Меню Рубрики

Установка компенсаторов на подземном газопроводе

Компенсаторы, их назначение

Для предотвращения опасных деформаций устанавливают компенсаторы. Компенсаторы, пружиня, воспринимают удлинение — при повышении температуры, или укорочение — .при понижении температуры металла трубы.Для компенсации удлинении используют повороты, и загибы трубопроводов, представляющие часть трубопровода, изогнутого в виде буквы П, которые обеспечивают естественную компенсацию или самокомпенсацию удлинений.,их называют П- образные компенсаторы..Широкое распрастронение для газопроводов получили линзовые компенсаторы. Линзовый компенсатор, устанавливаемый на трубопроводах, работающих под избыточным давлением 3—6 кгс/см 2 , герметичен, прост в изготовлении и эксплуатации. Линзовый компенсатор, применяемый для трубопровода диаметром до 500 мм и состоящий из сваренных стальных дисков волнистой формы, способных, пружиня, поглощать температурные изменения. Предварительная растяжка или сжатие компенсатора должны производиться непосредственно перед их установкой с учетом температуры окружающего воздуха. Линзовые компенсаторы устанавливают обычно в колодцах, вместе с задвижкой.Большим достоинством обладают сильфонные компенсаторы для установки на газопроводах в котельной. Имеет вид винтообразного гофрированного шланга. Они воспринимают деформации в продольных (ход), поперечных (сдвиг) и угловых (поворот) перемещений.В котельной на трубопроводах водоснабжения применяют :Резиновые антивибрационные компенсаторы (муфтовые, фланцевые) предназначены для снижения шума, вибрации, гидравлических ударов, для компенсации продольных, поперечных смещений,,сдвига. Компенсаторы сделаны из жаростойкой синтетической резины специальной композиции, превосходящей по своим качествам натуральную резину.Это создает повышенную стойкость к воздействию горячей воды и постоянную устойчивость давлению в течение длительного периода времениБлагодаря мягкому каркасу и легкости его деформирования компенсатор быстро и легко присоединяется к трубопроводу даже несмотря на возможное несоответствие между трубами (отклонение от оси, смещение).

2. Преимущества и недостатки природного газа:Одоризация газа. Требования к одорантам.

Преимущества природного газа:Высокая теплота сгорания, низкая стоимость, отсутствие складских помещений для хранения, высокая экологичность, меньшее количество вредных выбросов и твёрдых включений, лёгкость автоматизации процесса, облегчение труда обслуживающего персонала.Недостатки природного газа:1.Повышенная взрывоопасность и пожароопасность газовоздушных смесей.2.Оказывают удушающее действие.3.Предъявляют особые требования и правила обслуживания. Природный газ, добываемый из недр земли, не имеет вкуса,цвета и запаха. Для придания запаха с целью распознавания его в воздухе в случае утечки используется одоризация — внесение в газ сильнопахнущего вещества. В качестве одоранта используется этилмеркоптан в количестве 16 г на 1 000 м 3 природного газа. Это позволяет обнаружить природный газ при концентрации его в воздухе 1 %, что составляет 1/5 нижнего предела взрываемости. .Концентрационные границы воспламенения (взрыва) природного газа находиться в диапазоне 5…15%.от обьёма топки. В этих границах газовоздушная смесь не способна к распространению пламени. а способна к взрыву.Одоранты должны обладать следующими свойствами:быть сильными и характерными, отличающимся от других запахов. Основные требования:1.одоранты должны быть безвредны для человека.2.одоранты не должны агрессивно действовать на металл газопровода, арматуру и приборы.3.Продукты горения одоранта не должны содержать твердых веществ, которые могли бы ухудшить гигиенические условия в помещении, окружающей среды.4.Одоранты не должны вступать в химические реакции с газом и продуктами сгорания газа.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9263 — | 7451 — или читать все.

источник

Установка компенсаторов на подземном газопроводе

2.55. Применяются следующие типы опор: свайные или на стойках (рис.15, а), железобетонные поверхностные (рис.15, б), железобетонные по земляным призмам и др.

Рис.15. Схемы промежуточных опор надземных переходов

Рис.15. Схемы промежуточных опор надземных переходов

Опоры должны быть рассчитаны на восприятие не только вертикального давления, но и горизонтальных усилий, действующих вдоль и перпендикулярно оси трубопровода. Нагрузки на опоры определяются в соответствии со СНиПом II-Д.10-62.

На сильнозасоленных мокрых участках трассы для опор должны применяться бетоны плотного состава на сульфатостойком цементе.

На участках газопровода, где запроектирована электрозащита труб от коррозии, должна быть предусмотрена изоляция трубопровода от опор или грунта.

3. УКАЗАНИЯ ПО МЕТОДИКЕ РАСЧЕТА

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ФОРМУЛЫ

3.1. Нагрузки на трубопровод определяются в соответствии со СНиПом II-Д.10-62 «Магистральные трубопроводы. Нормы проектирования», СНиПом II-А.11-62 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования» и настоящими Указаниями.

При расчете подземных, наземных (в насыпях) и надземных трубопроводов принимаются наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок и воздействий.

При расчете надземных газопроводов необходимо учитывать дополнительные нагрузки, возникающие при гидравлическом испытании трубопровода и пропуске очистных устройств (в соответствующем сочетании с другими видами нагрузок).

3.2. Усилия и моменты в магистральных газопроводах определяются по упругой стадии их работы согласно общим правилам строительной механики.

Расчетная схема должна отражать условия строительно-монтажных работ, характер воздействий и нагрузок в процессе эксплуатации.

3.3. Толщина стенки труб определяется расчетом на внутреннее давление по СНиПу II-Д.10-62 с проверкой соблюдения условия, чтобы испытательное давление на трассе не превышало испытательного давления, установленного для данных труб на заводе.

Толщину стенки труб, полученную расчетом на прочность под воздействием внутреннего давления, необходимо увеличивать при большом положительном расчетном температурном перепаде, когда это вытекает из расчета (согласно п.3.6 настоящих Указаний). В противном случае необходимо принимать меры для уменьшения расчетного положительного температурного перепада или с помощью различных конструктивных мероприятий сокращать величину продольных осевых сжимающих напряжений.

3.4. Расчетный температурный перепад устанавливается для конкретных условий прокладки трубопровода в зависимости от температуры транспортируемого по трубопроводу продукта, климатических и геологических условий, условий строительства (сварки трубопровода в плеть и его укладки) и системы прокладки.

Величина расчетного температурного перепада определяется как разница между наивысшей или наинизшей расчетной температурой газа (в процессе эксплуатации) на данном участке трассы и температурой стенок трубопровода (в процессе строительства), при которой ограничиваются перемещения трубопровода после его укладки в проектное положение.

При назначении расчетного перепада температуры надлежит учитывать возможное развитие системы газопроводов, ввод дополнительных компрессорных станций и возможные остановки работы трубопровода.

При высокой температуре транспортируемого газа при подземной и наземной прокладке выполнение изоляционно-укладочных работ (с целью экономии металла) следует проектировать в такой последовательности, чтобы в самое холодное время года строились участки, наиболее удаленные от компрессорных станций.

Для каждого участка газопровода между компрессорными станциями на основании расчетов строится график минимальных температур воздуха, ниже которых не разрешается вести изоляционно-укладочные работы и засыпку трубопровода грунтом. Графики строятся с учетом изменений температуры и внутреннего давления газа по мере удаления от компрессорной станции.

3.5. Расчет магистральных стальных газопроводов выполняется по методу предельных состояний. В зависимости от вида и конструктивного решения прокладки трубопровода устанавливаются соответствующие критерии предельных состояний, т.е. таких состояний, при которых невозможна дальнейшая эксплуатация рассматриваемых участков газопроводов.

3.6. В качестве предельного состояния для всех видов и конструктивных схем прокладки магистральных напорных газопроводов принимается условие прочности металла на разрыв (достижение напряжений величины временного сопротивления):

где — кольцевые напряжения, кгс/см , от расчетного внутреннего давления, определяемые по формуле (6);

— максимальные расчетные осевые продольные напряжения (положительные при растяжении) от расчетных нагрузок и воздействий, определяемые в зависимости от вида и конструктивной схемы трубопровода, кгс/см ;

— расчетное сопротивление, кгс/см , определяемое согласно СНиПу II-Д.10-62.

Исходя из условия (1) номинальную толщину стенки магистрального трубопровода определяют по формуле

где — коэффициент перегрузки рабочего (нормативного) давления в газопроводе, определяемый согласно СНиПу II-Д.10-62;

— рабочее (нормативное) давление в трубопроводе, кгс/см ;

— внутренний диаметр трубы, см;

— коэффициент снижения расчетного сопротивления металла труб, учитывающий величину осевых сжимающих продольных напряжений. При растягивающих осевых продольных напряжениях коэффициент принимается равным единице;

при сжимающих осевых продольных напряжениях определяется по формуле

В формулу (3) подставляется абсолютное значение осевых продольных сжимающих напряжений.

Условие прочности в продольном направлении, как следует из (1), имеет вид:

где — величина осевых продольных сжимающих или растягивающих напряжений от расчетных нагрузок и воздействий, кгс/см ;

— коэффициент снижения расчетного сопротивления. При растяжении принимается равным единице, при сжатии определяется по формуле

Кольцевые напряжения в стенках труб от расчетного внутреннего давления определяются по формуле

3.7. При подземной и наземной (в насыпи) прокладке газопроводов кроме условия прочности на разрыв (1) проверяют:

а) продольную устойчивость трубопровода

б) устойчивость положения против всплытия трубопровода при прокладке на обводненных участках в соответствии со СНиПом II-Д.10-62 и «Указаниями по балластировке грунтом стальных трубопроводов, прокладываемых на обводненных участках» (ВСН 1-31-71)*;
________________
* М., ОНТИ ВНИИСТа, 1971.

в) развитие чрезмерных деформаций

где — коэффициент устойчивости. Для незатопляемых и периодически затопляемых участков газопроводов при стоянии воды не более 20 дней в году (10%-ная обеспеченность) принимается равным 1,25. Если стояние воды превышает 20 дней, принимается равным 1,40;

— эквивалентное сжимающее продольное усилие от расчетных воздействий изменения температуры и внутреннего давления, определяемое согласно п.3.11 или 3.21, кгс;

— критическое продольное усилие трубопровода, зависящее от схемы прокладки и конструктивного решения и определяемое согласно п.3.12 или 3.13, кгс;

— величина максимальных суммарных продольных сжимающих или растягивающих напряжений в газопроводе от нормативных нагрузок и воздействий, определяемая по формуле (16), кгс/см ;

— коэффициент снижения расчетного сопротивления металла труб; при расчете по растянутой зоне сечения ( >0) принимается равным единице, при расчете по сжатой зоне (

где — кольцевые напряжения в стенках трубы от рабочего (нормативного) давления, кгс/см ;

— номинальная толщина стенки трубы, см;

— внутренний диаметр трубы, см;

— нормативное сопротивление материала труб и сварных соединений, кгс/см ;

— коэффициент, принимаемый равным 1 для трубопроводов III и IV категории и 0,85 — для I и II категории.

3.8. Для надземной (открытой) прокладки трубопроводов и подводных переходов, рассчитываемых с учетом продольной жесткости труб, кроме условия прочности на разрыв (1), производится проверка несущей способности по формуле

где — максимальные продольные сжимающие или растягивающие напряжения в трубопроводе от расчетных нагрузок и воздействий (при наиболее невыгодном сочетании нагрузок), кгс/см ;

— расчетное сопротивление, определяемое согласно СНиПу II-Д.10-62, кгс/см ;

— коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб; при расчете по растянутой зоне сечения принимается равным единице, при расчете по сжатой зоне определяется по формуле

При расчете балочных бескомпенсаторных переходов трубопроводов и подводных, проектируемых с учетом продольной жесткости, разрешается при определении в формуле (12) вместо принимать 0,9 (в обоих членах);

— кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления, определяемые по (6), кгс/см .

При отсутствии колебаний трубопровода в ветровом потоке в многопролетных балочных системах надземной прокладки, а также в однопролетных системах без компенсации продольных деформаций разрешается при расчете учитывать возможность развития пластических деформаций над опорами с соблюдением условий:

где — изгибающий момент от расчетных нагрузок и воздействий, кгс·см;

— продольные осевые напряжения (положительные при растяжении) от расчетных нагрузок и воздействий, кгс/см ;

— максимальные суммарные продольные напряжения от нормативных нагрузок и воздействий, кгс/см ;

и — коэффициенты, определяемые соответственно по формулам (9) и (12).

При продольных осевых растягивающих напряжениях эти коэффициенты принимаются равными единице.

Проверка продольной устойчивости надземных трубопроводов в плоскости действия поперечной нагрузки не производится, если изгибающий момент определяется с учетом продольно-поперечного изгиба.

Как правило, надземные переходы необходимо проектировать так, чтобы в них не возникали ветровые колебания. В противном случае необходима проверка прочности с учетом динамических напряжений или установка виброгасителей.

ПОДЗЕМНАЯ И НАЗЕМНАЯ (В НАСЫПИ) ПРОКЛАДКА ГАЗОПРОВОДА

3.9. Предельное состояние подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов проверяется согласно пп.3.6 и 3.7.

Для прямолинейных и выполненных упругим изгибом подземных и наземных (в насыпи) участков трубопроводов, прокладываемых без специальных компенсирующих устройств, при отсутствии пучения и просадок грунта продольные напряжения определяются по формулам (15) и (16).

Максимальные расчетные осевые продольные напряжения (с учетом работы металла труб в пластической стадии) определяются по формуле

Максимальные суммарные продольные напряжения (с учетом изгиба) при упругой работе металла труб определяем по формуле

Читайте также:  Установка бордюров для газона

где — коэффициент линейного расширения материала труб (для стали 12·10 1/град.);

— модуль упругости материала труб (для стали 2,1·10 ), кгс/см ;

— расчетный температурный перепад (принимается положительным при нагревании), °С;

— рабочее (нормативное) давление в трубопроводе, кгс/см ;

— внутренний диаметр труб, см;

— наружный диаметр труб, см;

— номинальная толщина стенки труб, см;

— минимальный радиус кривизны оси трубы при упругом изгибе, см;

— коэффициент перегрузки рабочего давления в трубопроводе, определяемый согласно СНиПу II-Д.10-62.

3.10. Продольная устойчивость согласно условию (7) проверяется на подземных и наземных (в насыпях) прямолинейных участках трубопровода и криволинейных участках, обращенных выпуклостью вверх. При наземной (в насыпи) прокладке, кроме того, проверяется достаточность поперечных размеров насыпи. Проверка продольной устойчивости подземных участков с горизонтальными и вертикальными кривыми, имеющими выпуклость вниз, производится так же, как и для прямолинейных участков.

3.11. Для прямолинейных и криволинейных участков, для которых расчетный радиус оси трубопровода , эквивалентное продольное усилие, кгс, определяется по формуле

где — площадь поперечного сечения стенок трубы, см ;

— кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления на данном участке, определяемые по формуле (6);

— расчетный температурный перепад для рассматриваемого участка, положительный при нагревании.

3.12. Критическое продольное усилие для прямолинейных участков заглубленного в грунт газопровода определяется по формуле

где — модуль упругости металла труб, кгс/см ;

— момент инерции поперечного сечения трубы, см ;

— расчетная длина волны выпучивания, см.

Длина волны выпучивания, соответствующая минимальному значению критического усилия, равна:

где — коэффициент нормального сопротивления, определяемый в соответствии с п.3.18, кгс/см ;

— наружный диаметр трубы, см.

Минимальное значение критического продольного усилия после подстановки в формулу (18) значения из (19) определяются по формуле

3.13. Критическое продольное усилие для подземных и наземных (в насыпи) участков трубопроводов с углами поворота, обращенными выпуклостью вверх, и наземных участков (в насыпи) с углами поворота в горизонтальной плоскости определяется по формуле

где — коэффициент разгрузки, характеризующий пластическую работу грунта и определяемый в соответствии с п.3.19, кгс/см ;

— расчетная длина волны выпучивания, см;

где — расчетный радиус изгиба оси трубопровода, определяемый согласно п.3.14 или пп.3.24-3.29, см;

— предельное сопротивление поперечным перемещениям трубы, определяемое согласно п.3.15, кгс/см.

Исходя из расчетного радиуса изгиба, минимальное значение критического продольного усилия определяется по формуле

3.14. При прокладке подземного и наземного (в насыпи) трубопровода с упругим изгибом критическое продольное усилие определяется по формуле (23). Расчетный радиус изгиба принимается равным радиусу упругого изгиба оси трубы при выполнении следующего условия:

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

источник

Компенсатор на газопроводе

Компенсаторы для трубопроводов отопления: их виды, назначение и установка

Одним из способов решения этой задачи стали компенсаторы для трубопроводов отопления. Такие приспособления применяются не только на магистральных трубах и распределительных сетях, но и внутри домовых тепловых (и не только) разводках.

Краткое содержание статьи

Виды компенсаторов

Конструктивно такие приспособления бывают следующих видов:

Если сравнить данные виды элементов для сети отопления и водоснабжения с сильфонными компен-ом, то они имеют более важные недостатки. К ним относиться необходимость постоянного контроля протечек. Так же они плохо переносят угловые напряжения системы.

Перечисленные недостатки дополняет достаточно трудный ремонт и большие финансовые затраты на обслуживание.

Любой малоопытный мастер, логично поставит вопрос, зачем нужна установка этих механизмов в отопление и водоснабжение, если у них так много недостатков, нужна ли такая компенсация? Все дело в том, что сальниковые приспособления выделяются очень высокой компенсирующей способностью, и это становиться приоритетом при их выборе.

Они представляют собой конструкцию из стали. В нее входят две обечайки различного объема. Одну обечайку вставили в другую и между ними установили специальную прокладку. Без нее невозможна герметизация сальникового устройства и перемещение двух деталей относительно одна другой.

Давление на трубопроводе с таким элементом может подниматься до 2,5 МПа, а максимальная температура до + 300 градусов по Цельсию.

Сальниковые компенс-ы в свою очередь подразделяются на односторонние и двухсторонние. Двухсторонний тип отличается тем, что состоят из трех основных деталей (двух внутренних и одной наружной).

Уже было сказано, что эти устройства отличаются высокой возможностью компенсирования, и она увеличивается пропорционально увеличению объема сети.

К преимуществам в данном случае причисляют то, что П – образный компенсат. в системе отопления не так устойчив к циклическим смещениям, относительно начальной установки. Так же резиновые виды лучше переносят кратковременные осевые деформации (сжатия или растяжения). В сравнении с П-образными приспособлениями, резиновые устройствах лучше переносят внезапную остановку циркуляции и образование вакуума. После восстановления движения потока они продолжают функционировать.

Эти механизмы можно устанавливать в конструкцию, перекачивающую агрессивную химическую среду. Так же они не меняют своих способностей при поднятии температуры до 200 градусов.

Предпочтение к установке данного вида устройств, в отличие от П-образных приспособлений – это сеть с небольшим давлением, где возможны образования вакуума.

Рабочий элемент в таких механизмах расположен между стальными фланцами, а внутренний слой – это обечайка из резины. Этот элемент, собственно говоря, несет защитную функцию внутри.

При изготовлении данных элементов особое внимание уделяется прочности основного материала. Обычно такой материал отличается высокой морозоустойчивостью и стойкостью к ультрафиолету.Изоляционное покрытие на таких элементах способно выдерживать высокий температурный режим и устойчиво к механическому повреждению теплосети.

В дополнение к таким деталям ставят термозащитный кожух.

Тканевые механизмы бывают следующих видов: устройства для работы с агрессивной химической средой; приспособления для установки в магистраль с высокой температурой; механизмы для работы в условиях низкотемпературного режима; многослойные устройства, имеющие внутреннюю изоляцию.
Линзовый тип устройств. Линзовые приспособления для трубопроводов отличаются эффективной работой при сглаживании осевых или угловых перемещений теплосети, вызванных температурным воздействием.Составляют этот механизм линзы. Каждая из них является сваренными по окружности полулинзами из штампованной стали. Благодаря своему устройству эти приспособления растягиваются и сжимаются, чем и сглаживают удлинение.

Если сравнить этот вид устройств с сильфонными, то преимущества получаются на стороне первого вида. Все дело в том, что линзовые устройства для магистрали отопления или водоснабжения лучше переносят высокую температуру и проявляют более высокую жесткость. Но, функционировать на очень высоком уровне на теплотрассе они не могут.

Данный тип механизмов обширно применяют в промышленности. Линзовые механизмы по ГОСТу бывают таких видов: осевой КЛО; угловой механизм; прямоугольный ПГВУ; круглые ПГВУ.

Но, используя эти механизмы, необходимо учесть, что эти изделия не подлежат ремонту. В случае поломки (потере герметичности), их необходимо менять на новые.Так же таким приспособлениям понадобиться регулярная проверка и подтяжка болтов. Окрашивать такие виды компенсирующих механизмов не рекомендуют, по причине возможного повреждения поверхности.
Радиальные варианты теплового компенсирования на трубопроводах.Эти виды сглаживающих элементов для тепловых сетей эффективно работают на магистралях отопления и водоснабжения, проложенных зигзагом, змейкой, или немножко изогнутыми компенсирующими участками.В большинстве случаев эти виды компенсирующих элементов для тепловых сетей считают наиболее целесообразными, потому, что они без затруднений пропускают чистящие устройства (например, поршни).

Данный вид приспособлений выгоден тем, что его можно ставить на магистрали отопления и водоснабжения любой конфигурации. Но специалисты рекомендуют устанавливать его только после того, как компенсировать естественными вариантами не получается.

  • П – образные. Могут быть горизонтальными, вертикальными или наклонными. Их основное назначение – компенсация тепловых линейных расширений, а также гашение вибрации по системе трубопровода.

Установка компенсирующих систем весьма желательна на трубопроводах систем отопления и разводках горячего водоснабжения внутридомовых тепловых сетей частного дома.

Установка компенсаторов обязательна независимо от материала трубопровода;

Такие вставки практически идеально реагируют на удлинение или укорачивание трубы под воздействием температур значительно снижают вибрационные явления. Могут применяться с предварительным натяжением для увеличения амплитуды колебаний. Преимуществом таких механизмов является способность переносить повышенные нагрузки и компактность, существенно снижающая объем земляных работ;

При использовании таких приспособлений возникает необходимость постоянного контроля над их работой с периодической подтяжкой грундбуксы, что производится во время профилактических осмотров. Таким образом, возникает необходимость в устройстве смотровых колодцев, а также помещений в теплотрассе для обслуживания;

Конструктивно эти изделия изготавливаются из полулинз, изготовленных штамповкой из стального листа, сваренных по гребню. Бывают одно-, двух-, трех-, и четырех- линзовые компенсатор. Крепление к трубе производится сваркой или на фланцах. Размеры компенсаторов по диаметру трубы в диапазоне 100 – 2020 мм. Устанавливаются на закрепленных участках трубопровода для отопления. Выпускаются как угловые, так и прямые исполнения.

Такие же устройства квадратные и прямоугольные применятся для воздуховодов с высокой температурой;

  • предохранительные резиновые конструкции – применяются как виброгасящие вставки в различные трубопроводы для гашения вибраций от насосного оборудования при перекачке различных сред , а также слабоагрессивных растворов при температуре от -10 о С до +110 при давлении 1,0 – 1,6 МПа.

Кроме основной функции гашения вибраций успешно работает при тепловых деформациях трубопроводов для отопления, а также в случае возникновения радиальных смещений и угловых деформаций.

Компенсатор изготавливается из резины специальных сортов с добавлением полипропиленового каучука. Применяется армирование синтетическими нитями, что увеличивает срок службы изделия.

Такой тип приспособлений наиболее распространен для применения на водопроводных системах, поскольку, при своей надежности и простоте, имеет самую низкую стоимость.

Зачем нужны данные устройства

Компенсационные элементы для теплотрассы – это очень важные ее составные элементы. Не все имеют точное представление, под какой нагрузкой работает теплотрасса или трубопровод. А их функционирование находится под постоянным влиянием температуры и давления.

Высокая нагрузка от давления, гидроударов, температуры вызывает сжатие и удлинение материала, из которого произведена сеть. Все эти факторы приводят к деформационным изменениям и повреждениям системы. Если всего этого не учесть, и не поставить защитный элемент, то система быстро выйдет из строя.

Выбор специального механизма лучше сделать еще на этапе планирования системы, предварительно выполнив расчет возможной перегрузки системы теплоснабжения или водоснабжения. После этого можно устанавливать эластичную конструкцию, которая имеет способность компенсирования.

Применять детали для сглаживания нагрузок рекомендовано ко всем магистралям. При этом необходимо четко понимать, что безаварийная работа и надежность трубопровода отопления из стали или пластика напрямую зависит от правильно решенного вопроса компенсации.

Компенсационные механизмы в свою очередь так же изготовляют из различных материалов. Поэтому к выбору устройства для той или иной ситуации необходимо подойти со всей ответственностью, ведь только так можно продлить срок службы сети отопления или водоснабжения, а значит сэкономить на дорогостоящих ремонтах.

Компенсаторы на трубопроводах из полипропилена

Композитные материалы и пластики все более активно входят в жизнь в части использования их на трубопроводах. Хотя коэффициент линейного теплового расширения пластиков заметно ниже, чем у металла, компенсировать тепловые деформации не менее важно. Вибрационные нагрузки для трубопроводов из таких материалов также крайне нежелательны.

Применяя такие предохранители, исключают негативное влияние гидроударов, а также резкого повышения температуры (системы отопления). Таким образом, их можно рассматривать как предохранительные устройства, обеспечивающие целостность системы отопления или горячего водоснабжения.

Назначение компенсаторов для отопления

Устройства этого типа выполняют специфические, но крайне важные функции:

  1. Гашение вибрации труб, возникающих по сети от работы насосов. Даже если это явление не ощущается тактильно или визуально, оно обязательно присутствует. Особенно опасно совпадение частоты вибрации от насоса с собственной частотой трубопровода. При этом может возникнуть резонанс, способный увеличить амплитуду колебаний многократно, быстро разрушающий трубопроводную систему.
  2. Компенсация линейного теплового расширения в сетях, возникающего при изменении температуры теплоносителя. Происходящее удлинение или укорачивание труб вызывает дополнительные напряжения на сварных или муфтовых соединениях, снижая срок их эксплуатации вплоть до разрушения последних.
Читайте также:  Установка кондиционера с двумя внутренними блоками

Применение таких предохранителей на трубах систем отопления значительно повышает срок их службы, увеличивает межремонтные периоды на теплотрассах.

Установка и монтаж приспособлений в жилом доме

Установка компенсаторов на систему водоснабжения жилого дома должна быть произведена в соответствии с требованиями проектной документации. Способ его крепления – приваркой патрубков изделия к трубопроводу.

Установка компенсаторов производится при отсутствии давления, а также продуктов перекачки в трубопроводе. Необходимо контролировать соосность трубы с корпусом компенсатора, что позволит избежать возникновения радиальных нагрузок на систему при эксплуатации. Возникновение таких нагрузок чревато заеданием и поломкой подвижных частей устройства.

К работам по монтажу данных конструкций на трубопроводах систем отопления нужно приступать после закрепления его секции в неподвижных опорах и только на прямых участках. На вертикальных участках нужно избегать давления весом системы на компенсатор.

Кроме неподвижных, на трубопроводе нужно устанавливать скользящие опоры для предотвращения его деформации под нагрузкой при тепловом расширении.

Величина трения на этих узлах учитывается при расчете максимальной длины участка с компенсатором при проектировании. Если устанавливаются устройства в сильфонном исполнении, на этом участке нельзя применять опоры подвесного типа.

При проектировании неподвижных опор необходимо учесть следующее:

  • Усилие, создаваемое компенсатором «на распор».
  • Усилие жесткости устройства.
  • Силу трения в скользящих опорах.

Установка предохраняющих конструкций допускается как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопровода. При этом стрелка на корпусе изделия должна быть направлена по направлению тока теплоносителя, а на вертикальных участках – всегда вниз независимо от направления перемещения теплоносителя.

Компенсаторы не обслуживаются, при возникновении неисправности подлежат замене на новый.

Рынок этих изделий наполняется, как правило, за счет отечественных производителей. Их продукция характерна вполне сносным качеством, устойчивой работой. Резиновые вибрационные вставки успешно выпускает компания «Армартек», их продукция собственной разработки имеет небольшие размеры, удобна в монтаже.

Активно развивается производство сильфонных компенсаторов, которые представляются компаниями «Металкомп» и «Компенз» с довольно приличным качеством.

Однако охватить всю размерную и типовую гамму, востребованную на рынке, на сегодняшний день не удается. Поэтому ряд размеров компенсаторов приходится завозить из-за рубежа, что успешно делают компании «АНТ» и «Апель», закрывая нишу дефицита за счет импорта и одновременно производя собственную продукцию.

Различные конструкции компенсаторов для отопления, значительно увеличивают срок службы отопительных систем в целом, устраняя дополнительные нагрузки.

Затраты, понесенные при их приобретении и установке, с лихвой окупаются длительным сроком эксплуатации отопления. Успехов вам!

Компенсатор на газопроводе

5.6. Компенсация температурных деформаций трубопроводов

5.6.1. Температурные деформации следует компенсировать за счет поворотов и изгибов

трассы трубопроводов. При невозможности ограничиться самокомпенсацией (например, на

совершенно прямых участках значительной протяженности) на трубопроводах устанавливаются П-

образные, линзовые, волнистые и другие компенсаторы.

В тех случаях, когда проектом предусматривается продувка паром или горячей водой,

компенсирующая способность трубопроводов должна быть рассчитана на эти условия.

5.6.2. Не допускается применять сальниковые компенсаторы на технологических

трубопроводах, транспортирующих среды групп А и Б.

Не допускается установка линзовых, сальниковых и волнистых компенсаторов на

трубопроводах с условным давлением свыше 10 МПа (100 кгс/см2).

5.6.3. П-образные компенсаторы следует применять для технологических трубопроводов

всех категорий. Их изготавливают либо гнутыми из цельных труб, либо с использованием гнутых,

крутоизогнутых или сварных отводов.

5.6.4. Для П-образных компенсаторов гнутые отводы следует применять только из

бесшовных, а сварные – из бесшовных и сварных прямошовных труб. Применение сварных

отводов для изготовления П-образных компенсаторов допускается в соответствии с указаниями

5.6.5. Применять водогазопроводные трубы для изготовления П-образных компенсаторов не

допускается, а электросварные со спиральным швом рекомендуются только для прямых участков

5.6.6. П-образные компенсаторы должны быть установлены горизонтально с соблюдением

необходимого общего уклона. В виде исключения (при ограниченной площади) их можно

размещать вертикально петлей вверх или вниз с соответствующим дренажным устройством в

низшей точке и воздушниками.

5.6.7. П-образные компенсаторы перед монтажом должны быть установлены на

трубопроводах вместе с распорными приспособлениями, которые удаляют после закрепления

трубопроводов на неподвижных опорах.

5.6.8. Линзовые компенсаторы, осевые, а также линзовые компенсаторы шарнирные

применяются для технологических трубопроводов в соответствии с нормативно-технической

5.6.9. При установке линзовых компенсаторов на горизонтальных газопроводах с

конденсирующимися газами для каждой линзы должен быть предусмотрен дренаж конденсата.

Патрубок для дренажной трубы изготавливают из бесшовной трубы. При установке линзовых

компенсаторов с внутренним стаканом на горизонтальных трубопроводах с каждой стороны

компенсатора должны быть предусмотрены направляющие опоры на расстоянии не более 1,5 Ду

5.6.10. При монтаже трубопроводов компенсирующие устройства должны быть

предварительно растянуты или сжаты. Величина предварительной растяжки (сжатия)

компенсирующего устройства указывается в проектной документации и в паспорте на

трубопровод. Величина растяжки может изменяться на величину поправки, учитывающей

5.6.11. Качество компенсаторов, подлежащих установке на технологических трубопроводах,

должно подтверждаться паспортами или сертификатами.

5.6.12. При установке компенсатора в паспорт трубопровода вносят следующие данные:

техническую характеристику, завод-изготовитель и год изготовления компенсатора;

расстояние между неподвижными опорами, необходимую компенсацию, величину

температуру окружающего воздуха при монтаже компенсатора и дату.

5.6.13. Расчет П-образных, Г-образных и Z-образных компенсаторов следует производить в

соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

5.7. Требования к снижению вибрации трубопроводов

Виды и назначение компенсаторов

Компенсаторы трубопроводов — специальные устройства, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

На систему трубопроводов постоянно воздействует множество внешних факторов (давление, температура). Высокие нагрузки (технические характеристики свойства транспортируемых сред) вызывают сжатия и удлинения материалов, из которых изготовлены трубопроводы. Перепады давления, гидравлические удары приводят к их деформации, серьезным повреждениям. При планировании трубопровода приходится учитывать перегрузки системы и выполнять эластичную конструкцию со способностью к самокомпенсации.

Эту роль как раз и выполняют компенсаторы, соединяющие два конца трубопровода, которые берут компенсацию на себя. Это гибкие устройства, они могут растягиваться в пределах своей деформации и обеспечивать высокую герметичность.

Применяются по своему назначению в ЖКХ, строительстве, ВПК, нефтяной и газовой промышленности, в энергетике, судостроении, в атомной промышленности и многих других.

Основными параметрами для выбора компенсатора являются: температура среды, давление, агрегатное состояние перемещаемой среды.

Сильфонные компенсаторы. Они достаточно практичны и эффективны в эксплуатации, они обладают малыми размерами, а устанавливать их достаточно просто и легко. Кроме этого сильфонные компенсаторы обладают отличной стойкостью и надежностью, они могут выдерживать большие нагрузки и сохранять свои функции при расположении труб в тяжелых эксплуатационных условиях. Основным местом применения сильфонных компенсаторов являются системы с жидкими и парообразными средами, работающие при высоких давлениях и высоких температурах. Сильфонные компенсаторы предназначены для компенсации температурных расширений, несоосностей трубопроводов и вибрационных воздействий. Широко применяются в энергетике, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности.

Сальниковые компенсаторы. Предназначены для компенсации температурных деформаций трубопроводов водяных и паровых теплосетей, с параметрами воды и пара: рабочем давлении до 2,5 МПа (25 кгс/см2), температуре воды до 200˚С, температуре пара до 300˚С. Это самый старый, применяемый по сей день вид компенсаторов. Сальниковые компенсаторы имеют существенные недостатки по сравнению с сильфонными. Это – постоянный контроль протечек, нетерпимость к угловым напряжениям, трудности ремонта, высокие денежные затраты на обслуживание, в том числе на содержание персонала. Из плюсов – высокая компенсирующая способность.

Линзовые компенсаторы. Предназначенные для компенсации температурных расширений и приданию жесткости трубопроводу, в котором необходимо поддержание относительно высокого давления. Готовые изделия отличаются сравнительно низкой самокомпенсацией, имеют много сварочных швов, из-за чего снижается их надежность. Но имеют большую прочность и способны выдерживать высокие значения угловых и осевых напряжений. Также данный вид компенсаторов применяют для компенсации давлений в емкостях (бойлерах). Такие компенсаторы могут быть с одной, двумя, тремя и четырьмя линзами.

Антивибрационные компенсаторы. Необходимы для понижения вибрации и шума. Гибкие вибровставки из резины применяют, если необходимо устранить передачу в трубопроводах вибрации. Устройство сдерживает чрезмерное удлинение и расширение труб, снижает до определенного уровня гидравлические удары, препятствует развитию электролитической коррозии.

Компенсатор на газопроводе

И если от воздействия внешних факторов трубопровод можно защитить путем проведения различных мероприятий (например, изолировать, покрасить, утеплить), то воздействия некоторых внутренних факторов можно избежать, используя специальные устройства – трубопроводные сильфонные компенсаторы.

К внутренним факторам относятся свойства и технические характеристики транспортируемых сред (давление и температура), а также связанные с этими свойствами последствия: удлинения или сжатия вследствие температурных колебаний (как известно, при нагревании материалы имеют свойства расширяться, а при остывании сужаться; коэффициенты теплового расширения не являются большими величинами, но если при небольшой длине трубопровода ними можно пренебречь, то при протяженности в несколько сотен метров или километров это может привести к серьезным повреждениям и аварийным ситуациям), деформации вследствие перепадов давления (особенно в случае возникновения гидравлических ударов) и т.д.

Как правило, планируя системы трубопроводов, проектировщики учитывают целый ряд факторов, в том числе возможные напряжения и температурные деформации материалов трубопровода, и стараются защитить систему от нагрузок. Для этого предусматривают в системе возможность удлиняться (или сжиматься), делая участки трубопровода не слишком длинными (компенсируя напряжения за счет изгибов и поворотов), то есть планируют максимально возможную эластичную конструкцию, способную к самокомпенсации. Если же по каким-либо причинам рассчитываемой самокомпенсации недостаточно для гашения возможных нагрузок, используют специальные устройства – трубопроводные компенсаторы.

Компенсаторами трубопроводов называют гибкие и способные к растяжению в пределах своих деформаций устройства, которые устанавливаются в трубопроводы и берут на себя основную долю компенсации. Соединяя собой два конца трубопровода, задача компенсаторов кроме основной своей функции гашения возможных деформаций системы, обеспечивать высокую герметичность.

Трубные компенсаторы

Данный вид компенсаторов – самый простой вид использования свойств самокомпенсации. П-образные компенсаторы используются при большом диапазоне температур и давлений. Они производятся целиком изогнутыми из одной трубы.

Линзовые компенсаторы

Линза – это элемент сварной конструкции, состоящий из двух металлических, точнее стальных, тонкостенных полу линз. Исходя из этого, ясно, что такая конструкция легко сжимается. Линзовые компенсаторы – это ряд из последовательно включенных в трубопровод линз. Каждая такая линза имеет сравнительно небольшие компенсирующие свойства. И именно, исходя из требуемой компенсирующей способности, выбирается количество линз компенсатора. Внутри компенсатора
встроены стаканы для ослабления сопротивления движению теплоносителя. А для выпуска конденсата в нижние части каждой линзы ввариваются дренажные штуцера.

Сальниковые компенсаторы

Сальниковые компенсаторы – это два вставленных друг в друга патрубка. Для герметизации пространства между патрубками применяется сальниковое уплотнение с грундбуксой. Данный вид компенсаторов обладает хорошим компенсирующим свойством и довольно небольшими размерами. Но их очень редко используют в технологических трубопроводах, из-за трудности герметизации сальниковых уплотнений. Также их совершенно не рекомендуется применять для трубопроводов токсичных, горючих и сжиженных
газов. Сальниковые компенсаторы имеют ряд значительных недостатков. Таких, как: они требуют постоянный уход в процессе работы, сальниковое уплотнение очень быстро изнашивается, то есть нарушается герметизация.

Сильфонные компенсаторы

Компенсаторы данного вида имеют небольшие размеры. Их можно применять на любом участке трубопровода и при любом варианте его прокладки. Сильфонные компенсаторы не нуждаются в особом уходе и создании специальных камер. Срок эксплуатации таких компенсаторов равен сроку эксплуатации труб. Сильфонные компенсаторы отлично защищают трубы от динамических и статических нагрузок, которые могут возникнуть из-за гидроудара, вибрации или деформации. При производстве сильфонных компенсаторов применяют только высококачественные, нержавеющие стали. Поэтому они легко работаю в самых различных условиях, даже очень жестких (например, при температуре рабочей среды от 0 до 1000 градусов Цельсия и давлении от вакуума до 100атм). Конечно, исходя из внешних условий и конструкции компенсатора.

Читайте также:  Установка ксенона yeti skoda

Следующий раздел: краны шаровые сварные и фланцевые naval, типы компенсаторов и их краткая характеристика

Опыт применения сильфонных компенсаторов на магистральных газопроводах

Актуальной проблемой при строительстве и эксплуатации магистральных газопроводов является вопрос продольной устойчивости. Впервые потеря продольной устойчивости серьезно отразилась на работоспособности магистрального газопровода Бухара-Урал (Ду 1000 мм).

В результате проведенных исследований были выработаны рекомендации, которые сводились к ограничению разницы температуры укладки, засыпки плетей и сварки замыкающих стыков, более качественному выполнению проектных решений, проведению работ по дополнительному защемлению трубопровода и т.п. Указанные рекомендации не дали желаемых результатов.

Потери продольной устойчивости продолжали наблюдаться на системе трубопроводов Средняя Азия-Центр Ду 1200, 1400, а затем в значительных масштабах на северных газопроводах.

Проблема обеспечения устойчивости подземных магистральных газопроводов связана с разработкой новых, нетрадиционных технических решений, способствующих компенсации линейных расширений трубопроводов и снижающих напряженно-деформированное состояние до безопасного уровня.

Одним из наиболее перспективных направлений является применение многослойных сильфонных компенсаторов, выгодно отличающихся от компенсаторов других типов (линзовых, сальниковых, складчатых, волнистых, лиро- и П-образных, резинометаллических и других): большей компенсирующей способностью при малой жесткости, оптимальными массогабаритными показателями, коррозионной стойкостью к другими.

Сильфонные компенсаторы более 40 лет широко используются в судостроительной, авиационной, химической, нефтяной и ряде других отраслей для восприятия статических и динамических перемещений трубопроводов и механизмов компенсации тепловых расширений трубопроводов, а также для снижения уровня вибрации, передаваемой по трубопроводам.

Многолетний опыт эксплуатации сильфонных компенсаторов в различных отраслях промышленности показал их эффективность и надежность.

Основным элементом сильфонного компенсатора является сильфон — многослойная гофрированная оболочка, способная воспринимать деформации растяжения-сжатия, сдвига и углового поворота (изгиба).

Сильфоны изготавливаются из многослойной трубы методом гидравлического формования в специальной оснастке. Многослойная труба представляет собой пакет однослойных цилиндрических обечаек, вставленных одна в другую. Обечайки, в свою очередь, изготавливаются из листовой или рулонной нержавеющей стали толщиной не более 0,5 мм, марки 05Х18Н10Т сваренной аргонно-дуговой сваркой в стык. Толщина многослойной трубы, а следовательно, и сильфона определяется многими Факторами — внутренним рабочим давлением, величиной рабочего хода, устойчивостью и т.д. Заданная геометрия гофров сильфонов достигается путем применения специальной гидроформовочной оснастки. Для дополнительного восприятия внутреннего давления рабочей среды, уменьшения жесткости сильфонов и снижения его толщины во впадинах гофров сильфонов предусмотрены армирующие кольца, которые остаются во впадинax гофров во время и после формования сильфонов.

Во время гидроформования сильфона возможно попадание воды между его слоями. Для удаления этой воды сильфоны просушиваются в электропечи в течение 3 ч при температуре 300-350 °С. Просушенный сильфон приваривается аргонно-дуговой сваркой к кольцам. Сварной шов подвергается радиографическому контролю. К кольцам, в свою очередь, привариваются присоединительные патрубки с разделкой под приварку к газопроводу. Все сварные швы сильфонного компенсатора подвергаются радиографическому контролю.

В связи с тем, что во время эксплуатации сильфонного компенсатора в составе газопровода возможно воздействие на газопровод и сильфонный компенсатор боковых сил (подвижка грунтов, ветровые нагрузки и т.д.), для предотвращения разрушения сильфонного компенсатора в его конструкции предусмотрен наружный защитный кожух. При этом толщинa кожуха (8 мм) выбрана с учетом равнопрочности сильфонного компенсатора и газопровода при воздействии боковых сил. Для этой цели служит упорное кольцо, ограничивающее перемещение сильфонов в радиальном направлении при действии боковых сил. Присоединительный патрубок имеет гладко обработанную наружную поверхность. По данной поверхности происходит скольжение уплотнительных прокладок, препятствующих попаданию влаги и грунта в полость между сильфоном и кожухом во время эксплуатации сильфонного компенсатора. Для установки этих уплотнительных прокладок служат цилиндр и кольцо, затягиваемое болтами.

Таким образом, с помощью цилиндра, колец и кожуха между кожухом и сильфоном создается замкнутая полость, куда в случае разгерметизации сильфона начинает поступать газ. Для своевременного обнаружения утечки газа в кольце предусмотрено отверстие для установки датчика течки газа, а в самом сильфоне во всех слоях, кроме внутреннего, просверлены отверстия диаметром 1,5-2 мм на цилиндрическом участке в районе приварки сильфона к кольцу.

В связи с тем, что в начале разрушения сильфона разрушается внутренний слой, а остальные слои остаются целыми еще какое-то время, газ под внутренним (разрушенным) слоем через отверстие попадает в замкнутую полость между кожухом и сильфоном, где на него реагирует датчик. Так как разрушение слоев происходит постепенно, начиная с внутреннего, спонтанного выхода из строя не происходит. Сильфонный компенсатор сохраняет работоспособность в течение 2-10 недель, достаточных для его замены на новый сильфонный компенсатор.

Для снижения аэродинамического сопротивления сильфонного компенсатора и уменьшения влияния скоростного напора потока рабочей среды и исключения механических повреждений гофров сильфона в конструкции сильфонного компенсатора предусмотрены внутренние направляющие патрубки.

Указанные сильфонные компенсаторы предпочтительно эксплуатировать с применением монтажного натяга (изменение длины сильфонного компенсатора в сторону противоположную его рабочему ходу), т.е. заранее подвергая его растяжению и увеличивая тем самым его компенсирующую способность на сжатие. Для этой цели в конструкции сильфонного компенсатора предусмотрено специальное приспособление, состоящее из шпильки, втулки, швеллера и гаек, которые после монтажа сильфонного компенсатора в газопровод удаляются.

Опыт эксплуатации сильфонного компенсатора в течение 30-40 лет позволяет сделать заключение о том, что при соблюдении требований нормативно-технической документации срок их эксплуатации исчисляется десятками лет. Вместе с тем, развитие судостроительной, авиационной и других отраслей промышленности ставит задачи создания новых конструкций сильфонных компенсаторов, воспринимающих различные виды длительных нагрузок в особо тяжелых условиях эксплуатации при повышенных давлениях, температурах и агрессивности сред.

До настоящего времени в системах магистральных газопроводов эксплуатируется около 3500 ГРС, обеспечение надежности и безопасной эксплуатации которых требует проведения коренной реконструкции их технологических газопроводов, к которым следует отнести, прежде всего, коммуникации узла редуцирования, испытывающие нагрузки от перемещения подземных коллекторов при пучении грунтов и вибрации, обусловленной сверхкритическими скоростями редуцируемого газа.

Обеспечение устойчивости и безопасности эксплуатации реконструкциированных и проектируемых узлов редуцирования возможно при принятии новых решений по конструкции коммуникаций.

Одним из таких решений является использование сильфонного компенсатора как на низкой, так и на высокой сторонах узла редуцирования (рис.1). Для реализации принципиально нового решения необходимо знание характера и уровня нагрузок, действующих на конкретном объекте, а также последующая расчетно-проектная проработка для выбора расчетной схемы и конструкции сильфонного компенсатора.

На рис.2 представлено возможное решение по реконструкции технологических газопроводов узла редуцирования.

Наиболее актуальным является создание сильфонного компенсатора для газовой промышленности и, в первую очередь, для магистральных газопроводов (КС, ГРС и линейной части).

Сотрудничество специалистов ВНИИГАЗа, Оргдиагностики, Самаратрансгаза, Лентрансгаза, СКТБ «Компенсатор», НПФ «Силко», ОАО «Металкомп» и др. позволило выполнить комплекс НИР и ОКР в области создания высоконапорных сильфонных компенсаторов для магистральных газопроводов, включающий:

1. Исследование напряженно-деформированного состояния армированных сильфонных компенсаторов с П-образным профилем гофра.

Исследования проводились методом линейной теории оболочек. Для каждой из тороидальных оболочек получены разрешающие уравнения, с помощью которых определены все усилия и моменты в оболочке. Составлены граничные условия и условия сопряжения. После построение решений разрешающих уравнений и определения произвольных постоянных получены формулы для расчета поворота и смещения крайнего сечения гофра относительно плоскости симметрии гофра, а также формула для сдвигового перемещения сильфонов.

Расчет многослойных сильфонов проводился в предположении независимой работы слоев. Это допущение в дальнейшем проверялось экспериментальным путем

При исследовании напряженно-деформированного состояния армированного сильфона, подверженного действию распределенного внутреннего давления и осесимметричной нагрузки, основное разрешающее уравнение тороидальной оболочки принималось в форме Мейснера-Лурье.

Учитывая, что в рассматриваемых конструкциях сильфоны изготавливались из тонкостенных оболочек, решение основных разрешающих равнений строилось асимптотическим методом. В работе получены зависимости для определения напряженного состояния в гофрах и осевого перемещения одного торца сильфона относительно другого.

Проверка основных результатов теоретических исследований проводилась экспериментально. Результаты экспериментальных исследований вменения величин напряжений и характер их распределения на поверхности однослойных и многослойных сильфонов под действием внутреннего давления и осевой нагрузки подтвердили возможность использования анализа поведения однослойных армированных сильфонов для практического решения задачи оптимального проектирования многослойных сильфонов [1].

2. Исследование циклической прочности сильфонных компенсаторов.

В системах трубопроводов сильфонные компенсаторы работают в условиях малоциклового нагружения (10 2 — 10 4 циклов). Наиболее нагруженные зоны гофров подвергаются циклическому упругопластическому деформированию. При этом деформации могут достигать величины порядка 0,5-2 %.

Расчетный метод оценки прочности по локальным значениям напряжений или деформаций связан с чрезвычайно большими трудностями как принципиального, так и технического характера. Затруднения, связанные с разработкой строгих методов расчета сильфонных компенсаторов на малоцикловую усталость, и настоятельная необходимость решения ответственных практических задач обусловили разработку приближённой методики расчета с использованием результатов исследований работ сильфонов в упругой области в комбинации с экспериментальными данными.

3. Экспериментальное исследование вибропрочности сильфонного компенсатора при протекании среды [2].

Исследования проводились на стендах ПО «Кировский завод» (рабочая среда — воздух, пар). Исследовались сильфонные компенсаторы Ду 100 и Ду 300 сдвиговой и разгруженной конструкций.

В процессе испытания определялись: пульсация потока среды, напряженно-деформированное состояние гофров и направляющих патрубков, уровни вибрации на входном и выходном фланцах сильфонного компенсатора, а также рабочие параметры среды (v, t, p).

исследования проводились в диапазоне:

  • уровни вибрации от 20 до 123 ДБ;
  • скорость среды в сильфонном компенсаторе от 40 до 290 м/с;
  • температура среды от 180 до 350 °С;
  • рабочее давление среды от 4 до 31 кгс/см 2

Все сильфонные компенсаторы испытания выдержали, герметичность и устойчивость не потеряли. Отслоения или повреждения слоев после испытаний не обнаружено.

На основании проведенных исследований:

1. Разработаны конструкции сильфонных компенсаторов Ду 500 поворотного типа для газораспределительных станций (ГРС) и установлены (рис.3) на выходных газопроводах ГРС «Северная» с целью снятия напряжений, возникающих под действием силы морозного пучения грунта. Полученные в результате качественная и количественная оценки напряженно-деформированного состояния выходных трубопроводов ГРС «Северная» подтвердили снижение до безопасного уровня напряжений, возникающих в трубопроводах при действии рабочих нагрузок и пучении грунта [3].

Поворотные сильфонные компенсаторы Ду 500 успешно эксплуатируются на выходных трубопроводах ГРС «Северная», начиная с 2001 г.

2. Изготовлены опытные образцы высоконапорных сильфонных компенсаторов Ду 700, Ру 80 и проведены межведомственные испытания на заводских стендах. В процессе испытаний подтверждены жесткостные характеристики и циклическая прочность сильфонного компенсатора под действием повторно-статических нагрузок (N=11000 циклов).

3. Выполнен комплекс натурных испытаний партии высоконапорных сильфонных компенсаторов Ду 700 и Ду 400, Ру 80 кгс/см 2 в обвязке нагнетателя ГЦ-2-360 на тольяттинском опытно-промышленном стенде (рис.4). Результаты испытаний свидетельствуют о высоком запасе эксплуатационной надежности сильфонного компенсатора.

4. Разработаны сильфонные компенсаторы для подземных магистральных газопроводов Ду 500 — Ду 1000, Ру 75 кгс/см 2 с компенсирующей способностью ∆ос ≤ 200 (±100) мм.

Ведутся работы по созданию сильфонных компенсаторов Ду 1200 и Ду 1400, Ру 85 для подземных магистральных газопроводов с компенсирующей способностью до 300 (±150) мм.

В результате проведенных работ созданы предпосылки для широкого внедрения сильфонных компенсаторов в магистральных газопроводах с целью повышения устойчивости, надежности и технико-экономической безопасности объектов отрасли при минимальных капитальных затратах.

  1. Кулухов В. И. Экспериментальное исследование напряженного состояния однослойных и многослойных армированных сильфонных компенсаторов // Вопросы судостроения. 1984. Выпуск 2.
  2. Кулухов В. И. Исследование вибрации сильфонных компенсаторов в трубопроводах // Проблеммы надежности конструкций газопроводных систем. М.: ВНИИГАЗ, 1980.
  3. Харионовский В. В., Степанов И. В., Клишин Г. С., Селезнев В. Е., Алешин В. В. Сильфонные компенсаторы для снижения напряжений в трубопроводах ГРС // Газовая промышленность. 2001. N 1.

источник

Добавить комментарий