Сильфонні компенсатори для теплових мереж та ГВП

Обов’язковою складовою трубопровідних мереж, які транспортують під високим тиском теплоносій та гарячу воду, є компенсатори.


Сильфонні компенсатори застосовуються в тепломережах і мережах гарячого водопостачання (ГВП), які прокладені в різний спосіб: в каналах, безканально, або ж надземним способом. Предметно, що компенсаційні вироби «дружні» до будь-якого типу ізоляції трубопроводів.
Номенклатура виробів для мереж теплопостачання та ГВП охоплює діаметри до 1350 мм, а робочий тиск становить 1,6 МПа та 2,5 МПа.
Закордонні виробники сильфонних компенсаторів переважно керуються стандартами міжнародної асоціації EJMA (Expansion Joint Manufactures Association) і європейської директиви PED (Pressure equipment directive) 97/23/EC.
Досвід та запатентовані технічні рішення знаних світових та вітчизняних виробників розширили застосування сильфонних компенсаторів у складних та специфічних умовах експлуатації, де визначальне значення мають підвищені показники надійності, тривалий ресурс та безпека. Наприклад, компенсатори застосовуються в інженерних мережах нафтохімічних виробництв, атомних електростанцій, енергетичних підприємств, цементних заводів тощо. Такі компенсатори мають діаметр до 3600 мм і розраховані на тиск до 15 МПа. Показово, що за запитом клієнта і діаметр, і тиск можуть бути збільшені.
При спорудженні мереж теплопостачання та ГВП застосовуються осьові компенсатори, які поглинають переміщення мережі, спричинене тепловим розширенням матеріалів.
Конструктивно такі компенсатори складаються з сильфона і фланців або приварних патрубків. Сильфон – це гнучкий елемент компенсатора (гофрована оболонка з нержавіючої сталі), що реагує на переміщення мов пружина: стискається, або ж розтягується. Осьовий сильфонний компенсатор створений для поглинання осьових переміщень, вібрацій та
гідроударів, які виникають в трубопровідній мережі. Потрібно пам’ятати, що сильфонний компенсатор має внутрішній стакан, тому він працює лише в одному напрямку.

Саме тому вода чи пара повинні транспортуватися крізь нього у визначеному напрямі, який маркується стрілкою.
Задля забезпечення максимальних термінів експлуатації і найкращих показників компенсації температурного розширення трубопровідної мережі, сильфонні компенсатори розтягують перед монтажем, адже вони, переважно працюють на стискання. Компенсатор може бути попередньо розтягнутий на заводі, який є виробником цієї продукції (такий виріб комплектується додатковими стержнями, котрі потрібно
зняти після встановлення).
«Осьові сильфонні компенсатори, які випускає ТзОВ «Термо-Ізол», комплектуються сильфонами ТОВ НДІЦ «Арматом» (відповідають вимогам ТУ У 27.2-33226951-003-2013), – розповідає технічний директор підприємства Володимир Феденко. – Наші вироби мають умовний діаметр Ду 45/100 ÷ Ду 530/710 мм, розраховані на тиск 1,6 МПа та 2,5 МПа і можуть бути застосовані в мережах теплопостачання і ГВП з температурою носія до 250º С. Усі сильфонні компенсатори розраховані на тривалий термін експлуатації, який тотожний зі строком експлуатації мережі».
ТзОВ «Термо-Ізол» пропонує партнерам «вільні» сильфонні компенсатори (див. Табл. 1). «Вільні» сильфонні компенсатори розраховані на 5000 циклів при експлуатації в умовах, які не перевищують граничні рівні осьового переміщення трубопроводу. В реальних умовах сильфонні компенсатори працюють в малоцикловому навантаженні.
Найбільший вплив на експлуатаційний ресурс «вільних» сильфонних компенсаторів мають такі фактори як: температура середовища, робочий тиск, величина переміщення, тривалість циклів напруження. Саме тому вкрай важливо провести правильний проектний розрахунок і якісно змонтувати сильфонний компенсатор. Фахівці вважають, що від цього залежать навантаження на трубопровід і його робочий ресурс.
У випадку застосування сильфонних компенсаторів в підземних мережах, які прокладені в непрохідних каналах, їх можна розміщувати як в теплових камерах, так і безпосередньо в каналі. Після герметизації та запінення зварних стиків, компенсатори не потребують додаткового обслуговування в процесі експлуатації.


При безканальному прокладанні сильфонні компенсатори встановлюють в ґрунті і вони працюють як елемент попередньо ізольованої трубопровідної мережі. При надземному прокладанні сильфонні компенсатори мають захисну оболонку з оцинкованої сталі і не потребують спеціального захисту (виконується лише ізоляція стиків).
При канальному та надземному прокладанні мереж теплопостачання і ГВП сильфонні компенсатори потрібно встановлювати між нерухомими опорами. На ділянці між двома нерухомими опорами монтується лише один компенсатор. У випадку, якщо пряма ділянка трубопровідної мережі має значну довжину, то для компенсації теплового розширення може знадобитися більше компенсаторів. Як правило, проектант розділяє таку ділянку на кілька сегментів з нерухомими опорами, щоб між ними був один компенсатор. Встановлювати компенсатор бажано якомога ближче до нерухомої опори. За таких умов один з патрубків компенсатора буде у фіксованому положенні, тож, як наслідок, збільшиться його стійкість.
Щоби гарантувати безаварійну і правильну роботу компенсатора, необхідно подбати про коректне встановлення направляючих

і ковзних опор (направляючі опори повинні розташовуватись одна від одної на певній відстані, яка визначається в проектній документації). На загал, при проектуванні і будівництві мереж теплопостачання і ГВП потрібно керуватися неписаним правилом: коректний розрахунок теплових навантажень, правильний вибір і застосування компенсаторів спроможні забезпечити тривалу та безаварійну експлуатацію попередньо ізольованих трубопроводів, які є чи не найдорожчим елементом системи.

Володимир ЛИТВИН.

Табл. 1. Компенсатор сильфонний, «вільний»

Компенсатор сильфонний, «вільний»

Типорозмір,
d₃/D₃
D₀ , мм
L, мм
Ру≤1,6 МПаРу≤2,5 МПа
Cq, H/ммAк, мм²Δ(±Δ/2)*, ммВага, кгCq, H/ммAК, мм²Δ*, ммВага, кг
45/110140
2200
39376663 (±31,5)13,6392200
90
14,6
57/12516088450163 (±31,5)20,835350022,08
76/140
200
114693263 (±31,5)25,234530024,6
89/160
379808125 (±62,5)31,4371092030,4
2500
499659150 (±75)34---
108/200
250
4015383125 (±62,5)45,6
31
16700
48
3915449155 (±77,5)49,6
133/225
315
7120663125 (±62,5)74,4
58
24860
81,6
7620633160 (±80)72
159/250
9527523125 (±62,5)95,4
45
35100
111,6
11027641165 (±82,5)98,4
219/315
400
1215091125 (±62,5)104,9
66
48040
136,8
855091170 (±85)118,1
273/400
450
141772140125 (±62,5)216
106
57600
256,8
104772140170 (±85)240
325/450
500
179107812125 (±62,5)244,815385690301,2
300
110107812190 (±95)302,4---
377/500
560
202139999125 (±62,5)392,4105121620464,4
3500147139801190 (±95)464,4---
426/560
630
3000222174382125 (±62,5)370,8119136450448,8
3500151174160200 (±100)448,8---
530/710
800
3000310262026125 (±62,5)466,8163257240464,8
3500165261029200 (±100)567,6---

Cq – коефіцієнт осьової жорсткості;
Ак – ефективна площа сильфона;
А – повна компенсаційна здатність;

L – довжина компенсатора в максимально розтягнутому стані;
Δ – повна компенсаційна здатність;
Ру – умовний тиск в трубопроводі.

* за узгодженням з виробником можливе виконання компенсаторів з іншими компенсаційними параметрами Δ.

Переглянути у форматі PDF