Top.Mail.Ru

Сильфонные компенсаторы - производство и поставка

07.12.2020

Сильфонный компенсатор

В своей категории инженерных устройств, уравновешивающих влияние линейного расширения трубопровода при нагреве/охлаждении металла, металлический сильфонный компенсатор является наиболее предпочтительным вариантом. В отличие от линзовых и сальниковых модификаций он не нуждается в обслуживании, и гарантированно защищен от любых протечек.

Изготавливается компенсатор сильфонный осевой из одного, нескольких слоев гофрированной нержавеющей стали. Основными характеристиками являются номинальный диаметр от 40 до 3200 мм, рабочее давление 1 – 25 бар, направление смещения трубопровода – осевой, боковой, угловой сдвиг/

Назначение сильфонных компенсаторов

Является компенсатор сильфонный для труб единственной защитой трубопровода от разрыва и повреждения, вызванного линейным расширением металла при суточных, сезонных скачках температуры внешней среды, из-за перепадов температуры рабочей среды, либо от вибраций, гидроударов, импульсных нагрузок, просадки грунта под опорами, погрешностей монтажа.

Разновидности компенсатора созданы для вертикальных, горизонтальных, поворотных участков и разветвлений трубопроводов с различной величиной и направлением нагрузок. Для восприятия осевых нагрузок разработан компенсатор сильфонный КСО с разделкой кромок под приварку и КСО.Ф с фланцами.

Сдвиговые КСС модификации обеспечивают несколько степеней свободы труб в боковом направлении. Поворотные КСП варианты называются угловыми, используются на участках с отводами. Антивибрационные КСА компенсаторы защищают путепроводы от одноименных нагрузок.

Для труб в изоляции применяются компенсаторы в изоляции, с защитными кожухами СКУ. ППУ и СКУ.М, соответственно. на участках сложной геометрии монтируются изделия КСП.К с карданами. Сейсмические компенсаторы оснащаются двумя карданами для ликвидации распирающих усилий. Двойной телескопический кожух ОПКР компенсаторов надежно защищает от протечек.

Применение компенсаторов

Используется компенсатор сильфонный Ду 40 мм – 3200 мм во всех отраслях народного хозяйства, от стояков отопления многоквартирных домов до трубопроводов атомных станций и военно-промышленных комплексов. При этом трубы могут быть проложены в туннелях, каналах, камерах, над землей и внутри помещений.

Труба из любого материала нагревается/охлаждается рабочей и/или внешней средой в процессе эксплуатации. Что неизбежно приводит к изменению длины отдельных участков трубопровода. Дополнительно на трубы могут передаваться ударные, импульсные, вибрационные нагрузки.

Компенсаторы разработаны для восприятия этих усилий. И, в зависимости от конструкции, передают их дальше (не разгруженные), либо полностью гасят внутри себя (разгруженные). Устанавливаются компенсаторы между подвижными и неподвижными опорами трубопровода на его горизонтальных, наклонных и вертикальных участках.

Зависит цена сильфонного компенсатора от его конструкции, размеров, материального исполнения, то есть от трудоемкости, материалоемкости и энергоемкости производства.

В гидравлических конденсаторах и теплообменниках чаще всего используются осевые компенсаторы. Фланцевые осевые сильфоны устанавливают в узлах прохождения трубами перегородок, капитальных стен и судовых переборок.

В тепловых сетях обычно применяются сильфоны с патрубками или в защитном кожухе

Принцип действия

В упрощенном варианте компенсаторы стальные сильфонные представляют собой кусок нержавеющей гофрированной трубы, надеваемый на две трубы, смонтированные с расчетным зазором торцов относительно друг друга. Основной характеристикой гофры является гибкость. Поэтому ее всегда изготавливают из тонкого листа, но, при необходимости делают многослойной.

По аналогии с резиновой «гармошкой», стальная гофра сжимается во время работы. Складки в ее конструкции дополнительно выступают ребрами жесткости. От количества складок зависит величина свободного хода гофры, как в осевом, так и в боковом направлении.

Для монтажа изделия необходимо создать в трубопроводе разрыв, величина которого равна или немного больше амплитуды смещения труб в осевом направлении из-за теплового расширения металла.

Для разъемного способа соединения с трубами используется компенсатор сильфонный фланцевый стальной. Более дешевым вариантом является изделие с разделкой кромок под приварку.

Классификация

Внутри своей категории инженерных устройств тепловой сильфонный компенсатор подразделяется на следующие виды:

  • по направлению нагрузки – осевой, поворотный (угловой), сдвиговый (боковой), универсальный;
  • по восприятию нагрузки – разгруженный, не разгруженный;
  • по количеству слоев – однослойный, многослойный, в изоляции, с кожухом;
  • по конструкции – с карданом, сейсмический (с двумя карданами), с внутренним патрубком, шарнирный;
  • по способу присоединения – под приварку, с фланцами;
  • по назначению – для компенсации линейного расширения, вибронагрузок.

Осевой компенсатор сильфонного типа  обычно монтируется между двух неподвижных опор, и передает на них распорные усилия, нагрузки от сил трения и веса труб, то есть является не разгруженной конструкцией.

Одинарный компенсатор состоит из гофры с проектным количеством витков и присоединяемых поверхностей по бокам – фланцы или патрубки с разделкой кромок под приварку.

Двойной сильфон осевого тип состоит из двух гофр и патрубка между ними. При больших значениях линейного расширения труб возникает необходимость в длинной гофре. Для этого сильфонная гармошка делится на две части, между которыми устанавливается гладкий цилиндрический патрубок. Что позволяет повысить гибкость компенсатора и его стабильность в работе. Перед установкой сильфон сжимается или растягивается на проектное значение при помощи специальной арматуры, которая снимается после сварки или затяжки болтов фланцевого соединения.

Сдвиговые сильфоны компенсируют нагрузки при поперечном смещении труб относительно друг друга, боковом отклонении и толчке. Для этого в их конструкцию добавляются стержни, закрепленные на противоположных фланцах или приварных ребрах жесткости.

Опоры, между которыми монтируется сдвиговый компенсатор, должны быть работоспособными при изменении длины участка трубопровода при его наклонах, выдерживать осевое направление, и воспринимать нагрузки от веса всех конструкций.

В трубопроводах высокого давления могут использоваться сдвиговые сильфонные компенсаторы шарнирного и карданного типа для ограничения степеней свободы гофры в определенных пространственных плоскостях.

На поворотных участках путепроводов устанавливаются угловые сильфонные компенсаторы с одним или несколькими шарнирами. В отличие от предыдущих вариантов здесь создается замкнутая система компенсации из двух или трех сильфонов.

Для снижения нагрузок на опоры используются шарниры и карданы. Парное расположение сильфонов позволяет компенсировать сдвиг, а одиночные компенсаторы предназначены для угловых смещений. В любом случае рассчитывается минимальное расстояние между этими устройствами для их корректной работы.

В ограниченном пространстве обычно используются компенсаторы уравновешивающего типа. Они частично заменяют опоры, при монтаже погашается давление на торцы в противоположных направлениях, поэтому они называются разгруженными.

Стандартный сильфонный компенсатор ППУ разработан для трубопроводов в одноименном типе теплоизоляции.

Межфланцевые сильфоны имеют сборно-разборную конструкцию, применяются для труб DN 150 – 1000 мм под давлением 0,1 – 0,4 МПа.

Особенности конструкции

По умолчанию сильфонные компенсаторы трубопроводов обладают следующими конструктивными особенностями:

  • форма профиля гофры – закругленная, U-образная;
  • конструкция – однослойная для низкого давления, малых нагрузок, не агрессивных сред, многослойная для тяжелых эксплуатационных условий;
  • способ присоединения – фланцами одинакового диаметра или разного размера (прохождение переброк, стен), сварка.

Гофру изготавливают из нержавеющей листовой стали, прокатывая ее в вальцах, сваривая в прямошовную трубу, выдавливая гармошку гидравлическим способом или раскатывая ее в оправках механическим методом.

Характеристики

Для проекта трубопровода сильфонный компенсатор для стальных труб выбирается по следующим параметрам:

  • температура – обычно от -270°С до +600°С;
  • номинальное давление – от вакуума до 100 бар;
  • номинальный размер – DN 40 – 3200 мм;
  • конструкция – однослойная, многослойная, осевая, угловая (поворотная), сдвиговая, универсальная, карданная, с кожухом, в изоляции;
  • способ присоединения – сварка, фланцы;
  • исполнение – климатическое У, ХЛ, О, коррозионное К1 – К3, в оболочке, с кожухом.

Внутреннее давление рабочей среды в круглой трубе распространяется равномерно. В гофре возникают дополнительные силы, пытающиеся разорвать ее на отдельные секции из-за специфической формы изделия. Поэтому сильфонный компенсатор рассчитывается на усилие Fx = Fs + fw*ex. Где Fs – реактивная сила, ex – величина смещения гофры, fw – коэффициент жесткости стали. При давлении 8 бар 76 мм компенсатор должен выдерживать нагрузку в 750 кг.

Стандартным классом материала для сильфонов является нержавейка аустенитного класса. Для транспортировки высоковязких сред или при большой скорости потока в проект трубопровода закладываются сильфоны с внутренними гильзами (патрубками).

Смещение трубопровода, то есть фактическое удлинение труб из нержавеющей стали или рабочий ход компенсатора, соответственно, вычисляется по формуле ΔL = L*ΔT*0,0163 мм/м*°С. Где ΔТ – разница температур, L – длина трубы.

При монтаже сильфонного компенсатора учитываются, не только минимальная и максимальная температура эксплуатации, но и установочная температура. От нее зависит положение устройства в момент его установки.

Материальное исполнение

Изготавливается компенсатор сильфонный осевой КСО из следующих нержавеющих сталей, сплавов:

  • AISI 321 – соответствует отечественной 08Х18Н10Т, дорогая хромоникелевая сталь с добавлением титана, обладает высокой обрабатываемостью, вязкостью, гибкостью, сваривается без ограничений;
  • AISI 316Ti – аналог 10Х17Н13М2Т, повышенное содержание никеля, в составе присутствует молибден, обладает жаропрочностью, жаростойкостью, кислотоупорностью, применяется в среде жидких газов, нефтехимической промышленности, морской воде, трубопроводах, транспортирующих нефть с высоким содержанием сероводорода;
  • AISI 304 – соответствует русской 08Х18Н10, то есть не содержит дорогостоящих присадок – титан, вольфрам, молибден, соединяется фланцами, приваренными точечной сваркой, так как в сварных швах подвержена межкристаллитной коррозии;
  • AISI 310 – тугоплавкая аустенитная высокопрочная нержавейка, аналог 20Х25Н20С2 для особых условий эксплуатации;
  • Incoloy 825 – никелевый сплав для производства каустической соды и хлора, агрессивных сред – фосфорная, серная кислота, жидкие газы;
  • Inconel 600 – никелевый сплав для высокотемпературных сред с высокими механическими характеристиками;
  • Monel 400 – сплав медноникелевый для хлористой среды;
  • Hasteloy B2 – никельмолибденовый сплав с высокой химической стойкостью (фосфорная, уксусная кислота, гидрохлоридный газ).

На нашем ресурсе вы можете сильфонный компенсатор купить по ценам производителя из любых вышеперечисленных конструкционных материалов. Наши сотрудники помогут с выбором конструкции, расчетами длины, номинального диаметра в зависимости от эксплуатационных условий сильфона.

Возврат к списку