют гибко подстроиться под линейные расширения, минимизируя напряжения в системе.
- Способны сглаживать угловые и поперечные смещения, что делает их эффективными для устройств с комплексной топологией.
- Тканевые компенсаторы отлично подходят для работы с пескообразными и газообразными веществами, например, пыль или песок. Обычный металлический компенсатор мог бы сломаться и прийти в негодность из-за мелких частиц. Они могут царапать металл или попасть в зазоры конструкции. Тканевая вставка же обладает гладкостью, благодаря которой песчаное вещество не мешает работе компенсатора.
Применение
- Применяется в системах, которые проводят разного рода газы или сыпучие вещества, такие как пыль или песок.
- В системах вентиляции в различных сферах от нефтегазовой до металлургической.
- Применяется при переходе на трубопровод другого диаметра, который отличается от изначального.
- В нефтегазовой, химической, энергетической и пищевой промышленности.
Компенсаторы линзовые
Компенсаторы линзовые – это специфический тип компенсаторов. Свою задачу этот компенсатор выполняет за счёт линз из листового металлопроката. Обладают необходимой жёсткостью для компенсации угловых и сдвиговых смещений.
Особенности строения
- Компенсаторы напоминают линзу и бывают однолинзовые, двухлинзовые, трёхлинзовые и четырёхлинзовые. Компенсаторы по умолчанию имеют небольшую компенсирующую способность, поэтому каждая дополнительная линза её увеличивает.
- Обычно изготавливаются из нержавеющей стали, что обеспечивает долгий срок службы.
- Имеют множество разновидностей и бывают как круглой формы, так и прямоугольной.
- Могут изготавливаться нестандартных размеров.
Принцип работы
По принципу работы линзовые компенсаторы похожи на сильфонные. Линзы в компенсаторе напоминают гармошку и сжимаются и растягиваются в зависимости от изменения длины труб.
Применяются в:
- Пылегазовоздухопроводах унифицированных (ПГВУ).
- В системах с неагрессивными или слабоагрессивными веществами.
- В газопроводных системах, где нет большого перепада температур и где требуется небольшая компенсация осевых смещений.
Вывод
Компенсаторы для трубопроводов - это неотъемлемая часть многих систем, обеспечивающая безопасность, надежность и долгий срок службы. Выбор конкретного типа компенсатора зависит от специфики системы и условий эксплуатации. Грамотное использование может значительно увеличить срок службы трубопроводов и обеспечить надежность всей системы.
