Компенсаторы для трубопроводов
Компенсатор воспринимает перемещения трубопровода и разгружает от них патрубки оборудования, опоры и сварные соединения. Источники перемещений три: тепловое удлинение участка между неподвижными опорами, вибрация насосного и вентиляционного оборудования, осадка фундаментов и монтажная несоосность. Тип компенсатора определяют рабочая среда, температура и давление; типоразмер — расчётный ход и диаметр.
Три типа компенсаторов — сравнение
| Тип | Воспринимаемые перемещения | Рабочая среда | Температура | PN, кг/см² | DN, мм | Ресурс, циклов | Цена от |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сильфонные компенсаторы | осевые, сдвиговые, угловые | пар, вода, ГВС, газ, конденсат | от -40 до +425 °C | 2–25 | 15–1200 | до 1000 | 2 070 ₽ |
| Резиновые компенсаторы | осевые, сдвиговые, угловые, вибрация | вода, ХВС и ГВС, стоки, нефтепродукты | от -30 до +110 °C | 16–25 | 15–1200 | до 3000 | 710 ₽ |
| Фторопластовые компенсаторы (PTFE) | осевые, сдвиговые, угловые | кислоты, щёлочи, растворители, пищевые среды | от -60 до +180 °C | 10 | 25–300 | до 1000 | 8 770 ₽ |
Типы компенсаторов
Соответствие среды и исполнения
Тип определяется рабочей средой и температурой, а не диаметром: диаметр задаёт только типоразмер внутри выбранного типа.
| Среда или задача | Исполнение | Обоснование |
|---|---|---|
| Пар, перегретая вода | Сильфонный КСО | Эластомер и фторопласт не работают при температуре пара; требуется металлический сильфон. |
| Отопление, ГВС, ЦТП | Сильфонный КСОТ | Исполнение с экраном и кожухом на параметры систем отопления, до +250 °C. |
| Холодная вода, стоки, обвязка насосов | Резиновый КР, EPDM | Задача узла — виброразвязка; жёсткость сферы на порядки ниже жёсткости сильфона. |
| Нефтепродукты, масло, топливо | Резиновый КР, NBR | EPDM в нефтепродуктах разрушается; применяется только нитрильная резина. |
| Кислоты, щёлочи, растворители | Фторопластовый КФ | PTFE инертен к средам, разрушающим и нержавеющую сталь, и эластомер. |
| Пищевые и фармацевтические среды | Фторопластовый КФ | Инертная проточная часть, стойкость к мойке и пропарке в пределах рабочей температуры. |
| Среды с механическими примесями | Сильфонный или резиновый с внутренним экраном | Без экрана гофр или сфера изнашиваются потоком. |
| Разрежение, всас насоса | Резиновый с опорным кольцом | Без внутреннего кольца сферу сминает внешним давлением. |
Отрасли применения
Теплоснабжение и ЦТП
Компенсация тепловых удлинений подающих и обратных линий, виброразвязка сетевых насосов, бесканальная прокладка.
Водоснабжение и водоотведение
Насосные станции и КНС: вибрация, монтажная несоосность, осадка фундаментов.
Химия и нефтехимия
Агрессивные среды и растворители: фторопластовое исполнение и нитрильная резина по конкретной среде.
Энергетика
Паропроводы, обвязка питательных и сетевых насосов, котельное оборудование.
Металлургия
Высокие температуры, среды с механическими примесями, большие сечения аспирации.
Пищевая промышленность
Инертная проточная часть, мойка и пропарка, нержавеющая обвязка.
ОВиК и вентиляция
Развязка вентиляторов и приточных установок, воздуховоды.
Здания и ИТП
Вводы в здание, тепловые пункты, ограничение передачи структурного шума на конструкции.
Требования к применению и монтажу
Неподвижные опоры и восприятие распора
Компенсатор не воспринимает распорное усилие от внутреннего давления. Усилие определяется как произведение давления на эффективную площадь сильфона: F = P × S, где S берётся по среднему диаметру гофра, а не по проходу трубы. Для DN 500 при 1,6 МПа усилие составляет порядка 40 тс. Его воспринимают неподвижные опоры либо ограничительная арматура компенсатора.
Направляющие опоры
Осевой компенсатор устойчив только при направляющих опорах: первая устанавливается на расстоянии до четырёх диаметров от компенсатора, вторая до четырнадцати диаметров от первой направляющей. Без них участок теряет устойчивость, и сильфон нагружается изгибом.
Расчётный ход и монтажная длина
Ход подбирают по тепловому удлинению участка между неподвижными опорами: ΔL = α × L × Δt. Монтажную длину задают с поправкой на температуру трубы в момент монтажа. Компенсация монтажных отклонений за счёт паспортного хода не допускается.
Транспортные стяжки
Стяжки удерживают изделие в проектной длине при транспортировке и монтаже. Их снимают после установки опор и затяжки соединений и до гидравлических испытаний. Исключение составляют изделия, поставляемые с преднатягом.
Затяжка фланцевых соединений
Затяжка равномерная крест-накрест по паспортному моменту. Для резины и фторопласта перетяг выдавливает материал и нарушает уплотнение; момент контролируют повторно после выхода на рабочую температуру.
Кручение и строповка
Кручение сильфона не допускается ни при монтаже, ни в эксплуатации. Строповка выполняется за патрубки или фланцы, не за гофр и не за кожух.
Сварка и теплоизоляция
Приварные патрубки заваривают до установки эластичной части; брызги металла разрушают резину и фторопласт. Резиновая сфера теплоизоляцией не закрывается.
Разрежение
При возможном разрежении (всас насоса, опорожнение участка) требуется исполнение с внутренним опорным кольцом; базовое исполнение его не содержит.
Данные для подбора
Перечень соответствует опросному листу: по этим параметрам определяются тип, исполнение и типоразмер, а также проверяется нагрузка на опоры.
| Параметр | Что указать |
|---|---|
| Рабочая среда | состав, наличие механических примесей и хлоридов |
| Температура | рабочая и максимальная, включая режим прогрева |
| Давление | рабочее и испытательное, возможность разрежения |
| Диаметр и присоединение | DN, тип присоединения, для фланцев — PN и стандарт |
| Расчётный ход | осевой, сдвиговый, угловой; либо длина участка между неподвижными опорами и перепад температур для расчёта |
| Схема узла | наличие неподвижных и направляющих опор, положение монтажа, доступ для обслуживания |
| Дополнительные требования | материальное исполнение, ресурс, комплект документов |
Поставка и подбор
Подбор по параметрам участка
По среде, температуре, давлению и расчётному ходу определяем тип, исполнение и типоразмер, приводим расчётное усилие на опоры.
Склад в Москве
Позиции со статусом «склад» отгружаются со склада, остальные изготавливаются под заказ; срок называем до выставления счёта.
Документы
Паспорт и сертификаты на каждую позицию. Для тепловых сетей и опасных производственных объектов комплект готовится к моменту отгрузки.
Доставка по России
Транспортными компаниями до терминала или до объекта.
Поставка промышленных комплектующих с 2005 года
Компенсаторы поставляются в составе той же номенклатуры, что конвейерные ленты, подшипники и рукава высокого давления.
Частые вопросы
Как определить расчётный ход компенсатора?
По тепловому удлинению участка между неподвижными опорами: ΔL = α × L × Δt, где α — коэффициент линейного расширения материала трубы, L — длина участка, Δt — расчётный перепад температур. К результату добавляется поправка на температуру трубы в момент монтажа. Ход изделия принимают с запасом: ресурс сильфона нелинеен по ходу и на полном ходе сокращается кратно.
Какое усилие компенсатор передаёт на неподвижную опору?
Распорное усилие равно произведению давления на эффективную площадь сильфона: F = P × S. Эффективная площадь считается по среднему диаметру гофра и приведена в таблицах типоразмеров. К распору добавляется усилие упругой деформации, равное произведению осевой жёсткости на ход.
Чем компенсатор отличается от виброкомпенсатора и гибкой вставки?
Это одно изделие в разных названиях: «виброкомпенсатор» и «гибкая вставка» — обиходные обозначения резинового компенсатора, применяемого для виброразвязки.
В чём разница между резиновым и сильфонным компенсатором?
В материале рабочего элемента и, как следствие, в границах применения. Резиновый работает до +110 °C и имеет низкую жёсткость, поэтому эффективен против вибрации. Сильфонный работает до +425 °C и на высоком давлении, но передаёт на опоры большее усилие и требует направляющих.
EPDM или NBR?
EPDM применяют на воде, ГВС и слабых растворах кислот и щелочей, NBR — на нефтепродуктах и маслах. Взаимозамена недопустима: EPDM разрушается в нефтепродуктах, NBR не работает на перегретой воде.
Какой ресурс у компенсатора?
Для резиновых изделий каталога нормируется до 3000 рабочих циклов, для сильфонных и фторопластовых — до 1000, для стартовых — десятки циклов на сжатие. Ресурс сокращают работа на полном ходе, вибрация без опор, несоответствие материала среде и абразив без внутреннего экрана.
Какие документы поставляются?
Паспорт и сертификаты на каждую позицию. Для тепловых сетей комплект готовится к отгрузке, чтобы не задерживать приёмку узла.
Подбор типоразмера
Для расчёта достаточно параметров узла: среда, температура, давление, диаметр, расчётный ход и схема опор. В ответ приходит подбор с указанием типа, исполнения и расчётного усилия на опоры.
«ТИС-Регион» поставляет компенсаторы для трубопроводов трёх типов: сильфонные из нержавеющей стали, резиновые из EPDM и NBR, фторопластовые PTFE. Каталог содержит 688 типоразмеров с указанием хода, строительной длины, присоединительных размеров и массы, а для сильфонных исполнений — осевой жёсткости и эффективной площади, по которым определяется нагрузка на неподвижные опоры. Тип и исполнение определяются рабочей средой, температурой и давлением, типоразмер — расчётным ходом участка и диаметром. Позиции со статусом «склад» отгружаются со склада в Москве, остальные изготавливаются под заказ. Для подбора достаточно параметров узла: среда, температура, давление, диаметр, расчётный ход и схема опор.