Транспортировка жидких и газообразных продуктов требует монтажа трубопроводной системы. Она представляет собой магистраль из труб, соединенных как соосно, так и под различными углами. В процессе эксплуатации системы в обязательном порядке возникают различного вида деформации, связанные с тепловым расширением материала, перепадом внутреннего давления или вибрационными нагрузками.
При монтаже водопроводов, газопроводов и тепловых магистралей в небольших помещениях или частных домах деформации могут гаситься за счет поворотов и изгибов трубопровода. Однако в более крупных масштабах самокомпенсация невозможна.
Чтобы снизить нагрузки на систему применяют компенсаторы различных типов. Наиболее популярными из них считаются сильфонные компенсаторы, хотя существуют и другие варианты, например, резиновые. Несмотря на то, что они предназначены для выполнения одной и той же функции, в особенностях конструкции и по своим техническим характеристикам они все же отличаются. Рассмотрим оба варианта для сравнения.
Устройство и назначение сильфонного компенсатора
Сильфонные компенсаторы представляют собой подвижную систему муфт, соединенных металлической многослойной гофрой. За счет этой гофры компенсаторы способны гасить деформации сжатия, растяжения, сдвига и поворота. Такое устройство считается универсальным, так как может использоваться для трубопроводов с жидкими и газообразными носителями. Устойчивость материала к агрессивным воздействиям среды позволяет транспортировать горючие вещества, щелочи, криогенные жидкости, высокотемпературные жидкости.
При монтаже системы рассчитывается величина деформации, вследствие чего может применяться одновременно несколько компенсаторов. Соединение сильфонного компенсатора может осуществляться фланцевым или муфтовым способом, но чаще всего встречаются устройства, предназначенные для приваривания к магистральной трубе.
Спектр применимости стального сильфонного компенсатора весьма разнообразен.
- Его используют при сооружении системы водопровода, газопровода, канализации.
- Широкое применение компенсаторы данного типа нашли в кораблестроении и самолетостроении.
- Надежность и устойчивость к нагрузкам позволяет использовать стальную гофру в качестве антивибрационного устройства, предназначенного для компенсации естественных вибраций при работе магистрали трубопровода.
Применение резиновых компенсаторов
Корпус резинового компенсатора изготовлен из эластичных каучуксодержащих материалов. Прочность конструкции достигается путем применения нейлонового корда в качестве основы. Так как устойчивость к высоким температурам у резины достаточно низкая, то от привариваемых патрубков приходится отказываться. Фланцевый резиновый компенсатор представляет собой систему, состоящую из двух фланцев, которые соединяются выпуклой резиновой волной.
Резиновый компенсатор отлично справляется с вибрациями, осевыми смещениями, и деформациями сдвига, однако для гашения деформации кручения такой вид компенсаторов не подойдет, так как при данном виде деформации многие материалы теряют свои упругие свойства и разрушаются.
Резиновый корпус способен выдерживать низкие давления. Для этого он оснащен внутренним усилителем, выполненным в виде кольца. Усложняется конструкция тем, что в ней установлена ограничительная арматура, защищающая устройство от чрезмерного осевого смещения.
Технические характеристики устройства во многом зависят от качества синтетической резины, поэтому при выборе типа изделия сначала необходимо определить его область применения.
- Этиленпропиленовый каучук способен проявлять устойчивость к воздействию слабых щелочей или кислот. Такие компенсаторы применяются для транспортировки соленой морской воды, а также технической воды.
- Для работы с нефтесодержащими продуктами применяется сильфон из бутадиен-нитрильного каучука. Изготавливается из материала специальная вставка, способная обеспечить надежность устройства на всем сроке эксплуатации.
- Хлор-бутил-каучук считается безвредным для организма при контакте с водой, поэтому такие компенсаторы монтируются на водопровод.
- Для химически агрессивных сред применяется сильфон из фторопласта.
Особенности монтажа компенсаторов
Для каждого выбранного компенсатора разработана своя инструкция по монтажу. Что касается условного диаметра, то оба вида изделия стандартизированы согласно ГОСТ, однако некоторые технические особенности, касающиеся монтажа, не дают взаимозаменяемости. Резиновый компенсатор может соединяться с трубой только посредством использования фланцев или резьбовой муфты, в то время как сильфонный компенсатор может привариваться к трубе.
Проект магистрали должен содержать в себе неподвижные опоры. Резиновые компенсаторы, как и сильфонные, устанавливаются между двумя опорами на прямолинейном участке. Отличительной особенностью является то, что в случае монтажа резинового компенсатора опоры должны располагаться как можно ближе к устройству, чтобы обеспечить его целостность и разгрузить от лишних нагрузок.
Если говорить об отличиях двух устройств, то можно выделить, что у сильфонного компенсатора практически нет недостатков, за исключением сложности монтажа, вызванной привариванием стыков. Резиновые же изделия практически по всем параметрам (максимальное давление, разность температур) имеют более узкие диапазоны значений. Помимо этого, резиновые изделия должны применяться в канальном трубопроводе. Необходимо обеспечить дополнительную защиту материала от воздействий грунта.
При монтаже наружного трубопровода резина подвергается агрессивным воздействиям климатических условий. Сильфонные компенсаторы устанавливаются на бесканальном трубопроводе, причем они пригодны как для подземной магистрали, так и для наружной.
На сильфонные компенсаторы может быть установлена полиуретановая изоляция или изоляция из минеральной ваты. Она обеспечивает устранение потерь энергии при монтаже теплотрасс.
Стальной защитный кожух, которым оборудуются многие сильфонные компенсаторы, обеспечивает дополнительную защиту. Всего этого нельзя сказать про резиновые изделия, поэтому последние имеют гораздо меньший эксплуатационный ресурс. Но на рынке комплектующих для трубопроводов резиновые компенсаторы остаются востребованными, так как для определенных условий эксплуатации они существенно снижают себестоимость конструкции.
