Классификация компенсаторов и область их применения.

Каждый трубопровод при нагревании удлиняется. При неподвижном закреплении трубопровода в двух точках, что имеет место при прокладке трубопровода, в металле труб возникают напряжения.

Для защиты трубопровода от разрушительных сил, возникающих при изменении температуры, его проектируют и конструктивно выполняют так, чтобы он имел возможность удлиняться при нагревании и укорачиваться при охлаждении. Способность трубопровода к деформации под действием тепловых удлинений в пределах допускаемых напряжений в металле труб называется компенсацией тепловых удлинений. Если трубопровод способен компенсировать тепловые удлинения за счет своей геометрической формы и упругих свойств металла, без специальных устройств, встраиваемых в трубопровод, то такая его способность называется самокомпенсацией.

Самокомпенсация осуществляется благодаря тому, что, кроме прямых участков между неподвижными опорами, имеются отводы. Расположенный между двумя прямыми участками отвод компенсирует часть удлинения благодаря своей эластичности, а остальная часть компенсируется упругими свойствами металла прямого участка за отводом.

Когда нет возможности использовать самокомпенсацию трубопровода или ее недостаточно, в трубопровод встраивают специальные устройства, называемые компенсаторами.

В зависимости от конструкции и принципа работы компенсаторы делятся на четыре основные группы: П-образные, линзовые, волнистые, сальниковые.

П-образные компенсаторы обладают большой компенсационной способностью (до 600—700 мм) и применяются в трубопроводах для широкого диапазона давлений и температур. Такие компенсаторы получили наибольшее применение в технологических трубопроводах ввиду их сравнительной простоты изготовления и удобств в эксплуатации. Их недостатками являются дополнительный расход труб, увеличение в связи с этим гидравлического сопротивления, большие габаритные размеры и необходимость сооружения специальных опор.

Линзовые компенсаторы состоят из ряда последовательно включенных в трубопровод линз. Линза представляет собой сварную конструкцию; она состоит из двух тонкостенных стальных штампованных полулинз и, благодаря своей форме, легко сжимается. Компенсирующая способность каждой линзы сравнительно небольшая (10—16 мм). Число линз компенсатора выбирают в зависимости от необходимой компенсирующей способности. Чаще всего применяют компенсаторы, состоящие из трех или четырех линз. Для уменьшения сопротивления движению продукта внутри компенсатора устанавливают рубашки, или стаканы. Для спуска конденсатора в нижних точках каждой линзы вварены дренажные штуцера. Компенсаторы соединяют с трубами или на фланцах, или на сварке. На трубопроводах, транспортирующих жидкости, эти компенсаторы не устанавливают, так как жидкости, являясь практически несжимаемыми, резко снижают их компенсирующую способность.

Волнистые компенсаторы имеют более совершенную конструкцию и по сравнению с П-образными и линзовыми: большую компенсационную способность, возможность применения при сравнительно более высоких давлениях, меньшие габариты и более длительный срок эксплуатации.

Отличительной особенностью волнистых компенсаторов от линзовых является то, что гибкий элемент представляет собой тонкостенную стальную гофрированную оболочку высокопрочную и эластичную. Профиль волны имеет омегообразную форму, благодаря чему обеспечивается способность гибкого элемента сокращаться или увеличиваться в длине, а также изгибаться с приложением нагрузки.

Внутри гибкого элемента компенсатора для обеспечения плавности транспортируемой среды установлены обечайки. Для предупреждения сверхдопустимых деформаций волн гибкого элемента от внутреннего давления компенсаторы снабжены ограничительными полукольцами. Компенсаторы изготовляют с присоединительными фланцами или патрубками под приварку встык.

Гибкие элементы компенсаторов изготовляют из листовой нержавеющей стали толщиной 1,2—1,6 мм с числом волн от 2 до 10.

Компенсирующая способность одной волны 10—30 мм. Конструкции волнистых компенсаторов имеют много модификаций, из которых наибольшее применение получили две основные: универсальные шарнирного типа и осевые.

Характер компенсации линейных расширений у компенсаторов универсальных и осевых различен, так как первые работают на изгиб в одной плоскости из-за наличия шарнирного соединения, а вторые - на сжатие и растяжение.

Сальниковый компенсатор представляет собой патрубок, вставленный в фасонный патрубок большего диаметра.

В зазоре между патрубками установлено сальниковое уплотнение с грундбуксой.

Сальниковые компенсаторы имеют высокую компенсирующую способность, небольшие габариты, но из-за трудности герметизации сальниковых уплотнений в технологических трубопроводах применяются редко. Основными их недостатками являются: необходимость систематического наблюдения и ухода за ними в эксплуатации, сложность изготовления и монтажа, сравнительно быстрый износ сальниковой набивки.

Сальниковые компенсаторы устанавливают на водо-, паро-и теплопроводах, а также на трубопроводах, транспортирующих негорючие жидкости. Они вследствие малых габаритов легко размещаются в камерах и проходных туннелях.

По конструкции сальниковые компенсаторы делятся на односторонние и двухсторонние, разгруженные (не создающие большого осевого усилия на неподвижные опоры) и неразгруженные.

Дата добавления: 2015-07-11