Компенсаторы высокого давления КСО относятся к категории «сильфонные компенсаторы с осевым смещением«. Они имеют обозначение КСО  ST и служат в целях крепления на трубы, находящиеся под значительным (высоким) давлением сред, которые в них движутся. Компенсаторы необходимы для того, чтобы предотвратить возможные разрушения труб, возникающие вследствие деформаций различного характера. Происходит компенсация нагрузки на трубопроводы, то есть устройство «оттягивает», «забирает» часть деформирующего воздействия на себя.

Содержание

1. Причины возникновения деформаций на трубах.
2. Устройство КСО П ST и КСО Ф ST
3. Роль компенсаторов.
4. Условия использования.
5. Достоинства.

 

 

1.           Причины возникновения деформаций на трубах

К главным источникам возникновения изменений формы трубопроводов относят:

• Состояние окружающей среды (внешнее объективное воздействие). Это самая банальная группа причин, которая состоит в том, что любые материалы, в том числе материалы труб, подвержены воздействию климатических факторов: температуры, влажности, атмосферного давления и т.д. Важно отметить, что в эту группу входят изгибы, возникающие как результат подземной прокладки труб бесканального типа.
• Давление носителя. Еще один определяющий параметр. Естественно, что рост давления увеличивает вероятность деформирования. Однако, при плановой или внеплановой отмене подаче среды в трубы и последующего восстановления потока возникают так называемые скачки давления, что приводит к ударным деформациям и, как следствие, «провисанию» труб в результате периодического изменения фактической массы потока.
• Перепад температур среды. Один из очевидных факторов, связанный с тепловыми явлениями и расширением труб при увеличении температуры носителя.
• Вибрации. В природе все испытывает естественные колебания, также вызывающие деформацию, пусть в большинстве случаев и незначительную. Для снижения мощности (гашения) колебаний используют антивибрационные компенсаторы.Они позволяют минимизировать деформационное воздействие движущегося потока на трубы, что особо актуально для жидких сред.
• Дефекты в соосности труб. Это фактор, связанный с трудностями, неизбежно возникающими при монтировании систем.

КСО П ST представляют собой компенсаторы, снабженные патрубками под приварку. Есть и другой вид – компенсаторы с фланцами – КСО Ф ST. И тот, и другой тип являются довольно устойчивыми к высокому давлению жидкости или газа в трубах. Как известно, резкое повышение давления часто приводит к нарушениям замкнутости систем, их герметичности. Использование КСО П ST и КСО Ф ST позволяет предупредить этот эффект и снизить риск «разрыва» трубопроводов. Особую значимость это приобретает в тех случаях, когда среда в трубопроводе представляет собой ядовитый или взрывоопасный газ, поскольку в этом случае разгерметизация может иметь чрезвычайные последствия.

 

2.           УстройствоКСО П ST и КСО Ф ST

Компенсаторы сильфонного типа   имеют простое устройство и в качестве основных узлов включают в себя патрубки (в случае использования КСО П ST) или фланцы (для КСО Ф ST ), присоединенные к сильфону. Прочие элементы компенсаторов нужны лишь в целях модернизации их качеств и характеристик. К ним относятся:

• Защитный кожух, основная роль которого состоит в обеспечении чистоты и сухости сильфонного пространства, что очень важно для подземных труб.
• Ограничители хода – позволяют избежать увеличения нормативных амплитуд колебаний во время работы (иначе сильфон разрушается). Ограничители напоминают женские шпильки (разной регулируемой длины) и выполняют функцию направляющих элементов. За счет их использования можно переводить компенсаторы в определенные функциональные режимы.
• Экран, основная функция которого – внутренняя защита сильфона.
• Гофра,придающая, с одной стороны, подвижность системе в целом. С другой стороны, гофра – элемент, наиболее подверженный коррозии, что затрудняет стабильную работу компенсирующего устройства. Использование гофры приводит к деформациям трех видов: сжатия, растяжения и сдвига. Наличие последнего из них создает эффект, при котором компенсатор обладает устойчивостью к воздействиям даже в том случае, если соосность нарушена (максимальный угол отклонения осей равен десяти градусам).

Срок службы компенсаторов определяется материалом изготовления. Все составляющие компенсаторов высокого давления выполняются из нержавейки, обеспечивающей надежность и долговечность.

 

3.           Роль компенсаторов

Сильфонные осевые компенсаторы применяются во многих сферах и отраслях промышленности и производства. Можно отметить ключевые причины их широкого распространения:

• высокая герметичность, которая является важнейшим параметром для воздуховодов (КСО  ST здесь практически не имеют равных);
• устойчивость к высоким давлениям;
• возможность использования как соединительного узла;
• компенсация осевых деформаций;
• снижение нагрузки на участки труб;
• минимизация усилий вибрационного характера (с небольшими амплитудами) – колебания прекращаются на компенсационном устройстве и не распространяются далее по трубопроводу.

Еще один важный момент, о котором стоит упомянуть отдельно, связан с нарушением соосности труб, избежать которую невозможно, поскольку отсутствует способ соединения, гарантирующий «идеальное» направление осей. Вместе с тем, использование компенсаторов приводит к уменьшению давления на стык и сварной шов, что дает положительный эффект в отношении в отношении устойчивости систем.

 

4.           Условия использования

Как указано выше, компенсаторы чаще всего изготавливаются из нержавеющей стали, что расширяет их функциональные возможности. Применяются следующие марки сталей:

• 08Х18Н10 (AISI304);
• 12Х18Н10Т;
• 20Х23Н1.

Такие устройства:

• находят применение при монтаже как газопроводов, так и жидкостных трубопроводов с различными средами (в том числе с горячей водой в случае тепловых сетей);
• не разрушаются под действием химически опасных (агрессивных) сред;
• применимы для передачи отдельных кислот и иных химических субстанций;
• могут использоваться для водяного пара.

Важное отличительное свойство, которым обладают КСО  ST, – устойчивость к относительно высоким давлениям в системе по отношению к максимально допустимому (15 бар, 150 кгс/см²). Для компенсатора высокого давления этот показатель почти в 10 раз выше аналогичного для обычного компенсатора сильфонного типа.

Температура – еще один показатель, отражающий преимущества КСО  ST, которые могут использоваться как в условиях крайне низких показаний термометра (-260°C – криогенные трубы), так и довольно высоких (+800°C, например, для водяного пара в качестве потоковой среды). Разброс значений составляет выше 1000 градусов, что довольно значимо для промышленности.

 

5.           Достоинства

К главным достоинствам компенсаторов высокого давления следует отнести:

• относительную простоту;
• высокую надежность;
• простоту монтажа за счет фланцевого соединения;
• возможность сочетания различных способов соединения компенсаторов (патрубки и фланцы);
• легкость исполнения и низкая стоимость монтажа.

Корпус компенсаторов КСО П ST и КСО Ф ST довольно специфичен и состоит из двух гильз, которые могут двигаться друг относительно друга. Именно они выполняют функцию патрубков и принимают на себя основную часть компенсационной нагрузки, за счет чего увеличивается устойчивость к угловым деформациям.

При всем при этом, компенсаторы высокого давления ценятся экспертами за свою повышенную герметичность, поэтому и находят широкое применение при прокладке жидкостных и газовых трубопроводов.