Компенсаторы сильфонные

Сильфонный компенсатор — это устройство, предназначенное для компенсации деформаций в трубопроводах. Его основной элемент — сильфон, представляющий собой гофрированную металлическую оболочку, способную сжиматься, растягиваться и изгибаться. 1
Основные функции сильфонных компенсаторов:
Компенсация теплового расширения. Они нейтрализуют изменения длины труб при перепадах температуры.
Гашение вибраций. Уменьшают передачу вибраций от работающего оборудования на трубопровод.
Снижение монтажных напряжений. Исправляют погрешности, возникшие при установке труб.
Защита от механических повреждений. Предотвращают разрывы, вызванные давлением или нагрузкой на трубопровод.

Сильфонные компенсаторы используются в различных отраслях, например:
1. В энергетике для теплотрасс и котельных. Способствуют поддержанию герметичности систем в условиях высоких температур и давления.
2. В нефтегазовой промышленности для транспортировки нефти, газа и продуктов их переработки. Эффективно компенсируют нагрузки от перепадов температуры и давления в длинных магистралях.
3. В химической и нефтехимической промышленности в трубопроводах, перекачивающих агрессивные химические вещества. Материалы компенсаторов подбираются с учётом коррозионных и температурных характеристик среды.
4. В жилищно-коммунальном хозяйстве устанавливаются в системах отопления, водоснабжения и канализации. Особенно важны в многоэтажных зданиях, где значительны вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Сильфон
Основным элементом сильфонного компенсатора, обеспечивающим его функционирование является сильфон. Сильфон – это гибкий элемент компенсатора, представляющий собой упругую цилиндрическую осесимметричную гофрированную оболочку, способную деформироваться со значительными перемещениями торцов от действия осевого, поперечного усилий и изгибающего момента в условиях действия внутреннего (наружного) давления, при этом герметично разделяя проводимую среду от окружающей.
Металлические сильфоны представляют собой тонкостенные патрубки, которые благодаря приданию им гофрированной формы приобретают гибкость, подобно шлангу, и пружинящую способность. Придание соответствующей формы делает исходную жесткую трубу гибкой и одновременно повышает её прочность по сравнению с трубой с одинаковой толщиной стенки. Под действием давления, температуры, силы или момента силы сильфон способен растягиваться, сжиматься, изгибаться или сдвигаться, а также преобразовывать давление в усилие.
Сильфон может состоять из одного или нескольких кольцевых гофров – простейших гибких элементов, расположенных между соседними впадинами.
Форма гофров может быть разнообразной. Как правило, сильфоны изготавливаются с гофрами U-образной формы, в обоснованных случаях – Ω-образной формы, а также с использованием подкрепляющих (армирующих) колец. Общая компенсирующая способность сильфона пропорциональна числу гофров. Пружинящие гофры сильфона компенсируют движение без трения и не нуждаются в обслуживании.
Сильфон может быть однослойным, изготовленным из одной обечайки толщины, достаточной для обеспечения прочности и герметичности компенсатора, или многослойным из двух и более обечаек, собранных в пакет (изготавливается до 20 и более слоев).
Каждый из видов сильфонов имеет свои преимущества и область применения. Возможность применения общей толщины стенок с практически любым количеством слоев и толщиной каждого слоя делает многослойный сильфон пригодным для применения в компенсаторах, эксплуатирующихся в различных условиях, включая экстремальные. Благодаря многослойному строению стенок, достигается большая упругость при малой жесткости изгиба или сжатия. В этом случае многослойный сильфон можно сравнить с многослойной листовой рессорой.
Многослойные сильфоны могут изготавливаться как набором сварных обечаек в пакет необходимой толщины, так и изготовлением двух внутренних и двух наружных слоев из сварных обечаек для обеспечения герметичности сильфона, а промежуточных слоев – их намоткой в рулон для силовой разгрузки сильфона от действия давления.
Преимуществом многослойного сильфона, как показал многолетний опыт и многочисленные испытания, является то, что если по каким либо причинам этот элемент теряет герметичность (коррозия, повреждение при монтаже и т.д.), нет оснований опасаться мгновенного разрушения сильфона. Это особенно важно для систем, работающих под большим давлением. При разгерметизации, которая начинается с внутреннего слоя сильфона в виде поры или небольшой трещины, первоначально происходит протечка незначительного количества среды. Таким образом, место протечки – во всяком случае, до замены компенсатора – не представляет опасности.
Суммарная толщина сильфона для каждого компенсатора, необходимая для обеспечения его устойчивости, определяется как расчетом, так и экспериментальным путем. Основным параметром для определения толщины сильфона наряду с прочностью материала, размеров гофров, диаметром и т.д. является длина гофрированной части.
Важной технической характеристикой сильфона является его жесткость. В соответствии с ГОСТ 25756-83 жесткость – это сопротивление силе в сильфонном компенсаторе, необходимой для достижения сдвига, осевого или углового хода. Жесткость сильфона зависит от высоты гофров и их количества, а также от толщины одного слоя сильфона и их количества.