Категория: Инструкции
В нефтяной промышленности, в канализационных трубопроводах и в системах подачи воды используют компенсаторы. Их функция – стабилизация, выравнивание осевых перемещений, защита от деформаций, возникших вследствие изменения температуры и вибрационных нагрузок. Узнайте, какие существуют разновидности этих устройств, и как монтируют сильфонные компенсаторы трубопроводов.
Компенсаторы для трубопроводов Принцип действия устройстваТемпература транспортируемой среды трубопровода поддерживается на заданном уровне, тогда как температура окружающей среды не является стабильной. При минусовых значениях воздуха металл сжимается и укорачивается, при плюсовых – расширяется и удлиняется. Для трубных соединений такой процесс чреват разгерметизацией в местах соединений, при этом трубы изгибаются, а опоры разрушаются. Компенсаторы, благодаря своей эластичной структуре, нейтрализуют негативное влияние деформации, помогают сохранить конструкцию трубопровода целостной.
Неподвижные опоры принимают нагрузку распорных усилий
Вследствие повышения температуры труба расширяется как в осевом, так и в поперечном направлении. Важно правильно закрепить скользящие и неподвижные участки трубопровода.
Виды компенсаторов трубопроводовКомпенсаторы нашли наибольшее применение в промышленности. Они бывают П-образными и гофрированными.
П-образный компенсатор обычно используется для больших магистральных трубопроводов
Гофрированные компенсаторы бывают:
Компенсаторная способность П-образного устройства составляет до 700 мм. Используется при наземной прокладке труб, имеет сварные и гнутые отводы. При его использовании необходимо сооружать дополнительные опоры.
Перед монтажом устройство проверяют на соответствие техническим условиям
Сальниковый компенсатор представляет собой трубу, помещенную в корпус. В зазоре находится металлическое кольцо с грундбуксой. Бывает двухсторонним или односторонним, обладает хорошей компенсаторной способностью. Используют при давлении до 1,6 МПа и при температуре до 300°С. Быстро изнашивается, поэтому не пользуется большой популярностью.
Двухсторонний сальниковый компенсатор принимает на себя нагрузку, удлиняясь или сжимаясь, в зависимости от температуры среды
Волнистый имеет гибкую, прочную оболочку-гофру малой толщины. Отлично защищает от деформаций, имеет небольшие размеры. Изготавливается по принципу гидравлической вытяжки. Интервал рабочих температур – от -70°С до + 450°С, выдерживает давление 6,3 МПа. Устройство позволяет использовать небольшое количество опор.
Сильфонный компенсатор используется в сфере транспортирования жидкости или пара. Является полой деталью с гофрированной металлической поверхностью. Сжимается, изгибается, растягивается. Герметичен. Может применяться в трубах с коррозионной рабочей средой.
Линзовый компенсирует температурные изменения длины в осевом векторе и в шарнирных схемах. Устанавливают для труб, транспортирующих неагрессивные или малоагрессивные жидкости. Рабочее давление 1,6 МПа, температура среды 300°С. Передают значительные усилия на опоры.
Сфера использования тканевых компенсаторов – газовая промышленность, рабочая температура до 250°С. Устройства состоят из нескольких слоев газоплотного материала, химически устойчивы.
Резиновые предназначены для использования в линиях, транспортирующих жидкие среды с максимальной температурой 200°С. Конструкцию устройства помещают в пожаробезопасную оболочку. Для каждого типа жидкости существует свой эластомер: NBR – предназначен для нефти, EPDM – для воды, гипалон — для агрессивных веществ, кислот и щелочей. Иногда используется тефлон – специальное напыление, повышающее надежность соединения. Резиновые устройства используются в водопроводных и канализационных сетях, в нефтяной и газовой промышленности.
Разгруженный компенсатор предназначен для выравнивания сдвиговых и осевых перемещений. Бывает осевым и резиновым. Устройство подходит для трубопроводов любых видов
Гибкие элементы крепежа, компенсаторы расширения, используют для труб большого диаметра. Выбор устройства зависит от температуры рабочей среды и характеристик трубы.
Сильфонные компенсаторыЭти устройства герметичны, способны функционировать в жестких температурных условиях, выдерживают перепады давления, стойки к агрессивным средам. Состоят из защитной арматуры, соединительных элементов и из одного (или нескольких) сильфонов.
Сильфон – многослойная гофрированная поверхность. Может служить изолятором от вибраций для работающего оборудования. Сохраняет целостность при циклических поперечных, осевых, изгибающих нагрузках или их комбинациях.
Область применения сильфонных устройств: атомная, авиационная, военная промышленность; автомобиле- и судостроение; газовые, нефтяные магистрали; тепло- и водоснабжение.
Принцип работы на видео Порядок установкиМонтаж сильфонных компенсаторов осуществляется на прямолинейных отрезках трубопровода. Устройства ограничиваются неподвижными опорами. Между двумя опорами устанавливается только один компенсатор, который приваривается к трубопроводу. Расстояние между опорой и компенсатором не должно быть большим, чем длина 4 диаметров трубопровода. Устройства сильфонного типа можно применять в районах с температурой не ниже -40?С. Допустимо содержание хлоридов в сетевой воде в количестве 200 мг/кг. Направление потока среды указывается стрелкой на корпусе изделия.
Последовательность действий при монтаже будет такой:
Сильфонные компенсаторы гасят вибрации, нивелируют несоосность труб при монтаже, герметизируют соединения, выполняют компенсацию теплового расширения трубопровода.
Понравилась статья? Поделитесь ей:
ИНСТРУКЦИЯ ПО МОНТАЖУ СИЛЬФОННЫХ ОСЕВЫХ КОМПЕНСАТОРОВ
1.Только один компенсатор должен монтироваться между двумя фиксированными точками. Фиксированные точки (главные анкера) и направляющие опоры должны быть расположены и спроектированы так, как показано на рисунке ниже.
2. Сильфонные компенсаторы и трубопровод должны быть на одной и той же оси.
3. Противоположные фланцы должны быть перпендикулярны к оси
4. Необходимо избегать торсионных вращений сильфонных компенсаторов.
5.Сильфонные компенсаторы должны монтироваться с предварительной установкой. Она рассчитывается так:
6.Необходимо проявлять осторожность, чтобы не повредить тонкие секции
Сильфонов и избежать прожоги электродом, брызги при сварке, появление вмятин, зарубков и т.д.
7.Необходимо принять во внимание направление потока для сильфонных
компенсаторов с внутренним экраном (патрубком).
8.Сильфонные компенсаторы внешнего давления имеют штифты
Предварительной установки. Эти штифты должны быть удалены после монтажа. Нет необходимости для предварительной установки.
9.Необходимо избегать торсионных вращений сильфонных компенсаторов для
сильфонных компенсаторов центрального отопления. Для этого типа
компенсаторов необходима предварительная установка так,чтобы штифт
10.Номинальное давление и движение трубопровода должно быть меньше или
равно номинальному давлению и движению выбранных сильфонных
11.Перед тестами на давление проверьте силы трубопровода, фиксированных
точек и направляющих.
Рекомендации по монтажу осевых сильфонных компенсаторов, применяемых в теплосетях.
На период транспортирования к месту монтажа сильфонных компенсаторов и в период монтажа должны быть приняты меры, исключающие повреждения компенсаторов.
- после проведения предварительных испытаний теплопроводов на прочность и герметичность из смонтированного теплопровода на месте, указанном в проекте, вырезается участок («катушка»). Монтажная длина вырезаемого участка («катушки») должна вычисляться в зависимости от способа применения СК и температуры наружного воздуха в период монтажа по формулам (формулы из РД по применению осевых сильфонных компенсаторов СК);
- концы труб зачищаются от брызг, наплывов металла и остатков изоляции. У труб с толщиной стенки более 3 мм следует снять фаски; на место «катушки» устанавливается осевой СК ;
- приварка его производится с одной стороны;
- в процессе установки компенсатор сильфонный осевой СК подвергается дополнительной растяжке только в том случае, если необходимо, чтобы компенсатор при сжатии достиг полного рабочего хода, указанного в паспортных характеристиках. Растяжка компенсатора и его состыковка (сварка) со свободными концами трубы осуществляется с помощью специальных монтажных приспособлений или натяжных монтажных устройств.
- при выполнении сварочных работ осевые СК должны быть защищены от попадания брызг расплавленного металла.
Правила по монтажу и установке компенсаторов.
1. Сильфонные, линзовые и сальниковые компенсаторы следует монтировать в собранном виде.
2. Осевые сильфонные, линзовые и сальниковые компенсаторы следует устанавливать соосно с трубопроводами.
Допускаемые отклонения от проектного положения присоединительных патрубков компенсаторов при их установке и сварке должны быть не более указанных в технических условиях на изготовление и поставку компенсаторов.
3. При установке линзовых, волнистых и сальниковых компенсаторов, а также арматуры направление стрелки на их корпусе должно совпадать с направлением движения вещества в трубопроводе.
4. При монтаже сильфонных и линзовых компенсаторов следует исключить скручивающие нагрузки относительно продольной оси и провисание под действием собственной массы и массы примыкающих трубопроводов, а также обеспечить защиту гибкого элемента от механических повреждений и попадания искр при сварке.
5. Монтажная длина сильфонных, линзовых и сальниковых компенсаторов должна быть принята по рабочим чертежам с учетом поправки на температуру наружного воздуха при монтаже.
6. Для компенсации температурных деформаций трубопроводов при монтаже П-образные, сильфонные, линзовые и сальниковые компенсаторы должны устанавливаться с растяжением (сжатием) на указанную в проекте величину. Если температура воздуха в момент монтажа отличается от принятой в проекте, то величину растяжения (сжатия) компенсатора следует увеличить (если в проекте указано растяжение) или уменьшить (если указано сжатие) на значение (мм):
а- температурный коэффициент линейного расширения металла трубопровода,°С -1. принимаемый для углеродистых и низколегированных сталей 0,012 и высоколегированных - 0,017;
L- расчетная длина участка трубопровода, м;
tп - принятая в проекте температура воздуха в момент монтажа,°С;
tм - фактическая температура воздуха в момент монтажа,°С.
7. При монтаже сальниковых компенсаторов должны быть обеспечены свободное перемещение подвижных частей и сохранность набивки.
8. Монтаж односекционных осевых сильфонных, линзовых, сальниковых и П-образных компенсаторов с приспособлениями для растяжения производят в такой последовательности (черт.1,а):
Растяжение компенсаторов до монтажной длины следует производить с помощью приспособлений, предусмотренных конструкцией компенсатора или натяжными монтажными устройствами.
Черт.1. Последовательность операций (1-5) при монтаже компенсаторов:
а - П-образных, осевых сильфонных односекционных, линзовых и сальниковых с приспособлением для растяжки;
б - то же без приспособления для растяжки;
в - П-образного компенсатора при групповой прокладке.
а) компенсатор одной стороной присоединяется сваркой или на фланце к трубопроводу;
б) участок трубопровода с присоединенным компенсатором устанавливается в направляющих и скользящих опорах и закрепляется в неподвижной опоре.
В зависимости от условий монтажа (например, для П-образных компенсаторов) могут производиться сначала установка трубопровода в направляющих и скользящих опорах и закрепление его в неподвижной опоре, а затем присоединение к этому участку компенсатора;
в) с помощью распорных приспособлений компенсатор подвергается растяжению на проектную величину. Допускается производить предварительную растяжку компенсатора до его присоединения к трубопроводу;
г) участок трубопровода с другой стороны, свободно лежащий в направляющих и скользящих опорах, подтягивается к свободному стыку компенсатора и присоединяется к нему сваркой или на фланце;
д) присоединяемый участок трубопровода закрепляется в другой неподвижной опоре;
е) с компенсатора снимается устройство для предварительной растяжки.
11. Монтаж осевых сильфонных компенсаторов без приспособления для растяжения производят в такой последовательности (см. черт.15,б):
а) участок трубопровода с одной стороны от компенсатора устанавливается в направляющих и скользящих опорах и закрепляется в неподвижной опоре;
б) участок трубопровода с другой стороны от компенсатора устанавливается так, чтобы расстояние между торцами участков трубопровода равнялось монтажной длине компенсатора, и закрепляется в другой неподвижной опоре. Монтажная длина компенсатора должна быть равна его строительной длине (компенсатор разгружен) плюс предварительное натяжение (сжатие)
в) компенсатор присоединяется к одному из участков трубопровода;
г) с помощью монтажных приспособлений компенсатор подвергается растяжке и присоединяется к другому участку трубопровода;
д) монтажные приспособления снимаются.
12. При групповом расположении П-образных компенсаторов (см. черт.15,в) параллельно прокладываемых трубопроводов растяжку компенсаторов следует производить натяжением трубопровода в холодном состоянии. В этом случае растяжку П-образного компенсатора следует выполнять после окончания монтажа трубопровода, контроля качества сварных стыков (кроме замыкающего, используемого для натяжения) и закрепления трубопровода в неподвижных опорах.
а) участки трубопровода и П-образный компенсатор устанавливают на опоры. В зазор, оставленный для натяжения стыка, вставляется деревянная проставка шириной, равной величине растяжения;
б) компенсатор с помощью сварки обеими сторонами присоединяется к соответствующим участкам трубопровода;
в) участок трубопровода закрепляется в неподвижных опорах;
г) проставка удаляется, осуществляется предварительное натяжение компенсатора, стык соединяется сваркой;
д) монтажные приспособления удаляются.
Необходимые этапы для монтажа сильфонных компенсаторов любого типа должны быть заранее спланированы. Монтажники должны быть осведомлены об этих этапах. Важно, чтобы соединения монтировались на предусмотренную длину, они не должны сжиматься или растягиваться, чтобы компенсировать недостаток длины трубопровода или смещение по отношению к трубопроводу, который неправильно сцентрирован. Любое предварительное растяжение или сжатие соединения должно выполняться аккуратно, если это предусмотрено техническими условиями.
Имеются следующие критические моменты монтажа:
a) необходимо обратить особое внимание на отсутствие таких повреждений тонкостенных сильфонных секций, как вмятины, зазубрины, расширенные дуговые швы, пятна от сварки.
b) недопустимы никакие перемещения, непредусмотренные заранее, вызванные неправильной центровкой трубопровода. Если же такие перемещения осуществлены, результатом может быть повреждение сильфонов или других компонентов.
Срок работы сильфонов может быть существенно уменьшен, усилия, прикладываемые к подсоединенному трубопроводу, могут превысить проектные пределы. Отклонения внутренних муфт могут оказать вредное воздействие; способность воспринимать давление и стабильная работа сильфонов могут быть уменьшены.
c) крепления, направляющие, поддерживающие опоры должны монтироваться в строгом соответствии
с проектом. Любые вариации могут нарушить правильное функционирование компенсатора; в этом
случае необходимо обратиться к компетентным проектным организациям.
d) соединения, снабженные внутренними втулками, должны быть смонтированы с учетом правильной
ориентации по отношению к направлению потока.
e) сразу после монтажа креплений, или других фиксирующих устройств и трубопровод соответствующим образом подкреплен и направлен, устройства, предусмотренные для транспортировки, должны быть удалены, чтобы установки могли компенсировать изменения, связанные с температурой окружающей среды.
ПОСЛЕДУЮЩАЯ ПРОВЕРКА МОНТАЖА, ПРЕДВАРЯЮЩАЯ ОПРЕССОВКУ СИСТЕМЫ
Тщательная проверка всей системы должна быть осуществлена с обращением особого внимания на следующее:
a) смонтированы ли все крепления, направляющие, поддерживающие устройства в соответствии с
проектными требованиями?
b) осуществлен ли правильный монтаж в надлежащем месте?
c) совпадают ли направления потока и установки соединения?
d) удалены ли все транспортировочные устройства?
e) если система была спроектирована для газа и была протестирована водой, способны ли поддерживающие устройства выдержать дополнительную нагрузку по отношению к собственному весу системы? Остатки воды могут оставаться после тестирования. Если это оказывает вредное воздействие на установку, остатки должны быть удалены до ввода в эксплуатацию системы.
f) обеспечивают ли направляющие и поддерживающие крепления свободное перемещение трубы?
g) имеются ли какие-либо повреждения установки от разгрузки или монтажа?
h) есть ли отклонения установки от центрирования?
i) освобождены ли сильфоны или какие-то другие элементы, способные перемещаться, от посторонних материалов?
ПОСТОЯННАЯ ПРОВЕРКА И ПРОВЕРКА ПОСЛЕ ОПРЕССОВКИ
Предупреждение: Особое внимание должно быть уделено в течение всего периода контроля любой подвергающейся давлению системе или ее компонентам.
Визуальный контроль системы должен включать следующее:
a) свидетельство утечки или потери давления;
b) искривление или прогибы крепления, аппаратуры соединения, элементов сильфонов или других
трубопроводных компонентов;
c) любые непредвиденные перемещения системы из-за давления;
d) любое свидетельство неустойчивости (изгибы) в сильфонах;
e) направляющие, соединения и другие части, предназначенные для перемещения должны быть про-
верены на отсутствие защемления;
f) любые свидетельства неправильности или повреждения должны быть внимательно рассмотрены и
оценены компетентными проектными органами.
ПЕРИОДИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
a) сразу же после запуска системы в работу необходимо провести тщательный визуальный контроль,
чтобы убедиться, что тепловые растяжения воспринимаются соединениями так, как это предусмотрено проектом;
b) сильфоны должны быть проконтролированы на предмет непредвиденных вибраций;
c) программа периодического контроля должна быть спланирована и проводиться в течение всего
периода работы системы.
Эти проверки должны включать исследование свидетельств наружной коррозии, раскрепления резьбовых соединении, повреждения крепежных направляющих и поддерживающих приспособлений.
Эта программа проверки, при отсутствии другой информации, не может дать свидетельств усталостной, напряженной коррозии или общей внутренней коррозии.
Все изменения условий работы системы (такие, как давление, температура, цикл и т.п.) и модификации
трубопровода должны быть зафиксированы в документах. Любые такие изменения должны быть рассмотрены компетентными проектными органами на предмет влияния их на характеристики соединения, креплений, направляющих и поддерживающих приспособлений.