Создание сильфонного компенсатора процесс технически и технологически сложный. Изделие собирается из различных деталей, которые свариваются между собой в единое целое. От качества сварки зависит качество изделия, как бы это банально не звучало.
Устройство компенсатора
Сильфонные компенсаторы состоят из нескольких деталей (узлов), среди которых:
- Сильфон. Главный рабочий узел системы – сильфон, именно он отвечает за работоспособность устройства, и именно к нему применяют самые сложные сварочные работы.
- Патрубки. Чаще всего сильфонный компенсатор оснащен патрубками под приварку, которые позволяют надежно установить его на трубопроводе.
- Фланцы. Если патрубки на компенсаторе не могут быть установлены в силу ряда причин (трудности монтажа, опасная рабочая среда), то используются фланцы, которые позволяют сделать разборное соединение. В редких, очень редких случаях применяются соединительные муфты.
- Внутренний экран. Для обеспечения защиты сильфона от рабочей среды, внутри компенсатора может быть установлен защитный экран.
- Внешний кожух. Чтобы обезопасить сильфон снаружи применяют специальный кожух, который наваривается на готовый компенсатор.
- Остальные детали. Так же сильфонный компенсатор в зависимости от конструкции может иметь направляющие, опоры, кардан, изоляцию.
При изготовлении компенсаторов в основном используются многослойные сильфоны - это гофрированная часть, состоящая из нескольких листов стали, сваренных между собой. Стальные листы сначала сформованы в нужную форму, а затем проварены между собой точечной сваркой, поэтому они образуют единое целое. Многослойность помогает увеличить прочностные характеристики и компенсирующую способность будущего изделия, добиться необходимого запаса хода. Однослойный сильфоны используются крайне редко, поскольку их срок эксплуатации сильно ограничен. Однако в продаже можно встретить и такие компенсаторы.
Самая главная сварка сильфонных компенсаторов проходит на этапе соединения сильфона с патрубками. Поскольку сильфон – гибкий элемент, а патрубки жесткие и прочные, то здесь нужно выполнять очень качественную работу по созданию стыковочного шва. Собственно по качеству этого шва можно судить о достоинствах самого изделия. Если работы были проведены не достаточно качественно, то во время эксплуатации устройства на трубопроводе в этом месте будут появляться трещины.
Недооценка работ по сварке компенсатора в местах соединения сильфона с патрубком может привести к плохим последствиям из-за нарушения герметичности всей системы трубопровода. В связи с этим, было разработано большое количество вариантов надежного сварного соединения, а так же значительно усилены требования к сварке.
Сварочные швы
Для редких компенсаторов с однослойным сильфоном, чтобы соединить его с патрубками, применяется самая простая сварка. Она проиллюстрирована на рисунке под литерой А. Такой вид сварного шва достаточно надежен, при этом его выполнить не так сложно. Надежность соединения обеспечивается отсутствием изгибающего момента, который появляется при изгибе сильфона, а так же при его стандартной работе по сжатию и растяжению. Изгибающий момент устраняет цилиндрическая проточка краев.
Однако в таком сварном соединение есть и существенный недостаток - зазор между прямым участком сильфона и патрубком. При работе на трубопроводе в этот зазор постоянно попадает рабочая среда, усиливая коррозию в месте крепления. Чтобы максимально герметизировать этот зазор изнутри на патрубок добавляют угловой шов.
Отметим такой факт - чтобы получить качественное сварочное соединение, важна не только сама сварка шва, но и точность соединения деталей при сборке. Максимальные допуски при соединении деталей сильфонных компенсаторов методом сварки варьируются в пределах всего пары миллиметров. Чтобы получить такие параметры, все детали калибруют и протачивают, придавая нужную форму. Сварочный шов с применением проточки и калибровки можно посмотреть на рисунке под литерой Б.
Вариант сварочного шва бод литерой В рекомендован для однослойных сильфонов, у которых края гофр представлены в виде полутора.
Сварной шов многослойного сильфона представлен на рисунке под буквой Г. При соединении сильфона с патрубком используются дополнительные кольца, которые устанавливаются на края гофрированной части. Кольца производятся с высокой точностью в размерах, поэтому они идеально подходят, и как бы натягиваются на сильфон, при этом надежно сжимая все слоя воедино.
Вариант Д показывает как сваривают патрубки с сильфоном, у которого гофры выполнены в Q-образной форме. В этом случае используют кольцо, которое укрепляют упорами, расположенными по периметру. Последний вариант сварки Е показывает как приваривают фланцы. Для этого на сильфоне отбортовывают кромки.
Наиболее характерная сварка сильфона получается, когда он вставляется в патрубок и проваривается по кругу. Такое соединение дает ему возможность работать по прямому назначению без препятствий, появляется надежность и прочность.
Недостаток такого соединения выявляется при движении носителя по трубопроводу. Поскольку соединение не прямолинейное, то об патрубок сильфона, находящегося внутри металлического патрубка, будет стопорить часть носителя, тем самым, разрушая сварку.
Для уменьшения этого зазора, или сведения его к минимуму стачивают часть патрубка, как бы заостряя его, тоже самое выполняют и с краем патрубка сильфона с противоположной стороны.При аккуратном точечном сведении элементов и сварке компенсатора, может получиться практически ровное соединение. Этот метод соединения сильфона и патрубка считается самым популярным, но не единственным. Каждый завод производитель сильфонной продукции применяет свой метод сварки компенсаторов, и старается его особо не афишировать.
Отметим, что вопрос с зазором многие производители решают путем установки внутреннего экрана на компенсатора, который не только защищает сильфон, но и не влияет на прохождение теплоносителя. Дополнительно экран не дает появляться вихревым потокам, как было бы, если бы рабочая среда прошла через гофру компенсатора.
Качество сильфонных компенсаторов во многом зависит от профессионального подхода к сварке швов в стыке сильфона с патрубками, именно на этом участке необходимо добиться максимальной герметичности и прочности соединения.
