Тканевые компенсаторы: основные термины

Компенсатор — устройство для возмещения или уравновешивания влияния различных факторов на работу системы, машины или механизма. Компенсатор разрешает движение в трубопроводных системах не вызывая при этом их повреждения. Трубопроводные системы с постоянной рабочей средой, как правило, подвергаются воздействию температурных расширений и давления, различного рода вибрациям, а также оседанию фундамента. Для устранения подобного рода воздействий необходима установка гибких элементов, которые будут способствовать компенсации вибраций, и как следствие этого предотвращению повреждений трубопроводных систем. Компенсаторы являются оптимальным решением в случаях, когда система трубопроводных линий не способна компенсировать воздействие различного рода вибраций и температурных расширений. В этих случаях компенсатор берет на себя функцию гибкого звена в трубопроводной системе, а потому позволяет движения и расширения в трубопроводах во время их эксплуатации. Компенсация растяжения и сжатия труб, подвергающихся перемещению под воздействием температуры, давления и внешних источников, в течение многих лет была предметом внимания. Первоначально наиболее эффективным методом компенсации являлось использование присущей трубопроводам естественной гибкости с образованием естественных петель, так называемые П- образные компенсаторы. Когда уровни давления как внутри трубы, так и в емкостях, связанных с трубой, становились слишком большими, стали использовать другие средства компенсации.

Главная опора — это опора для трубопроводной системы, содержащей один или более сильфонов, которая размещается в следующих местах: 1. Там, где изменяется направление потока. 2. Между двумя сильфонными установками различного размера в одном прямоточном направлении. 3. У входа бокового ответвления в главный трубопровод, если это ответвление содержит сильфон. 4. Там, где закрывающий или ограничивающий давление клапан смонтирован в трубопровод между двумя сильфонными соединениями. 5. В глухом торце трубы. Главная опора должна проектироваться так, чтобы выдержать усилия и перемещения, передаваемые на нее каждой секцией трубопровода, с которой опора соединена. Если главная опора установлена там, где изменяется направление потока, воздействие центробежной нагрузки, возникающей в отводе, должно быть учтено.

Промежуточная опора — это опора, которая разделяет трубопровод на индивидуальные растягивающиеся секции. Такая опора проектируется так, чтобы выдержать усилия и перемещения, прикладываемые на нее каждой трубопроводной секцией, к которой она присоединена. В этом случае трубопроводные секции, содержащие сильфоны, могут воспринимать усилия и/или моменты, направленные на изгиб сильфонных установок плюс силы трения, возникающие из-за перемещения труб в направляющих. Нагрузка от давления воспринимается главными опорами или сильфонными конструкциями такими, как ограничительные стержни, связанные стержни, шарнирные ограничители, ограничители с подвеской и т. п.

Направляющая опора или скользящая опора — это такая опора, которая спроектирована для восприятия нагрузки в одном направлении, допуская движение в другом. Это может быть или главная, или промежуточная опора, в зависимости от задуманного применения. Спроектированная для этой цели направляющая опора может функционировать также как трубная направляющая. При проектировании направляющей опоры сила трения, возникающая при скольжении, должна быть сведена к минимуму, что уменьшит нагрузку на трубу и оборудование и обеспечит правильное функционирование опоры.

Направляющая — это втулка или каркас, связанный с какой-либо жесткой частью установки, которые позволяют трубопроводу перемещаться только в одном направлении, т. е. вдоль оси трубы. Направляющие для осевого выравнивания труб первоначально спроектированы для восприятия только осевого перемещения. Направленные трубные направляющие — это направляющие для осевого выравнивания труб, спроектированные для трубопроводов, перемещающихся свободно в одной плоскости и имеющие ограниченное перемещение в другой. Этот тип направляющих используется для
восприятия перемещений в более, чем одной плоскости, как в трехвтулочной конструкции.

Сильфонная конструкция — конструкция, содержащая один или более сильфонных элементов, предназначенных для восприятия перемещений, вызванных тепловым расширением или сжатием в трубопроводе или емкости. Сильфонный элемент — гибкая мембрана сильфонного соединения, состоящая из одного или более гофров.

Гофра — самый мелкий эластичный элемент сильфона. Общее перемещение сильфона пропорционально числу гофров.

Ограничительные кольца — устройство, вставленное в основание гофры для ограничения внутреннего или наружного давления на сильфон. Ограничительное кольцо изготавливается из прочного стержня или трубки из нержавеющей стали или другого соответствующего сплава.

Наружный кожух — конструкция, защищающая наружную поверхность сильфона от повреждений посторонними предметами или от механических повреждений.

Внутренняя втулка — устройство, которое минимизирует вредное влияние от потока среды, проходящей сквозь сильфон, устанавливается при больших скоростях потока среды.

Стержни — это прутки, используемые для ограничения, как внутреннего давления, так и других сил на сильфоны. Связанные стержни могут также работать при необходимости как ограничительные упоры. Могут применяться различные конструкции, такие, как стержни, прутки или скользящие упоры. Отметим, что при правильном использовании ограничительных упоров, эти конструкции могут проектироваться на полную нагрузку от давления, хотя она воспринимается другими структурными конструкциями.

Фланцы сильфонных компенсаторов с фаской, подготовленной для сварки с подсоединяемым трубопроводом.

Фланцевые соединения — торцы сильфонных соединений, снабженных фланцами для сопряжения с фланцами присоединяемого трубопровода или оборудования.

Осевое сжатие — размерное укорочение сильфонной установки вдоль продольной оси.

Осевое растяжение — размерное удлинение сильфонной установки вдоль продольной оси.

Поперечный сдвиг — относительное смещение двух торцов сильфонной установки, перпендикулярное к продольной оси установки.

Угловое вращение — угловое смещение от прямолинейной позиции одной подсоединяемой поверхности сильфона относительно другой. Не путать со скручением вокруг продольной оси, которого нужно избегать. Иногда называют, поворотным или радиальным перемещением.

Шарнир — устройство, позволяющее сильфону иметь угловое перемещение и воспринимать внутреннее давление.

Поддерживающее кольцо — это цилиндр, прикрепленный к бортику сильфона для укрепления сварного соединения сильфона.

Осевое давление — это усилие от наружного или внутреннего давления, действующее на сильфон и стремящееся растянуть или сжать сильфон (см. метод расчета).

Свободная длина — естественная длина конструкции без растяжения или бокового смещения. Боковое смещение или сдвиг, полученный при соединении одного соединения к другому, что ограничивает максимально возможное перемещение сильфона.

Устойчивость — способность сильфона выдерживать внутреннее давление без разрушения витков.

Жесткость — усилие, требуемое для растяжения или сжатия сильфона

Источник: статьи Международного журнала ТПА. Трубопроводная арматура и оборудование. №4 (61) 2012, №5 (62) 2012, №6 (63) 2012, №1 (64) 2013, №2 (65) 2013