Технологические компенсаторы. Назначение, методика расчета характеристик и организация использования.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПЕНСАЦИЯ
Способ соединения деталей, исключающих подгонку по месту соединения. см. компенсатор.

Каждый трубопровод при нагревании удлиняется. При неподвижном закреплении трубопровода в двух точках, что имеет место при прокладке трубопровода, в металле труб возникают напряжения.

Для защиты трубопровода от разрушительных сил, возникающих при изменении температуры, его проектируют и конструктивно выполняют так, чтобы он имел возможность удлиняться при нагревании и укорачиваться при охлаждении. Способность трубопровода к деформации под действием тепловых удлинений в пределах допускаемых напряжений в металле труб называется компенсацией тепловых удлинений. Если трубопровод способен компенсировать тепловые удлинения за счет своей геометрической формы и упругих свойств металла, без специальных устройств, встраиваемых в трубопровод, то такая его способность называется самокомпенсацией.

Самокомпенсация осуществляется благодаря тому, что, кроме прямых участков между неподвижными опорами, имеются отводы. Расположенный между двумя прямыми участками отвод компенсирует часть удлинения благодаря своей эластичности, а остальная часть компенсируется упругими свойствами металла прямого участка за отводом.

Когда нет возможности использовать самокомпенсацию трубопровода или ее недостаточно, в трубопровод встраивают специальные устройства, называемые компенсаторами.

В зависимости от конструкции и принципа работы компенсаторы делятся на четыре основные группы: П-образные, линзовые, волнистые, сальниковые.

П-образные компенсаторы (рис. 17) обладают большой компенсационной способностью (до 600—700 мм) и применяются в трубопроводах для широкого диапазона давлений и температур. Такие компенсаторы получили наибольшее применение в технологических трубопроводах ввиду их сравнительной простоты изготовления и удобств в эксплуатации. Их недостатками являются дополнительный расход труб, увеличение в связи с этим гидравлического сопротивления, большие габаритные размеры и необходимость сооружения специальных опор.

П-образные компенсаторы особенно неэкономичны для трубопроводов больших диаметров, так как значительно удорожают стоимость строительства и увеличивают расход труб.

Соединение компенсаторов с трубопроводом, как правило, производится с помощью сварки

Линзовые компенсаторы (рис. 18) состоят из ряда последовательно включенных в трубопровод линз. Линза представляет собой сварную конструкцию; она состоит из двух тонкостенных стальных штампованных полулинз 2 и, благодаря своей форме, легко сжимается. Компенсирующая способность каждой линзы сравнительно небольшая (10—16 мм). Число линз компенсатора выбирают в зависимости от необходимой компенсирующей способности. Чаще всего применяют компенсаторы, состоящие из трех или четырех линз. Для уменьшения сопротивления движению продукта внутри компенсатора устанавливают рубашки 1 или стаканы. Для спуска конденсатора в нижних точках каждой линзы вварены дренажные штуцера 3. Линзовые компенсаторы применяют на условное давление до 6 кгс/см², для установки на газопроводах и паропроводах от 100 до 1600 мм. Компенсаторы соединяют с трубами или на фланцах, или на сварке. На трубопроводах, транспортирующих жидкости, эти компенсаторы не устанавливают, так как жидкости, являясь практически несжимаемыми, резко снижают их компенсирующую способность.

Волнистые компенсаторы (рис. 19) имеют более совершенную конструкцию и по сравнению с П-образными и линзовыми: большую компенсационную способность, возможность применения при сравнительно более высоких давлениях, меньшие габариты и более длительный срок эксплуатации.

Отличительной особенностью волнистых компенсаторов от линзовых является то, что гибкий элемент 3 представляет собой тонкостенную стальную гофрированную оболочку высокопрочную и эластичную. Профиль волны имеет омегообразную форму, благодаря чему обеспечивается способность гибкого элемента сокращаться или увеличиваться в длине, а также изгибаться с приложением нагрузки

Характер компенсации линейных расширений у компенсаторов универсальных и осевых различен, так как первые работают на изгиб в одной плоскости из-за наличия шарнирного соединения, а вторые —на сжатие и растяжение.

Сальниковый компенсатор (рис.21) представляет собой патрубок 4, вставленный в фасонный патрубок 3 большего диаметра.

В зазоре между патрубками установлено сальниковое уплотнение с грундбуксой 1.

Сальниковые компенсаторы имеют высокую компенсирующую способность, небольшие габариты, но из-за трудности герметизации сальниковых уплотнений в технологических трубопроводах применяются редко. Основными их недостатками являются: необходимость систематического наблюдения и ухода за ними в эксплуатации, сложность изготовления и монтажа, сравнительно быстрый износ сальниковой набивки.

Сальниковые компенсаторы устанавливают на водо-, паро-и теплопроводах, а также на трубопроводах, транспортирующих негорючие жидкости. Они вследствие малых габаритов легко размещаются в камерах и проходных туннелях. Стальные сальниковые компенсаторы применяются на Р_удо 16 кгс/см², а чугунные (из серого чугуна марки не ниже Сч 15—32) —на Р_У до 13 кгс/см² при температуре не выше 300° С. По конструкции сальниковые компенсаторы делятся на односторонние и двухсторонние, разгруженные (не создающие большого осевого усилия на неподвижные опоры) и неразгруженные. Соединение компенсаторов с трубопроводом производится с помощью сварки или на фланцах. Типы и конструкции сальниковых компенсаторов на Р_У до 16 кгс/см² с D_y от 100 до 1000 ммнормализованы и изготовляются в соответствии с МН 2593—61—МН 2599—61.

50. Анализ организационных схем применения технических средств в транспортно-распределительных процессах.

2. «Типаж и эксплуатация технологического оборудования»