Компенсаторы для трубопроводов: виды и функции

Современные магистрали трубопроводов, в связи с разновидностью используемых материалов, подвергаются существенной деформации, тем самым изменяя свой первоначальный размер по осевому направлению в большую сторону как следствие существенного нагрева. При существенном охлаждении металл может немного ужаться, однако даже столь незначительные изменения способны привести к весьма печальным последствиям и наступлению аварийной ситуации. Для того, чтобы максимально избежать столь ощутимых последствий, в начале прошлого века был изобретен металлический рукав – компенсатор, а спустя четыре года на него был выписал официальный патент.

Подобные устройства используются для осуществления максимальной компенсации таких перемещений в системе, агрегатах и дополнительных установках. Перемещения и деформации случаются во многих ситуациях, основными из которых следует считать:

существенная осадка оборудования;
неточность в проведенных монтажных работах;
наличие существенных инерционных сил;
существенное давление;
тепловое удлинение.

При осуществлении монтажных работ с использованием стальных конструкций и компенсатора с отвесной частью, осуществляться оно должно посредством фланцевого типа соединения или сварки. Зачастую применяются специальные патрубки под приварку или фланцы. Намного реже используются штуцеры резьбовые.

Основное назначение оборудования

Магистраль трубопровода представляет собой весьма громоздкое сооружение. В процессе его последующего использования, на разных его участках может возникать существенная деформация и вибрации, которые заметить крайне сложно. Они являются следствием изменений погодных условий, сильной вибрации, передаваемой насосным оборудованием, и существенных температурных перепадов.

Все эти факторы негативно влияют на целостность системы, в результате чего начинают проявляться трещины на корпусе, что приводит к ускоренному старению и износу используемого оборудования. Однако даже такую проблему можно решить, установив несколько типов гасящих агрегатов для выбранной системы трубопроводов. Таким образом, можно без труда увеличить срок безаварийного функционирования при наличии криогенного производства на магистралях, участвующих в транспортировке воды и нефти.

Сильфонные агрегаты используются чаще всего в строительстве. Такому типу агрегатов присущ высокий показатель амплитуды колебаний внутри трубы. Стенки у него тонкие, а оболочка гофрированная и достаточно упругая. Таким образом прекрасно будет функционировать в направлении как со сдвигом, так и в угловом. В качестве соединительных элементов используется ряд патрубков, которые помещены в защитные кожухи, тяги, шарниры.
В процессе изготовления могут использоваться такие материалы:

сталь нержавеющая;
бериллиевая или фосфорная бронза;
латунь.

Использование оборудования

Для труб, изготовленных из полипропилена, компенсаторы применяются в агрегатах, отвечающих за горячее водоснабжение. Именно поэтому температура рабочей среды не должна превышать отметку в 90°С, а показатель рабочего давления может достигать показателя в 10 атм. Такой тип оборудования категорически не рекомендуется устанавливать в той категории регионов, где температурный режим окружающей среды может опускаться ниже отметки в -40°С. При наличии сейсмологической активности на выбранном регионе, использование также не рекомендуется, если присвоенный уровень опасности превышает отметку в 9 баллов.
Монтаж компенсаторов осуществляется исключительно на прямолинейных участках.

Однако, исходя из практических наблюдений, полипропиленовые трубы со временем под воздействие высоких температур могут существенно провиснуть или удлиниться. В этом случае, если длина участка составляет более десяти метров, то рекомендуется использовать гибкий тип компенсаторов. Однако для этого следует заранее произвести все необходимые расчеты касательно длины обустраиваемой магистрали. Такой тип агрегатов позволяет осуществить все необходимые манипуляции без особых затруднений и достаточно быстро. При осуществлении монтажа, в самом процессе, следует всячески избегать возможного затопления компенсаторов посредством грунтовых вод. Агрегаты нагружать огромным количеством труб не стоит, так как конструктивно они будут отличаться друг от друга.

Разновидности

Разновидностей компенсаторов несколько, и каждый из них будет актуален при более детальном рассмотрении предложенной ситуации.

Сальниковые. С их помощью можно избежать возможной деформации теплопроводных участков магистрали в связи с частыми температурными колебаниями. Рекомендуется использовать подобное оборудование на системах, температура рабочей среды которых не превышает отметку в +200°С и +300°С, если речь идет о перемещении водяного пара. Такой тип оборудования может быть как двухсторонним, так и односторонним, в зависимости от уровня подвижности стакана и показателя прочности используемого корпуса.
Естественные. Речь идет о привычных всем коленах, которые и выступают в качестве компенсаторов, отводах и поворотах. Монтаж подобного агрегата позволяет изменить направление магистрали. Само место изменения и нуждается в разгрузке – компенсации.
Линзовые. Состоять такие устройства будут из нескольких линз (в зависимости от выбранной модели) и арматуры для осуществления крепления. Показатель компенсации будет напрямую зависеть от количества размещенных внутри корпуса линз. Дополнительной защитой от воздействия рабочей среды является защитный кожух, при помощи которого удалось добиться бесперебойности функционирования самого компенсатора. Оборудование можно использовать в малоагрессивной и неагрессивной среде, при обустройстве вентиляционных систем, магистралей холодного и горячего водоснабжения.
Сильфонные. Такое оборудование встречается одновременно нескольких видов, в зависимости от места установки на магистрали. По сути является гофрированной сальной оболочкой, которая способна сохранять показатель плотности даже после огромного количества деформаций.

Виды:

«СКУ» или сильфонные устройства компенсационные;
«СКК» или компенсаторы стартовые;
«КСУ» или компенсаторы универсальные;
«КСП» или компенсаторы угловые;
«КССО» или компенсаторы сдвиговые;
«КСО» или компенсаторы осевые сильфонные.

В чем необходимости подобного оборудования

Используемые компенсационные элементы для магистралей, относятся к категории составных элементов. Точное представление имеют далеко не все, ведь показатель общей нагрузки теплоносителя в системе индивидуален в каждом случае. На его функциональные особенности также будут влиять такие показатели, как рабочее давление и температурный режим, которые постоянно изменяются.

Если эти параметры не учитывать, то используемое оборудование слишком быстро поломается. Еще на стадии планировки будущей магистрали, следует осуществить все необходимые расчеты касательно необходимого вида и модели компенсатора. Расчеты касательно возможной перегрузки системы следует проводить в тот же промежуток времени.

И только после этого можно приступать к запланированным монтажным работам выбранной конструкции, которая будет способна компенсировать полученный показатель. Подобные элементы рекомендуется применять к магистралям любого назначения для осуществления сглаживания имеющихся нагрузок. Также следует обратить внимание на то, что от правильности подобранного компенсатора будет зависеть показатель безаварийной работы и показатель надежности всей системы.

Монтаж агрегата в жилых домах

Монтаж компенсаторов на системы водоснабжения дома жилого назначения должен осуществляться, основываясь на установленных требованиях имеющейся проектной документации. Единственно возможный способ крепления – приварка. Монтажные работы могут осуществляться только при отсутствии показателя рабочего давления или рабочей среды в системе. Следует избегать возникновения радиального давления, которое является главной причиной последующих поломок внутри системы.

К планируемым работам по осуществлению монтажа следует отнести закрепление отдельных секций элемента на неподвижных опорах. Установка может осуществляться только на прямых участках. Ощутимого давления системы на компенсатор следует избегать. Помимо неподвижных, так же рекомендуется прибегнуть к установке скользящих опорных элементов, во избежание возможной деформации в будущем, как результат существенного расширения (теплового).

При осуществлении расчета касательно максимально допустимой длины участка, учитывается и величина трения, которая также подлежит компенсации при проектировании. При использовании сильфонных моделей, подвесные опоры не используются. Если было принято решение применить опоры подвесного типа, необходимо учитывать ряд дополнительных факторов:

показатель трения внутри опор;
усиление показателя жесткости;
усиление на распор, которое будет следствием применения компенсатора.

Предохраняющие элементы могут монтироваться не только на горизонтальных, но и на вертикальных участках магистрали. Однако стрелка, которая размещена на корпусе, должна полностью соответствовать направлению рабочего потока, вне зависимости от типа используемой рабочей среды и ее базовых характеристик. В обслуживании компенсаторы не нуждаются, поэтому при наступлении поломки, подлежат полноценной замене.