В каких ситуациях устанавливают фланцевые компенсаторы? Магистральный, технологический, коммунально-сетевой и другие типы трубопровода

Компенсатор представляет собой гибкий элемент, состоящий из упругого сильфона и соединительных фланцев. Предназначен для компенсации теплового, радиального и осевого расширения, механических вибраций и осцилляций (колебаний), для почти полного поглощения шума в трубопроводах, магистралях бытового водоснабжения, системах отопления, соединениях насосов и двигателей. 

Конструкция каучука фланцевого компенсатора обеспечивает плотное прилегание к контрфланцу, поэтому прокладка не требуется. Гибкая вставка устойчива к воздействию различных агрессивных сред, на нее не влияет постоянное давление внутренней среды, и даже после длительного использования она не теряет своих функций. Контрольные стержни являются дополнительным элементом во фланцевых компенсаторах и служат для регулирования возможных перепадов давления и других неконтролируемых выбросов энергии через компенсатор.

• Рабочее давление PN 10-16 кгс/см²
• Номинальный диаметр DN 40-1200 мм

Гибкие вставки изготовлены из жаростойкой синтетической резины двух видов: бутадиен-нитрильный каучук NBR и этилен-пропиленовый каучук EPDM. Два варианта резины открывает широкий спектр работы с различными видами среды: от воды до нефтепродуктов. 

• Этиленпропиленовый каучук (EPDM) не проводит электричество и не портится от погодных условий, воздействия воздуха, озона, солнца и химических веществ, таких как слабые кислоты, щелочи и некоторые виды растворителей (этиленгликоль, раствор 5%-15% азотной кислоты, хлорид натрия и т.п.). 

• Второй вариант - каучук NBR. Наиболее важное свойство резины на основе NBR – стойкость к действию агрессивных сред, в том числе к нефтепродуктам и высокая жаростойкость. Отлично работает в горячей воде и сохраняет свою форму под давлением в течение длительного времени. Компенсаторы из бутадиен-нитрильного каучука подходят для использования с минеральными маслами, бензином, мазутом, топливом с содержанием углеводородов до 40%, животными и растительными маслами и жирами, речными и морскими водами, разнообразными буровыми растворами, солевыми растворами при низких температурах, хладагентами HFA, HFB, HFC и этиленгликолями.

Компенсаторы ЧЕГЛОК отличаются надежностью и долговечностью. Доступны различные варианты материала для фланцев (сталь 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т), а также цинкование. По всему периметру резинокордовая вставка усилена нейлоновым кордом. Благодаря этому повышается общая прочность конструкции. Нейлоновый корд представляет собой гибкий каркас, интегрированный во внутреннюю часть каучука. Начиная от номинального диаметра в 125 мм в каучук встроены нити металлического корда. Это дополнительно увеличивает прочность соединения.

➤ В каких случаях устанавливают резиновый компенсатор на трубу?

Обратимся к правилам внутри ПБ 03-585-03, ПБ 10-573-03, СНиП 3.05.03-85 и СНиП 2.05.06-85. Стандарты рассматривают широкий спектр видов компенсаторов, а именно: П-образные, Г-образные, Z-образные, сальниковые, линзовые, волнистые, шарнирные и другие компенсаторы. Фланцевые компенсаторы с гибкой вставкой являются относительно новым и перспективным изделием, для которого на данный момент не существует отдельных ГОСТов или стандартов. Компенсаторы под торговой маркой ЧЕГЛОК соответствуют техническому условию ТУ 3799-001-94568095-2018. Разберем несколько важных требований температурной деформации, которые установлены технической документацией для трубопроводов пара и горячей воды, коммунально-тепловых теплопроводов, технологических и магистральных трубопроводов.

➤ Технологические трубопроводы

• трубопроводы низкого давления (PN до 10 МПа включ.). В зависимости от опасности транспортируемого вещества (взрыво-, пожароопасность, вредность), выделяют три группы А-В. Основываясь на температуре и давлении, выделяют 5 категорий (I-V);
• высокого давления (PN >10 до 320 МПа); 
• пара и горячей воды и газопроводы (PN свыше 1,2 МПа ТЭС). 

При проектировании трубопроводов, заранее учитываются участки с увеличенными температурными деформациями, для этого на линии выстраивают повороты и изгибы. Однако, самокомпенсация не спасет в 100% случаев. К примеру, не обойтись без компенсаторов на прямых участках трубопровода со значительной протяженностью. Каждый трубопровод, где проектом предусмотрена продувка паром или горячей водой, должен быть оснащен компенсирующим устройством, чтобы избежать последствий после неконтролируемых выбросов энергии. Компенсатор нивелирует осевое сжатие, осевое удлинение, угловые отклонения или поперечные движения при проверке на линии. На трубопроводах с условным давлением более 10 МПа запрещено использование линзовых, сальниковых и волнистых типов компенсаторов. При транспортировке токсичной среды (группа А) и взрыво- и пожароопасных веществ (группа Б) нельзя применять сальниковые компенсаторы, тогда как для категорий А-В идеально подойдут П-образные компенсаторы. [1] 

Фланцевый компенсатор торговой марки ЧЕГЛОК подходит для эксплуатации в агрессивных условиях благодаря возможности подбора подходящего материала каучука (например, NBR или EPDM). Так как фланцевое соединение не контактирует с внутренней средой трубопровода, оно может изготавливаться из различных материалов, в зависимости от условий эксплуатации. Монтаж такого компенсатора осуществляется при помощи стандартного крепежа (болты/шпильки, шайбы, гайки), что делает его удобным и безопасным решением для применения в условиях, где запрещено использование сварки, в том числе для транспортировки взрыво- и пожароопасных веществ.

➤ Трубопроводы пара и горячей воды

• Делятся по рабочим параметрам среды (температуре и давлению) на четыре категории I-V и четыре группы 1-4.

Запрещается использование чугунных сальниковых компенсаторов для смягчения расширения и сжатия труб между двумя фиксированными точками опоры. Вместо этого, тепловые удлинения должны быть компенсированы либо через естественный процесс самокомпенсации, либо путем установки дополнительных компенсаторов. [2] На пар и горячую воду подойдет односекционный фланцевый компенсатор ЧЕГЛОК из этилен-пропиленового каучука EPDM. Температура рабочей среды <120°С при температуре окружающей среды от - 15 до + 40°С. Этилен-пропиленовый каучук обладает отличными электрическими, изоляционными и диэлектрическими свойствами. Резина EPDM отличается высокой озоностойкостью. 

На паропроводах с внутренним DN 150 мм при температуре пара от 300 °С и более, необходимо установить индикаторы для контроля расширения линии и проверки правильности работы системы в виде опорно-подвесной системы. 

➤ Коммунально-сетевые трубопроводы

• газопроводы (категории I-IV); 
• теплопроводы (по надежности систем теплоснабжения делятся на три категории);
• водопроводы (категории I-III, связаны с категориями централизованной системы водоснабжения по степени обеспеченности подачи воды);
• трубопроводы сточных вод насосных станций (3 категории).

Важно предусмотреть возможность расширения и сжатия стальных труб при изменении температуры в работе теплопроводов. Если этого не сделать, при нагревании трубы в ее стенках могут появиться большие напряжения, которые могут привести к разрушению трубы. Сильфонные (волнистые) и сальниковые компенсаторы должны устанавливаться в собранном виде. [3]

Во время подземной установки тепловых сетей, установка компенсаторов должна производиться только после проведения испытаний трубопроводов на герметичность и прочность. Если во время испытаний трубопровода на прочность и герметичность не было обнаружено протечек, падений давления, разрывов, запотевания швов, то испытания считаются успешными. Также не должно быть видно течи во всех элементах трубопровода, таких как основной металл, фланцевые соединения, арматура, компенсаторы и другие элементы. Кроме того, сам трубопровод и неподвижные опоры не должны сдвигаться или деформироваться. Компания ОНИКС получила сертификат на сейсмоустойчивость в соответствии с ГОСТ Р, что подтверждает высокое качество компенсаторов ТМ “ЧЕГЛОК” для использования в сейсмически опасных зонах (при землетрясениях). Сертификат подтверждает, что компенсаторы успешно прошли все испытания на сейсмо- и виброустойчивость, а их конструкция позволяет эффективно использовать их в промышленных установках в районах, подверженных землетрясениям.

➤ Магистральные трубопроводы

• магистральные газопроводы (на основе рабочего давления выделяют 2 класса);
• нефтепроводы и нефтепродуктопроводы (разделяют по условному диаметру и выделяют четыре класса).

В настоящее время возрастает роль мер, направленных на увеличение надежности оборудования при магистральной транспортировке природного газа. Одним из факторов, снижающих надежность работы оборудования компрессорных станций на магистральных газопроводах, является вибрация. Компенсаторы устанавливают рядом с насосным оборудованием для предотвращения рисков разрыва трубопровода, из-за изменения температуры стенок труб, внутреннего давления и других нагрузок.

Надежность и безопасность эксплуатации трубопроводов и принятые решения по установке фланцевых компенсаторов зависят от множества факторов:

• Механические свойства. Необходимо учитывать характеристики материалов, использованных при изготовлении трубопровода (прочность, пластичность и т. д.);
• Нагрузки. Важно понимать, какие нагрузки воздействуют на трубопровод: механические, тепловые и др.;
• Напряжение в линии. Важно учесть, какие виды напряжений возникают в трубопроводе: растяжение, сжатие, изгиб и др.;
• Расположение трубопровода. Имеет значение, находится ли трубопровод над землей или под ней;
• Длительность эксплуатации трубопровода с момента ввода его в действие;
• Состояние внутренней среды. Следует учесть, в каком состоянии находится внутренняя среда: жидкость, газ, паро-жидкостная смесь и др;
• Физико-химические характеристики перекачиваемой среды: токсичность, коррозионная активность, пожаро- и взрывоопасность и др.;
• Параметры перекачиваемой среды.

Перед установкой компенсатора убедитесь, что он не испытывает нагрузки от веса трубопровода. Данный материал является частью нашей базы знаний, целью которой является предоставление вам более подробной информации о компенсаторах,  фланцах и прочих компонентах трубопровода. Если у Вас уже имеется определенный запрос, Вы можете отправить заявку по электронной почте info@onyxspb.ru, воспользоваться корзиной на нашем веб-сайте для оформления заказа или связаться с нашими менеджерами по продажам. Все позиции, не входящие в стандартный ассортимент, могут быть заказаны по предоставленным Вами чертежам через наших менеджеров.

[1] ПБ 03-585-03. Правила устройства и безопасности эксплуатации технологических трубопроводов. 
[2] ПБ 10-573-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.
[3] СНиП 3.05.03-85. Тепловые сети

• Сертификат на сейсмостойкость
• Сертификат соответствия
• Паспорт для компенсатора NBR (бутадиен−нитрильный каучук)
• Паспорт для компенсатора EPDM (этилен−пропиленовый каучук)

• Сильфонный VS резиновый компенсатор. Разбор, сравнение, выводы
• Зачем нужны ограничительные стержни для компенсаторов?
• Разница между фланцами для компенсатора и фланцами по ГОСТ
• Как выбрать компенсатор: NBR или EPDM? В чем разница?

Чтобы заказать фланцевые виброкомпенсаторы, направьте запрос по электронной почте или позвоните менеджерам отдела продаж.

➥ 8 (499) 673-38-38 Москва
➥ 8 (343) 384-38-38 Екатеринбург
➥ 8 (812) 328-38-38 Санкт-Петербург
➥ 8 (800) 555-38-83 Бесплатно по РФ

_______

- Осколкова Анастасия - контент-менеджер «ОНИКС»