3. Уменьшение уровня шума: компенсаторы способны значительно снизить уровень вибраций и шума, возникающих в системе, что, в свою очередь, делает ее использование более комфортным.
Компенсаторы для трубопроводов: виды и функции
В современных трубопроводных магистралях, учитывая различные используемые материалы, наблюдается значительная деформация, что провоцирует изменение их первоначальных размеров по осевому направлению. Это изменение часто происходит в сторону увеличения, особенно во время интенсивного нагрева. В то время как при значительном охлаждении металл может немного сократиться, даже такие малые колебания могут привести к серьезным последствиям, включая аварийные ситуации. Чтобы избежать таких нежелательных последствий, в начале XX века был разработан металлический компенсатор, за который вскоре был получен официальный патент.
Эти устройства предназначены для максимальной компенсации перемещений, возникающих в системе, агрегатах и вспомогательных установках. Деформации и перемещения могут происходить в различных ситуациях, к числу которых можно отнести:
- значительные осадки оборудования;
- неточности в процессе монтажа;
- применение значительных инерционных сил;
- высокие давления в системе;
- тепловое удлинение материалов.
При монтаже стальных конструкций с компенсаторами, имеющими отвесную часть, работа должна производиться либо с помощью фланцевого соединения, либо сварки. На практике чаще применяются специальные патрубки для приварки или фланцы, в то время как резьбовые штуцеры используются значительно реже.
Основное назначение оборудования
Трубопроводные магистрали представляют собой массивные конструкции. В процессе их эксплуатации на отдельных участках могут возникать значительные деформации и вибрации, которые зачастую остаются незамеченными. Причинами этих явлений выступают изменения климатических условий, сильные вибрации от насосного оборудования и значительные перепады температур.
Все вышеперечисленные факторы негативно сказываются на прочности системы, что может привести к образованию трещин на корпусе и ускоренному физическому старению используемого оборудования. Тем не менее, эту проблему можно решить, установив различные типы демпферных агрегатов для выбранной трубопроводной системы. Так становится возможным значительно продлить срок безаварийной работы трубопроводов, особенно если они используются в криогенном производстве или системе транспортировки воды и нефти.
В строительстве преобладают сильфонные компенсаторы. Данный тип обладает высокой амплитудой колебаний внутри трубы. Они имеют тонкие стенки и гофрированную, достаточно упругую оболочку, что позволяет эффективно функционировать как в условиях сдвига, так и в условиях углового перемещения. В качестве соединительных элементов используются различные патрубки, помещенные в защитные кожухи, а также тяги и шарниры.
В процессе производства этих устройств могут применяться различные материалы, среди которых:
- нержавеющая сталь;
- бериллиевая или фосфорная бронза;
- латунь.
Особенности и конструкция
Компенсаторы с резиновыми вставками необходимы для защиты и восприятия механических нагрузок, растяжений и вибраций. Также они используются для выравнивания компонентов коммуникаций во время монтажа, а также для правильной передачи латеральных, осевых и угловых перемещений, комбинируя такие движения.
В процессе производства конструкций компенсаторов могут использоваться разнообразные материалы, что в значительной степени зависит от условий эксплуатации. Чаще всего корпуса изготавливаются из нержавеющей стали или сплавов с высоким содержанием никеля. Вставки могут быть выполнены из резины, тефлона, тканей и полимеров, что также определяется рабочими параметрами среды, температурными значениями, давлением, а также направлениями и величиной воспринимаемых расширений.
Основное назначение компенсатора:
- защита коммуникаций от вибраций, возникающих в процессе их эксплуатации;
- предотвращение передачи колебаний от работающего оборудования, например, промышленного и насосного;
- компенсация температурных и других деформаций.
Сфера применения:
- горячее и холодное водоснабжение;
- теплоснабжение;
- котельные и насосные станции;
- системы, в которых используются такие среды, как бензин и технические масла.
Рабочая среда:
- сжатый воздух;
- вода (горячая или холодная);
- кислоты низкой концентрации и другие вещества.
Фланцевая вибровставка служит элементом защиты трубопроводов от повреждений, вызываемых температурными, механическими и вибрационными нагрузками. Компенсаторы этого типа незаменимы при монтаже промышленных и коммунальных магистралей, в нефтехимической и пищевой отраслях, для систем кондиционирования, компрессорных установок и насосных систем. В зависимости от конструктивных особенностей можно выделить несколько типов гибких вставок:
- Тканевые компенсаторы. Они предназначены для работы с газообразными средами, могут функционировать при температурах до +500 градусов. В процессе изготовления используются специальные газоплотные и изоляционные материалы, а крепление может быть выполнено как фланцевым, так и под хомут или прижимного типа.
- Резиновые гибкие вставки. Это одна из самых распространенных групп компенсаторов, создающихся на основе специальных эластомеров. Для водной среды используются вставки из этиленпропиленового каучука EPDM; для нефтепродуктов — бутадиен-нитрильный каучук NBR; для агрессивных химических сред в некоторых случаях применяются гипалоновые вставки или варианты с тефлоновым покрытием. Существует множество видов исполнений, включая модели с усилениями, предназначенные для работы с жидкими средами в трубопроводах. Соединения, как правило, фланцевые, с возможным использованием огнестойкого чехла.
- Сильфонные вставки. Эти компенсаторы чаще всего используются с парообразными и жидкими рабочими средами. Они способны функционировать при высоких температурах и давлениях, рекомендуются для таких отраслей, как энергетика, газовая, химическая и нефтеперерабатывающая промышленности.
- Сальниковые вставки. Эти устройства применяются для систем отопления и водоснабжения, чтобы компенсировать температурные деформации труб. Их производят для труб различных сечений, также для промышленных отопительных сетей, и они могут работать при давлении до 2,5 МПа и при температуре до +200 градусов.
- Линзовые вставки. Данные компенсаторы обладают прямоугольной или круглой конструкцией и используют их в котельных или трубопроводах, работающих с газообразными средами.
Преимущества и область эксплуатации
Фланцевые резиновые компенсаторы с корпусами из стали или чугуна играют важную роль в защитной системе, которая поглощает шумы и вибрации, а также предотвращает температурные деформации. В зависимости от конструкции и материалов изготовления такие устройства могут быть использованы при различных показателях давления и температуры, а также в нагнетательных, всасывающих, насосных установках и других типах систем. Применение термостойких материалов позволяет использовать вставки для подачи горячей воды и пара.
Компенсатор фланцевый резиновый
Преимущества:
- защита от гидравлических ударов в системах водоснабжения и отопления;
- поглощение как сжатия, так и удлинения, а также компенсация углового и бокового смещения, температурных деформаций;
- дополнительные уплотнения или прокладки не являются необходимыми;
- легкость установки, что не требует много времени;
- широкий ассортимент типов соединений, среди которых наиболее распространены фланцевые соединения.
Область применения:
- насосные станции;
- котельные установки, включая промышленные;
- вентиляторные и кондиционные установки;
- нефтехимическая и газовая промышленность;
- коммунальное хозяйство, включая подачу холодной и горячей воды;
- пищевая промышленность;
- энергетическая промышленность, в том числе станции;
- судостроение и верфи;
- металлургия;
- целлюлозно-бумажная промышленность.
Ассортимент компенсаторов очень широкий и определяется их назначением, условиями эксплуатации, необходимым диаметром подключения и другими параметрами. Кроме того, компенсаторы можно классифицировать по типу воздействий:
- защита от резких температурных колебаний и деформаций;
- уменьшение усилий и моментов в точках соединения;
- выравнивание перемещений между отдельными участками трубопровода, а также компенсация осадков грунта и фундамента;
- демпфирование шумов и вибрации во время работы трубопровода;
- выравнивание линии при монтаже.
При выборе компенсаторов важно учитывать эксплуатационные условия, тип и температуру рабочей среды, диаметр, а также химические и механические внешние воздействия. Необходимо принять во внимание характер нагрузок, а также все возможные отклонения, которые подлежат компенсации.
Классификация и виды компенсаторов
В зависимости от конструкции, принципа действия и материала, компенсаторы для трубопроводов подразделяются на несколько основных категорий, каждая из которых нацелена на выполнение определенных функций и используется в специфических условиях.
Сильфонные компенсаторы
Сильфонные компенсаторы состоят из одного или нескольких гофрированных элементов (сильфонов), которые способны растягиваться и сжиматься, что позволяет компенсировать температурные расширения и вибрации в трубопроводной системе. Эти компенсаторы часто применяются в системах, работающих при высоких температурах и давлении, таких как теплосети, паропроводы и нефтегазопроводы. Они обладают высокой коррозионной стойкостью и способны выдерживать значительные механические нагрузки.
Сильфонный компенсатор СКУ ППУ ПЭ
Сильфонный компенсатор модели СКУ ППУ ПЭ, что расшифровывается как сильфонный компенсатор с пенополиуретановой изоляцией и полиэтиленовой оболочкой, является специализированным изделием, предназначенным для применения в трубопроводах, которые подвержены сложным температурным и механическим нагрузкам. Этот компенсатор используется для компенсации осевых деформаций, вызванных температурными расширениями труб, а также для защиты системы от вибраций.
Основные особенности СКУ ППУ ПЭ
Изоляция из пенополиуретана (ППУ) гарантирует надежную защиту от теплопотерь, что особенно актуально для трубопроводов, которые транспортируют теплоносители. Это существенно снижает потери тепла и повышает эффективность работы системы.
Полиэтиленовая оболочка служит защитой для компенсатора от внешних воздействий, включая влагу, агрессивные химические вещества и механические повреждения. Данная конструкция повышает долговечность компенсатора и его устойчивость к неблагоприятным условиям.
Сильфонные компенсаторы СКУ ППУ ПЭ находят широкое применение в системах теплоснабжения, где высокие температуры сопряжены с необходимостью надежной теплоизоляции и защиты трубопроводов, расположенных в грунте. Они необходимы в условиях, где требуется надежная защита от коррозии и возможность значительных осевых перемещений.
Комбинация сильфона, который обеспечивает высокую подвижность и компенсацию деформаций, с защитными материалами (ППУ и ПЭ) делает данный компенсатор долговечным, надежным и легким в установке.
Сальниковые компенсаторы
Сальниковые компенсаторы используют сальниковую набивку для компенсации осевых перемещений трубопроводов. Эта набивка занимается герметизацией подвижного соединения. Их применяют в системах, где требования к температуре и давлению ниже, чем у сильфонных компенсаторов. Однако такие устройства нуждаются в регулярном обслуживании для предотвращения утечек.
Резиновые компенсаторы
Резиновые или эластомерные компенсаторы представляют собой гибкие вставки, которые могут компенсировать осевые, угловые и поперечные смещения, а также вибрации. Они обычно используются в системах с низким или средним давлением, таких как водоснабжение, отопление и вентиляция. Резиновый компенсатор также устойчив к воздействию агрессивных сред и температурным колебаниям.
Линзовые компенсаторы
Линзовые компенсаторы состоят из металлических линзовидных элементов, которые сварены между собой. Они способны выдерживать высокие температуры и давления, компенсируя осевые и угловые деформации. Эти компенсаторы в основном применяются в трубопроводах, работающих под высоким давлением и температурами, в промышленных условиях.
Вывод
Компенсаторы представляют собой важные элементы в системах водоснабжения и отопления, обеспечивая защиту труб от деформации и повреждений. Они помогают снизить расходы на техническое обслуживание, делают системы более комфортными в использовании и уменьшают уровень шума. В зависимости от области применения, компенсаторы могут быть как резиновыми, так и металлическими, комбинированными или распределяющими. Выбор конкретного типа компенсатора зависит от его применений и принципов работы системы.
Комплексные поставки строительных материалов и инженерного оборудования.
Виды устройств для компенсации
Обширный ассортимент продукции позволяет выбирать устройства в зависимости от типа трубопровода и особенностей монтажа системы. Компенсаторы, предназначенные для устранения деформаций труб, могут быть естественными или сделанными из упругих материалов. Естественная форма функционирует благодаря амортизирующим свойствам самой трубы.
Естественные устройства бывают:
- Г-образные, предназначенные для поворотных участков системы.
- П-образные, используемые в отопительных системах и системах горячего водоснабжения, могут выдерживать температуру выше 50 градусов. Перед установкой изделие растягивают для увеличения предела компенсации.
- Z-образные, предназначенные для установления отводов.
- Кольцевые конструкции характеризуются высокими показателями компенсации.
Наиболее технологичными считаются:
- Сильфонные устройства обеспечивают защиту от гидроударов, позволяют трубы расширяться при температурных изменениях и гасить различные вибрации. Такие компенсаторы имеют несколько подтипов: сдвиговые, осевые, поворотные и универсальные.
- Компенсатор осевого типа используется в системах отопления и горячего водоснабжения. Изготавливается из нержавеющей стали и способен выдерживать давление до 16 атмосфер при температуре до 115 градусов.
Поворотные компенсаторы устанавливаются на участках трубопроводов с углом поворота до 90 градусов. Универсальные компенсаторы применяются в коротких отрезках трубопроводов с отводами и могут компенсировать все типы смещений там, где невозможно использование других типов устройств.
Вид компенсатора для полипропиленового трубопровода
Защитное устройство в виде петли имеет простую конструкцию и легко устанавливается в трубы отопительных систем. Компенсаторы данного типа подходят для любых трубопроводных систем. Петлевидные защитные устройства эффективно справляются с последствиями гидроударов и резкими колебаниями температуры. В целом, такие устройства способствуют бесперебойному функционированию отопительных систем
Внимание! При строительстве теплосетей обязательно требуется установка компенсаторов.
Кроме компенсации линейных деформаций в отопительных системах, компенсаторы также нейтрализуют воздействие насосов. Эта вибрация не всегда заметна, однако ее влияние на всю трубопроводную сеть может быть значительным. Наиболее опасно, когда частота вибрации насоса совпадает с частотой колебания трубопроводной системы. Это может привести к тому, что амплитуда колебаний конструкции увеличится многократно, что в свою очередь может привести к поломке всей сети.
Особенности монтажа компенсирующих устройств
Установка компенсаторов в системах отопления и водоснабжения жилых зданий осуществляется в строгом соответствии с проектной документацией. Компенсаторы крепятся к основной конструкции методом сварки.
Монтаж осуществляется в период, когда система трубопроводов не функционирует, а в ней отсутствуют давление и транспортируемая жидкость. В процессе установки необходимо обеспечить выравнивание трубы и компенсатора, чтобы избежать радиальных нагрузок на системы во время их работы.
Неправильные радиальные нагрузки могут привести к заеданию и дальнейшей поломке подвижных компонентов устройства.
Установка компенсаторов в системе отопления производится на прямых участках трубопроводов, и только в том случае, если все секции прикреплены к неподвижным опорам. Помимо неподвижных опор необходимо устанавливать скользящие элементы, чтобы избежать деформации трубопровода во время теплового расширения. При этом важно учитывать значения трения в местах установки при расчетах максимального размера зоны трубопровода, в которой установлен компенсатор.
Внимание! На участке, где установлен сильфонный компенсатор, нельзя монтировать неподвижные опоры или подвесные конструкции.
На стадии проектирования для установки неподвижных опор учитывается: коэффициент жесткости компенсатора, величина усилия на распор, сила трения для скользящих опор.
Монтаж компенсирующих устройств возможен как в горизонтальных, так и в вертикальных трубопроводах. Стрелка устройства должна указывать в направлении движения теплоносителя. Для вертикальных трубопроводов стрелка корпуса должна быть направлена вниз вне зависимости от направления теплоносителя. В случае поломки компенсаторы подлежат обязательной замене.
