Характеристика и назначение сильфонного компенсатора

Сильфонный компенсатор – устройство с определенной величиной деформации. Спектр его применения обширен:

  • компенсация температурных расширений элементов трубопроводов, отклонений от соосности после монтажа;
  • нивелирует вибрацию от работающего оборудования;
  • обеспечивает герметичность трубных соединений.

Его использование особенно важно в многоэтажных домах, для снижения нагрузок на горизонтальные отводы между этажами. Он представляет собой металлическую гофрированную оболочку. При перепаде температуры, давления и других параметров размеры трубы изменяются. Рабочая часть компенсатора (сильфон), растягиваясь или сжимаясь, компенсирует эти смещения.

Принцип действия конструкции

Жидкость, газы или другие вещества, транспортируемые трубопроводами, удерживаются в определенных температурных пределах, в то время как окружающая среда подобной стабильности не имеет. При пониженной температуре воздуха, металл сжимается, повышенной – наоборот, расширяется. Эти процессы способны вызвать разгерметизацию и разрушение трубных соединений и опор трубопроводов.

Ресурсные испытания осевых сильфонных компенсаторов
Ресурсные испытания осевых сильфонных компенсаторов

Сильфонный компенсатор, вследствие эластичности и упругости, способен предотвратить нежелательные последствия температурного расширения или сужения и обеспечить целостность конструкции. Основной его элемент – сильфон – обладает многослойной гофрированной поверхностью, способной выдерживать значительные температурные и другие воздействия, обеспечивая при этом герметичность. На компенсаторе могут быть установлены один или несколько сильфонов.

Расширение трубы может происходить в двух направлениях – по оси и радиально. При этом важно обеспечить правильное закрепление скользящих и неподвижных участков трубопровода.

Виды компенсаторов

Конструкция устройства может быть различной, в зависимости от назначения: нивелирование углового или продольного смещения, нарушений соосности, компенсация вибрации.

По характеру воспринимаемой нагрузки сильфонные компенсаторы классифицируются на несколько видов.

Осевой компенсатор (аксиального действия) – нивелирует увеличение или уменьшение осевого размера.

Осевой компенсатор (аксиального действия)

Угловой компенсатор (ангулярного действия) – позволяет компенсировать смещение патрубковых осей. Это изделие выполнено с изогнутой по дуге осью сильфона.

Компенсатор угловой

Сдвиговый компенсатор – предназначен для компенсации смещения в радиальном направлении, например, при подключении оборудования или несоосности труб.

Сдвиговый компенсатор

Сильфонный компенсатор универсального действия – оборудованы внутренним экраном, устройствами сдвига и поворота. Этот узел включает один или два сильфона и соединительную арматуру. Обладает универсальным действием и способен компенсировать все перечисленные виды нагрузок.

Сильфонный компенсатор универсального действия

В зависимости от исполнения, они классифицируются следующим образом:

  • по величине рабочего давления, создаваемого потоками воды или другими средами в трубопроводе;
  • по размеру условного диаметра;
  • по характеру температурного режима;
  • для перемещения какой среды предназначены: вода, газ, пар, нефтепродукты, агрессивные вещества.

Изготавливается сильфонный компенсатор из нескольких слоев нержавеющей легированной стали марок 08Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т, сохраняющих работоспособность в высоких пределах колебания температуры и давления.

Качество материала проверяется на заводе-изготовителе, с обязательным контролем его химических и механических свойств. Это обеспечивает большую надежность в эксплуатации, защиту конструктивов от возможных гидроударов, перепадов давления, температурного растяжения и сжатия, изгиба и других воздействий.

Виды компенсаторов, их назначение

Куда именно ставят сильфонные компенсаторы?

Сильфонный компенсатор широко распространен в разных сферах:

  • в отопительных системах жилых домов или производственных зданий, в системах водоснабжения;
  • на газо- и нефтеперерабатывающих производствах;
  • в объектах военно-промышленного комплекса;
  • в химической, нефтяной и пищевой промышленности;
  • в автомобилестроительном производстве;
  • на заводах по производству криогенного оборудования.

Таблица характеристики сильфонного компенсатора

Они могут быть установлены:

  • в местах стыков труб, которые невозможно соединить в связи с присутствием отклонений в соосности;
  • при подключении к трубопроводу различных устройств и потребителей.

Эти устройства обладают высокой надежностью эксплуатации, долговечностью, они легко монтируются и просты в обслуживании, характеризуются небольшими габаритами, разнообразие конструкций позволяет широко применять их в различных областях. В случае необходимости они могут быть изготовлены индивидуально, по заказу потребителя.

Порядок установки

Монтаж и сборка сильфонного компенсатора включает следующие требования:

  • они устанавливаются одновременно с монтажом трубопровода;
  • необходимо соблюдать габариты при монтаже, в соответствии с проектом;
  • на корпусе устройства обозначается стрелка, указывающая направление передвижения среды трубопровода;
  • при монтаже и сборке не допускаются всяческие нагрузки.

Схема монтажа сильфонного компенсатора

Соединения к трубопроводу могут выполняться посредством соединительных фланцев, муфт, электро- или газосварки.

Последовательность действий при монтаже следующая:

Осевые сильфонные компенсаторы
Осевые сильфонные компенсаторы
  1. необходимо убедиться в отсутствии дефектов производителя или вследствие транспортировки;
  2. в случае необходимости (при большой массе) изделие крепится за патрубки, очищается заводская консервирующая смазка;
  3. следует убедиться в необходимости предварительного растяжения, если это предусмотрено изготовителем (указано в паспортной документации); выполняется, если это требуется с обеспечением установочной длины;
  4. концы трубопровода фиксируются на необходимом расстоянии, в зависимости от габаритов компенсатора;
  5. проверяется совпадение осей труб;
  6. выполняется стыковка компенсатора с трубами;
  7. производится соединение одного, а затем другого конца трубы с компенсатором, в зависимости от способа стыковки;
  8. фиксируют кожух компенсатора;
  9. при монтаже не допускаются изгибающие и скручивающие нагрузки на изделие.

Обязательно в процессе монтажа руководствоваться требованиями завода-изготовителя.

Сильфонный компенсатор обязательно должен устанавливаться при монтаже трубопровода для обеспечения его безопасной эксплуатации.

Выводы

Изначально компенсирование теплового расширения или сужения трубопроводов осуществлялось применением П- или Z-образной конструкции трубопроводов. Эти преднамеренные изменения позволяли частично устранить последствия влияния тепловых смещений. Но подобный способ требовал существенных затрат при строительстве, конструкции были громоздкими и недостаточно надежными.

Сильфонные компенсаторы для тепловых сетей
Сильфонные компенсаторы для тепловых сетей

Немец Генрих Витценманн, владелец ювелирного завода, однажды задумался над способом предотвращения разрушения обычного резинового шланга, из которого поливали дорогу. В результате был изобретен металлорукав, который, после некоторой доработки, используется и поныне. Именно это изделие явилось основой первого компенсатора, запатентованного в 1885 г.

Это изобретение позволило указанному предпринимателю со временем полностью отказаться от ювелирного бизнеса и заняться производством металлических рукавов. Его фирма существует и в настоящее время.

Видео по теме: Сильфонный компенсатор

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: