Тканевые компенсаторы | Справочные материалы | Часть 1

В отраслях промышленности для обеспечения безопасности трубопроводов используются металлические, тканевые и резинокордные компенсаторы. Их применение в промышленности зависит от следующих факторов: давления и температуры, что указано в следующей диаграмме:

Тканевые компенсаторы используются при температурах до 1000 °С и давлении не более 0,3 бар.

Тканевые компенсаторы — это специальные гибкие соединения, разработанные для уменьшения напряжения в трубопроводах, путем поглощения перемещений , вызванных температурными изменениями при эксплуатации , а также для компенсации линейных и угловых отклонений от осей , примыкающего к трубопроводам оборудования. Тканевые компенсаторы выступают в роли виброизолирующего устройства.

Принципиальные преимущества тканевых компенсаторов — это высокая гибкость и малая сила противодействия. Они способствует поглощению перемещений трубопровода в различных плоскостях.

Тканевые компенсаторы остаются гибкими даже при высоких температурах до 1000 °C и выдерживают давление до 0.3 бар.
Тканевые  компенсаторы способны компенсировать величину перемещения до 70% от установочной длины компенсатора.

В тканевых компенсаторах для герметизации используются  термостойкие синтетические тканевые материалы. Устанавливаются они на жестком металлическом каркасе. Компенсатор, как правило, состоит из одного или более слоев различных тканевых материало. Герметизирующие слои компенсатора защищены от температурных и механических воздействий  слоями композитных и армирующих  материалов. Не только размеры и форма, но и тканевые материалы должны  подбираться  индивидуально для конкретного применения. Вся необходимая для монтажа металлическая гарнитура изготавливается и поставляется совместно с компенсатором.

Тканевые компенсаторы изготавливаются диаметром до 4 метров, а для отдельных случаях и больших размеров. Сделаны они из резины, синтетических материалов, стеклотканей, металлическая гарнитура из нержавеющей или теплоустойчивой сталей. Используются специальные углеродные тканные материалы которые выдерживают температуру среды до 1000 град С и давление до 0.3 бара.

Тканевые компенсаторы имеют гладкую и устойчивую от износа внутреннюю поверхность. Сохранение уплотняющих свойств и сопротивления к воздействию давления тканевых компенсаторов обусловлено их слоистой структурой стеклоткани с резиной, обладающей высокой устойчивостью по отношению к температуре и химикатам.

Назначение тканевых компенсаторов

Тканевые компенсаторы применяются для газоходов, воздуховодов, где низкие давления и значительные рабочие перемещения, они способны компенсировать перемещения элементов газоходов, воздуховодов. Тканевые компенсаторы подтвердили свои исключительные свойства, в энергетике на угольных, на жидких топливных, атомных и на электростанциях. А также в металлургии при плавке руд (высокие печи и агломерационные заводы), на цементных фабриках, в вентиляционных и кондиционерных установках, в технологиях транспортировки сыпучих материалов, применяются при установке вентиляторов, в пневмотранспорте и вибрационных конвейерах, в конструкциях многих аппаратов, на судах и в автомобильной промышленности.

Тканевые компенсаторы поглощают тепловые расширения, механические и акустические вибрации. Они имеют значительные преимущества и том, что предотвращают передачу реактивных усилий на связанные с ними каналы или оборудование и позволяют беспрепятственные перемещения технологическим элементам во всех направлениях.

Практически неограниченная гибкость и высокая технологичность тканевых компенсаторов позволяют использовать их в самых сложных случаях. Кроме того, они удобны в эксплуатации и просты при изготовлении и при  монтаже. Поэтому тканевые компенсаторы применяются в самых разных отраслях промышленности,  где протекает тепловой процесс.

Область применения тканевых компенсаторов:

• Воздуховоды и газоходы дымовых газов
• Компенсаторы и уплотнения на арматуре котлов
• Трубы пароперегревателя
• Воздухозаборники,  воздухонагнетатели, горелки, вентиляторы
• Компенсаторы и  уплотнения газоотводящих стволов дымовых труб
• Загрузочные воронки
• Уплотнения отсекателей
• Угледробилки и угольные мельницы
• Виброагрегаты
• Компенсаторы на конфузоре и диффузоре (газовая турбина и котел-утилизатор)
• Отводы и газоходы дымовых газов
• Компенсаторы на дымовых трубах

Характеристики тканевых компенсаторов

В тканевых компенсаторах главную роль играет гибкий тканевый элемент волна , за счет которого и компенсируются перемещения в трубопроводах и газоходах. Для поглощения осевых расширений и сдвиговых перемещений при изготовлении на тканевом элементе компенсаторе формируется волна. Сама ткань гибкая, но не эластичная и не может растягиваться, но за счет применения в конструкции волны стало возможным компенсировать перемещения и вибрации в различных технологических системах. Высота волны определяется величиной перемещениями, которые возникают под действием температуры в системе трубопроводов.

Для компенсации значительных перемещений необходим запас ткани, который сформирован в виде волны и будет обеспечивать необходимые перемещения. В подобных случаях при больших перемещениях применяется форма компенсатора с несколькими волнами. При необходимости для стабилизации движения в конструкцию добавляются внутренние и внешние армирующие кольца. Подобная конструкция позволяет компенсировать значительные перемещения (до 70% от установочной длины) и при этом сохранить постоянное сечение газохода. Армирующие кольца при низком и или высоком давлении укрепляют форму компенсатора и стабилизируют движения. Очень часто в рабочей  среде содержаться твердые абразивные частицы, которые могут повредить тканевую часть компенсатора. В таких случаях в конструкцию добавляется внутренний защитный экран, дефлектор. Герметичность фланцевых соединений обеспечивается равномерной затяжкой болтовых соединений на фланцах трубопровода.

Смещения трубопровода передаются жестким или скользящим опорам. Если необходимо исключить передачу нагрузки или вибрации от трубопровода к оборудованию рекомендуется установить тканевый компенсатор. Компенсатор для технологического оборудования выполняет функцию дополнительного демпфера.

Сохранение уплотняющих свойств и сопротивления к воздействию давления тканевых материалов обусловлено структурой резины, полученной в процессе ее формирования и она должна обладать устойчивостью по отношению к действию  высоких температур  и химикатов.

При рабочих условиях тканевые компенсаторы гарантируют безотказную работу.

Преимущества неметаллических компенсаторов перед металлическими, выражается в следующем:

• Монтаж и замена неметаллических компенсаторов существенно проще и дешевле чем металлических.
• Неметаллический компенсатор не вызывает распорных усилий в местах крепления.
• Воспринимаются значительные поперечные смещения.
• Неметаллический компенсатор не передаёт вибрацию дальше по трубопроводу.
• Допускается ремонт неметаллических компенсаторов (временный, до замены).
• Тканевый компенсатор нечувствителен к изменению присоединительных размеров, т.е.  деформациям к соединяемой трубе (овальность и пр.) и оседанию фундамента и опор.

Критерии для проектирования

Тканевый компенсатор компенсирует перемещения в трубопроводных системах не вызывая при  этом их повреждения. Трубопроводные системы с рабочей средой, как правило, подвергаются воздействию температурных расширений и давления, различного рода вибрациям, а также под оборудованием оседанию фундаментов. Для устранения подобного рода воздействий на систему трубопроводов необходимо применение гибких элементов, которые будут способствовать компенсацию перемещений и  уменьшать вибрацию , и как следствие этого предотвращение повреждений трубопроводных систем. Тканевые компенсаторы являются оптимальным решением в случаях, когда система трубопроводов сама не способна компенсировать воздействие различного рода вибраций и температурных расширений. В этих случаях тканевый компенсатор берет на себя функцию гибкого звена в трубопроводной системе.

Для проектирования компенсатора необходимо знать среду точные рабочие параметры среды давление и температуру и предельные линейные и угловые перемещения. Слишком высокие расчетные температуры могут, привести к тому, что компенсатор будет изготовлен с излишними слоями изоляции, что в свою очередь неблагоприятно скажется на герметичности трубопровода.