Введение

Компенсаторы, также известные как компенсаторы трубопроводов, служат для компенсации деформаций, возникающих в трубопроводах из-за температурных колебаний, а также для компенсации длины, необходимой при монтаже и регулировке. Они способны компенсировать и поглощать осевые, поперечные и угловые деформации, вызванные тепловым расширением, а также колебания оборудования, землетрясения и проседание грунта, тем самым уменьшая их воздействие на трубопроводы.

Типы компенсаторов

Существует несколько основных типов компенсаторов: гофрированные, втулочные и прямоугольные компенсаторы естественного расширения. Наиболее распространенным является гофрированный компенсатор.

1. Изгибные компенсаторы представляют собой трубы, изогнутые в форме буквы U или другой формы, использующие упругую деформацию для компенсации. Их преимущества: высокая прочность, длительный срок службы, возможность изготовления на месте. Недостатки: большой объем, высокое потребление стали и большое сопротивление трению. Такие компенсаторы широко используются в различных паровых и длинных трубопроводах.

2. Гофрированные компенсаторы изготовлены из металлических гофрированных труб. Они позволяют осевое удлинение и небольшое изгиб, и обычно используются в трубопроводах для компенсации осевого удлинения. Во избежание превышения допустимого компенсационного объема на обоих концах гофрированных труб устанавливаются защитные тяги или кольца, а на присоединенных к ним концах трубопроводов устанавливаются направляющие опоры. Также существуют угловые и поперечные компенсаторы, которые могут компенсировать угловые и поперечные деформации трубопроводов. Преимущества таких компенсаторов: экономия пространства и материалов, удобство стандартизации и серийного производства. Недостатки: короткий срок службы. Гофрированные компенсаторы обычно используются в трубопроводах с невысокой температурой и давлением и небольшой длиной. С улучшением технологии производства гофрированных труб область применения таких компенсаторов расширяется.

3. Втулочные компенсаторы состоят из внутренней и внешней труб, которые могут перемещаться относительно друг друга в осевом направлении. Между внутренней и внешней трубами используется сальниковое уплотнение. При использовании компенсаторы поддерживают движение обеих труб по одной оси. На обоих концах компенсатора устанавливаются направляющие опоры. Преимущества: низкое сопротивление трению потоку жидкости, компактная конструкция. Недостатки: плохая герметичность, высокая осевая сила на опорных конструкциях. Втулочные компенсаторы в основном используются в водопроводах и трубопроводах низкого давления пара.

Конструкция узла

Разумное проектирование системы опор трубопроводов является необходимым условием для нормальной работы гофрированных компенсаторов. Различные типы гофрированных компенсаторов предъявляют различные требования к опорам трубопроводов.

Главная неподвижная опора

Главная неподвижная опора (Main Anchor) устанавливается на трубопроводах, имеющих один или несколько ненагруженных гофрированных компенсаторов. Она должна выдерживать силы и моменты, действующие на неё от каждого соединённого с ней участка трубопровода. Например, осевые усилия от давления среды в трубопроводе (сила от заглушки), усилия и моменты, необходимые для создания требуемого смещения компенсатора, силы трения от регулируемых и направляющих опор, вес трубопровода и среды, гидравлические удары. При использовании ненагруженных гофрированных компенсаторов главная неподвижная опора должна быть установлена в следующих случаях:

(1) Тупиковая заглушка трубопровода

(2) Место изменения направления потока среды

(3) Место ответвления трубопровода

(4) Место изменения диаметра трубопровода, запорная или регулирующая арматура между двумя гофрированными компенсаторами.

Вспомогательная неподвижная опора

Вспомогательная неподвижная опора (I anchor) предназначена для восприятия всех нагрузок, кроме осевых усилий от давления среды (силы от заглушки).

Для прямолинейных участков трубопроводов вспомогательные неподвижные опоры обычно используются для разделения длинных участков между двумя неподвижными опорами на несколько более коротких участков, чтобы между каждыми двумя участками был установлен только один гофрированный компенсатор, обеспечивая тем самым нормальную работу компенсатора.

Практическое применение

Применение компенсаторов в газопроводах:

В газопроводах, особенно в газопроводах от автономных газогенераторных печей, из-за собственного тепла газа, в газопроводах от газовой станции к печи, а также в трубопроводах, приближающихся к газовым горелкам печи, из-за изменения температуры газа, иногда наблюдается значительное расширение и сжатие трубопроводов. Установка компенсаторов для уменьшения напряжения и тяговых усилий в трубопроводах является необходимой. На некоторых линиях газовой станции с дальним расстоянием транспортировки также часто устанавливаются компенсационные устройства и компенсаторы для уменьшения тяговых усилий, возникающих в результате теплового расширения и сжатия.

Методы выбора

Приобретая компенсаторы трубопроводов, необходимо строго следовать данным, предоставленным проектным отделом, выбирать подходящие модели в соответствии с конкретными параметрами и требованиями системы трубопроводов, а также принимать соответствующие меры для обеспечения их долгосрочной стабильной работы и безопасного использования. При приобретении необходимо предоставить следующие данные:

1. Условный проход: указывает стандартный диаметр компенсатора, единица измерения - миллиметры (мм).

2. Рабочее давление: указывает максимальное давление, которое компенсатор может выдерживать в нормальных рабочих условиях, единица измерения - паскали (Па) или мегапаскали (МПа).

1. Номинальная длина: указывает стандартную длину компенсатора, единица измерения - миллиметры (мм).

4. Величина компенсации: указывает максимальное расстояние сжатия или растяжения компенсатора в осевом направлении, единица измерения - миллиметры (мм). 5. Диапазон температур: указывает диапазон температур окружающей среды, при которых компенсатор может работать нормально, единица измерения - градусы Цельсия (°C).

6. Материал: указывает основной материал компенсатора, например, углеродистая сталь, нержавеющая сталь и т.д.

7. Способ соединения: указывает способ соединения компенсатора с трубопроводами, запорной арматурой и т.д., например, сварка, фланцевое соединение и т.д.