Основные отличия линзового компенсатора от сильфонного

Проектировка системы трубопроводов решает одновременно несколько задач. Одной из таких задач является компенсация тепловых расширений. Данное явление проявляется даже в том случае, когда температура рабочего вещества в значительной степени не меняется.

Проблема заключается в том, что при увеличении длины труб элементы конструкции трубопровода начинают испытывать нагрузки, которые могут достигать предельных значений. Все это может привести к разрушению конструкции с последующим выбросом рабочего вещества в окружающую среду.

Компенсаторы для трубопровода

Суммарная деформация магистрали зависит от ее длины. Для производственных объектов она может составлять несколько сантиметров, и это существенный показатель, который не может быть компенсирован за счет изгибов труб. На прямолинейных участках устанавливают специальные компенсаторы, позволяющие гасить нагрузки от различных видов деформации.

К таким компенсаторам предъявляются определенные требования. При расчете проекта магистрали необходимо учитывать номинальное и максимальное давление в системе, скорость течения жидкости или газа, влияние рабочего вещества на материалы узлов конструкции. Помимо этого, решающим фактором служит тип выбранного компенсатора.

Все компенсаторы подразделяются на несколько видов, отличающихся по своему устройству и, как следствие, техническим характеристикам. Компенсаторы, основа которых выполнена из металла, считаются более долговечными. Это конструкции сильфонного и линзового типов. Если сильфонный компенсатор достаточно легко себе представить в виде обычной гофры, то для понимания принципа действия линзового компенсатора желательно рассмотреть его сечение на чертеже.

Устройство сильфонного компенсатора

Выполненная в виде гофры основа способна изменять геометрические размеры, за счет этого и работает сильфонный компенсатор. Для улучшения эксплуатационных характеристик гофру выполняют из нескольких слоев нержавеющей стали. Снаружи такая система может быть закрыта защитным чехлом (кожухом). Сильфонные компенсаторы, имеющие корпус, чаще всего применяют при монтаже подземных трубопроводов.

Гофра с двух сторон через уплотнительные кольца соединена с патрубками. Они стыкуются с трубой главной магистрали посредством приваривания и реже – соединением фланцев. В качестве модернизации устройства и адаптации его работы в различных условиях при изготовлении сильфонного компенсатора устанавливают различные ограничители. Их назначение заключается в обеспечении целостности устройства при возрастании амплитуды деформации, превышающей предельное значение.

Принцип действия линзового компенсатора

В основу принципа действия линзового компенсатора положена способность П-образного профиля упруго реагировать на усилие, которое передается боковым стенкам. Прямоугольный или округлый контур, выполненный из профилированного листа, образует линзу. Именно она является основной частью, из которой состоит любой линзовый компенсатор. Такое конструктивно простое устройство способно компенсировать осевые смещения за счет деформации профиля. Чтобы увеличить ход компенсатора, его снабжают двумя, а то и тремя линзами.

Различают осевые и угловые линзовые компенсаторы.

• Компенсатор линзовый осевой (КЛО) способен обеспечивать гашение нагрузок при продольном смещении трубопровода. Однако в отличие от сильфонного компенсатора, такое устройство не подойдет для деформации сдвига. Осевые устройства монтируют на прямолинейном участке.
• Для трубопроводов, имеющих изгибы, предусмотрены угловые и угловые сдвоенные компенсаторы. Сильфонные системы также могут работать с такого типа деформацией.

Изготавливают линзовые компенсаторы методом штамповки листового металла. В результате штампа листовой профиль представляет собой полулинзу. Два таких профиля соединяются между собой посредством кольцевой сварки. Образованная линза и является компенсатором. При необходимости в одном компенсаторе может быть сосредоточено до четырех таких линз.

Стандартизация устройств

Сильфонные и линзовые компенсаторы относятся к устройствам, подлежащим обязательной стандартизации. Нормируются практически все параметры устройства, но покупателя интересуют лишь те, которые необходимы для расчета трубопровода, это условный диаметр, максимальное давление, масса конструкции.

Заметим, что перечислены далеко не все нормируемые параметры. Подробнее о них прописано в ГОСТ 27036-86 для сильфонных компенсаторов и ОСТ 34-10-569-93 для линзовых.

Компенсатор линзовый ОСТ 34-10-569-93 и 34-10-573-93 предназначен для обеспечения осевого смещения, соответственно на прямолинейном участке и поворотном участке трубопровода. Важное назначение стандартизации проявляется при выборе условного диаметра. Дело в том, что диаметр труб, выпускаемых в России, а вернее их диапазон значений, представляет собой дискретную величину, измеряемую в миллиметрах или дюймах.

Расчет линзового компенсатора, как и сильфонного, подразумевает подбор необходимого диаметра при соответствии остальных параметров требованиям конструкции магистрали. Эти параметры отображены в паспорте устройства.

Применение изделий

Благодаря тому, что гофра сильфонного компенсатора способна выдерживать нагрузки от разного вида деформаций, такое устройство нашло применение в тех узлах, где необходимо компенсировать осевое смещение, сдвиг частей трубопровода друг относительно друга, изгиб, кручение или вибрации.

Важным качеством, делающим сильфонный компенсатор универсальным, является устойчивость материала к воздействию жидкостей и газов. Это дает возможность монтировать водопроводы с внутренним давлением до 2,5 атмосфер, газопроводы, теплотрассы с температурой носителя в несколько сотен градусов. В некоторых случаях сильфонные компенсаторы используются при монтаже воздуховодов.

Главное отличие линзового компенсатора от сильфонного заключается в его конструкции, что вводит свои коррективы в область применимости устройства. На некоторых воздуховодах невозможно установить сильфонный компенсатор из-за недостаточного пространства. Линзовые компенсаторы, несмотря на более низкие параметры осевого смещения, обладают меньшими габаритами и более дешевые в производстве.

Чаще всего на основе использования линзового компенсатора оборудуют пылегазовоздухопроводы унифицированные (ПГВУ). Для этих целей можно использовать и сильфонный компенсатор, но это усложнит конструкцию, причем увеличится и ее себестоимость. Компенсатор линзовый ПГВУ в своем сечении может образовывать как окружность, так и прямоугольник.

В отличие от сильфонного компенсатора, линзовый компенсатор для газопроводов не приспособлен к работе с агрессивной средой. Максимальное давление, определенное для данного устройства, не превышает 1,6 атмосфер. Стандарт условного диаметра составляет 400 мм, но диапазон размеров реально изготавливаемых изделий варьируется от 50 мм до 1250 мм.

Отличия сильфонных и линзовых устройств

В контексте статьи представлены основные отличия двух видов устройств. Для того, чтобы представить себе полную картину, необходимо отличительные признаки подвергнуть определенной классификации. Это позволит структурировать полученные ранее сведения.

• По своему устройству компенсаторы сильфонного и линзового типов отличаются тем, что в сильфонном основным элементом служит гофра, а в линзовом – профиль металлического листа.
• По типу носителя. Сильфонные компенсаторы предназначены для любых типов носителей, но чаще используют для жидкостей. Связано это с устойчивостью гофры к агрессивным средам. Линзовый компенсатор пригоден для любых носителей, но используют, в основном, для газов.
• Предельное значение Ду сильфонного компенсатора составляет порядка 1800 мм, в то время как линзовые достигают показателя в районе 1250 мм.
• Себестоимость производства линзового компенсатора гораздо ниже, чем сильфонного.
• Линзовые компенсаторы гасят только осевые смещения. Сильфонные способны справляться с кручением, изгибом и сдвигом.

С первого взгляда может показаться, что сильфонные компенсаторы выглядят более выгодно, нежели линзовые, однако при правильном подборе параметров линзовые устройства обеспечат надежное функционирование трубопроводной магистрали, поэтому являются достаточно востребованными в своем сегменте.