Компенсатор сильфонный: эффективное приспособление для компенсации теплового расширения труб

Компенсатор сильфонный — это приспособление в виде гибкого вставочного элемента, которое применяется в различных трубопроводных конструкциях. Это изделие выполняет очень важную функцию — компенсацию изменения длины участков той или иной коммуникации. Изменение длины труб происходит, как правило, из-за температурных воздействий или вследствие установочных работ.

Во всех типах трубопроводов, в которых есть риск теплового расширения, устанавливаются компенсаторы

Сильфонные компенсаторы — что это такое?

На сегодняшний день сильфонные компенсаторы эксплуатируются в различных областях человеческой деятельности. Среди основных таких отраслей можно отметить:

• энергетическая отрасль;
• металлургическая сфера;
• нефтеперерабатывающие производства;
• а также коммунальное хозяйство.

Такие приспособления являются очень важными комплектующими элементами различных коммуникаций и используются практически везде, где необходимо компенсировать температурное расширение трубопровода. Наименьшим коэффициентом температурного расширения обладают стальные трубы, а наибольшим — полиэтиленовые изделия. Компенсатор для полиэтиленовых труб является необходимой мерой для исключения деформации. Стоит отметить, что сильфонные компенсаторы для полиэтиленовых труб стыкуются с коммуникацией посредством фланцев. Помимо основной своей задачи, сильфонные компенсаторы выполняют ещё несколько важных функций:

• защита трубопровода от механических повреждений, которые могут привести к деформации труб и их разрушению;
• компенсирование недочётов, которые могли быть во время прокладки коммуникации. Как правило, вследствие таких монтажных ошибок, отдельные участки трубопровода располагаются не на одной линии с другими участками коммуникации;

Полезная информация! Также сильфонные компенсаторы могут выступать в качестве переходного соединительного элемента. В таком случае с их помощью производится стыковка труб с разными показателями сечения.

• гашение вибраций, которые возникают в коммуникации при передвижении по ней рабочей среды. А также стоит отметить, что вибрации в системе образуются не только от передвижения среды по трубам, но и от работы различного оборудования;
• обеспечение нужного показателя герметичности в транспортных трубопроводных конструкциях.

Сильфонные компенсаторы — универсальные устройства и могут выполнять несколько функций одновременно

Технология изготовления сильфонных компенсаторов

Наиболее важной частью конструкции такого устройства является сильфон. Сильфонная гофрированная трубка изготавливается, как правило, из нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь является надёжным материалом, который обладает повышенными прочностными характеристиками, а также следующими преимуществами:

• устойчивость к губительным коррозийным воздействиям;
• резистентность к агрессивным химическим веществам;
• сопротивляемость к температурным перепадам;
• экологичность;
• эстетичность (не требует дополнительной обработки краской);
• долговечность.

Сам процесс производства сильфонной гофротрубы выполняется в два основных этапа:

1. Стальные тонкостенные листы при помощи сварочного оборудования соединяются продольно в результате чего получается цилиндр.
2. На полученном цилиндре формируется ребристая поверхность. Таким образом, выполняется гофрирование.

Для достижения максимальной гибкости сильфонной трубки, сильфонные стенки выполняются многослойными. Благодаря таким манипуляциям готовый продукт отличается высокой резистентностью к давлению, но при этом остаётся довольно гибким.

Компенсаторы изготавливаются из высокопрочной стали и имеют высокую устойчивость к повышенному давлению

Все вспомогательные части сильфонных компенсаторов изготавливаются из высокопрочной углеродистой стали и отличаются высокими техническими характеристиками.

Принцип действия сильфонного компенсатора

Для того чтобы разобраться в том, как именно действует сильфонный компенсатор, необходимо усвоить один важный момент. Температура транспортируемой среды в коммуникации, как правило, имеет чётко установленный показатель, в то время как температура окружающей среды не может быть стабильной.

Важно! При низких показателях температуры окружающей среды трубопровод, состоящий из металла, сжимается и укорачивается, а при высокой температуре, наоборот, расширяется.

Процессы сжатия и расширения неблагоприятно отражаются на коммуникации. В конечном счёте изменение длины трубопроводной конструкции может привести к утрате необходимых герметизационных показателей в местах стыков труб. Чтобы избежать подобных негативных последствий, используют специальные сильфонные компенсаторы, которые нейтрализуют деформационные воздействия и не дают трубопроводу потерять свои эксплуатационные качества.

Принцип действия этого приспособления основан на том, что все дополнительные усилия, которые появляются при расширении или сужении других участков коммуникации, не передаются дальше по трубопроводу. Эти дополнительные усилия принимает на себя сильфонный компенсатор. Благодаря этому деформация может затронуть только определённые участки и не передаются далее по системе. То же самое можно сказать и про вибрации внутри системы. Такие изделия обладают высокими показателями эластичности. На сегодняшний день производится несколько модификаций сильфонных компенсаторных элементов.

При температурном расширении труб компенсатор принимает всю нагрузку на себя, предотвращая деформацию и разрушение трубопровода

При повышении температуры окружающей среды трубопровод расширяется в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной. Поэтому при монтаже необходимо правильно фиксировать скользящие и статичные участки системы.

Разновидности сильфонных компенсаторов

Сегодня в продаже можно встретить несколько модификаций этого устройства. Нужный тип сильфонного компенсатора подбирается в зависимости от эксплуатационных условий, а именно — типа нагрузки, которую необходимо будет стабилизировать. Рассмотрим основные разновидности сильфонных моделей:

• компенсатор сильфонный осевой под приварку (КСО);
• компенсатор сильфонный фланцевый (КСФ);
• угловой;
• карданный.
• сдвиговый.
• стартовый.

Осевой. Монтируется на прямом участке коммуникации между двумя статичными опорами. Такие опоры могут быть двух типов:

• промежуточные;
• концевые.

Используется такой компенсатор для стабилизации деформационных воздействий в осевом направлении. Стоит отметить, что такие приварные модели, помимо гибкости, отличаются высокими прочностными характеристиками.

Рассмотрим распространённые ошибки при установке осевого компенсатора под приварку:

• в первую очередь неудачный монтаж может быть связан с несоблюдением инструкции по его установке;
• применение сильфонного осевого компенсатора под приварку в условиях, когда две трубы находятся в состоянии несоосности по отношению друг к другу;
• попадание инородных элементов в межгофровое пространство;
• направляющие опоры, выполненные из низкокачественного материала, которые способствуют просадке почвы, в результате чего между трубами возникают осевые сдвиги;
• использование КСО в коммуникации, транспортирующей среду с повышенным содержанием хлоридов. Это приводит к коррозии сильфонной оболочки.

Компенсаторы выпускаются с разным типом крепления к трубам, одна из основных моделей — осевая, монтируемая при помощи сварки

Если учитывать все вышеперечисленные правила, то осевой сильфонный (междуопорный) компенсатор прослужит довольно долго, эффективно справляясь с возложенными на него задачами.

Фланцевый. Такая модель является одной из наиболее распространённых. Она эксплуатируется повсюду и отличается тем, что для стыковки с трубой имеет специальные стыковочные элементы — фланцы. КСФ используется для стабилизации нагрузок в осевом направлении.

Полезная информация! Стоит отметить, что такие компенсаторы отличаются отличной термоустойчивостью и могут монтироваться на коммуникации, температура среды которых доходит до 250 °C.

Компенсатор сильфонный осевой фланцевый. Является надёжным изделием, предохраняющим трубы от статических, а также динамических нагрузок. КСФ представляет собой растяжимое соединение, которое стабилизирует термические изменения длины коммуникации.

Угловой. Такие модели применяются для соединения коммуникации на поворотах. Такое соединение может осуществляться под разными углами. Угловые поворотные компенсаторы предназначены для стабилизации усилий, возникающих на поворотах трубопроводной конструкции.

Эти модели, как правило, оснащаются специальным шарнирным элементом, который определяет характер передвижения устройства. Угловая модель может перемещаться только в одной плоскости, исключая осевые перемещения. Благодаря шарнирному элементу сильфон также предохраняется от скручивания.

Карданный. В отличие от предыдущей модели, это устройство может осуществлять передвижение в любой плоскости. Стоит также отметить, что карданная модель оснащена двумя шарнирными деталями. Такая конструкция позволяет ей изгибаться в осевом направлении.

Компенсаторы карданного типа позволяют компенсировать угловые смещения в трубопроводных системах

Сдвиговый. Такой компенсатор монтируется в точках коммуникации, где может возникнуть усилие, которое повлечёт за собой взаимный сдвиг отдельных сегментов трубопроводной конструкции. Одним из самых распространённых вариантов использования такой модели является его установка в точке входа коммуникации в здание. В этом случае при оседании сооружения компенсатор защитит трубу от деформации и предотвратит аварийную ситуацию. Кроме этого, сдвиговое приспособление применяется для стабилизации недочётов, совершённых при прокладке коммуникации. Сдвиговые модели, как правило, обладают двумя сильфонами, поэтому их ещё называют двухсекционными сильфонными компенсаторами.

Компенсатор стартовый сильфонный. По своему конструктивному исполнению причисляется к осевой модели, однако, имеет одно отличие — производится с защитным кожухом, который состоит из двух частей.

Сильфонное компенсирующее устройство (СКУ)

Сильфонный компенсатор СКУ производится из нержавеющей стали и может быть двух видов в зависимости от конструктивных особенностей:

• односекционный;
• двухсекционный.

Сильфонные компенсирующие устройства оснащаются специальным защитным футляром, который предохраняет сильфон от механических деформаций, а также способствует соосности устройства.

Такой прибор, как правило, утепляется специальным материалом — пенополиуретаном (ППУ). Изоляция из ППУ является надёжным и современным вариантом утеплителя. А также стоит отметить, что помимо теплоизоляции, СКУ оснащается и гидроизоляцией. Существует два варианта гидроизоляции сильфонного компенсирующего устройства:

• гидроизоляция полиэтиленом;
• гидроизоляция оцинкованной сталью.

Обратите внимание! Модели с гидроизоляцией из оцинковки используются в коммуникациях, прокладываемых открытым способом (на поверхности земли). А компенсаторные устройства с гидроизоляцией из полиэтилена эксплуатируются при закрытом монтаже коммуникаций (под землёй).

Рассмотрим основные преимущества использования СКУ:

• такое приспособление не требует профилактических осмотров;
• такие изделия, как правило, имеют такой же эксплуатационный срок, как и у коммуникации в ППУ теплоизоляции;
• СКУ разрешается устанавливать практически в любой точке коммуникации, однако, стоит отметить, что при выборе расположения такого устройства желательно предусмотреть возможность сдвига защитного футляра на всю его длину.

При открытом монтаже СКУ в обязательном порядке необходим монтаж защитного короба, который обезопасит компенсатор от доступа посторонних лиц, а также защитит устройство от атмосферных осадков.