Montáž a instalace kompenzátorů na zakázku

Společnost JSC NPP Kompensator vyrábí kovové vlnovcové kompenzátory a kompenzační zařízení s vlnovcem pro různá průmyslová odvětví již více než 40 let.

Vlnovcový kompenzátor je zařízení sestávající z jednoho nebo více vlnovců, spojovacích a omezovacích armatur, schopné absorbovat a vyvažovat relativní pohyby určité velikosti a frekvence, ke kterým dochází v hermeticky uzavřených konstrukcích, a za těchto podmínek vést plyny, páru a kapaliny.

Vlnovcové kompenzátory se používají jako kompenzační instalační prvky pro zachycování tepelných deformací potrubí přepravujících teplá a studená média, pohyblivé vstupy v tlakových nádobách apod. Používají se také pro připojení tlakového a sacího potrubí k agregátům (čerpadla, turbíny, kompresory, motory atd.) namontované na pružných podpěrách pro snížení zatížení vibracemi.

Měchy

Hlavním prvkem měchového kompenzátoru, který zajišťuje jeho funkci, je měch. Měch je pružný prvek kompenzátoru, což je pružná válcová osově symetrická vlnitá skořepina, schopná deformace s významnými posuny konců působením axiálních, příčných sil a ohybového momentu pod působením vnitřního (vnějšího) tlaku, přičemž hermeticky odděluje vedené médium od okolního.

Kovové vlnovce jsou tenkostěnné trubky, které díky vlnitému tvaru získávají pružnost, podobně jako hadice, a pružnost. Vhodný tvar činí původní tuhou trubku pružnou a zároveň zvyšuje její pevnost ve srovnání s trubkou se stejnou tloušťkou stěny. Vlivem tlaku, teploty, síly nebo krouticího momentu je vlnovec schopen se natahovat, stlačovat, ohýbat nebo posouvat a také přeměňovat tlak na sílu.

Vlnovec se může skládat z jednoho nebo více prstencových zvlnění – nejjednodušších pružných prvků umístěných mezi sousedními prohlubněmi.

Tvar vlnovců se může měnit. Vlny se zpravidla vyrábějí s vlnovkami ve tvaru U, v odůvodněných případech s vlnovkami ve tvaru Ω a také s použitím výztužných kroužků. Celková kompenzační kapacita vlnovců je úměrná počtu vln. Pružinové vlnovky kompenzují pohyb bez tření a nevyžadují údržbu.

Vlnovec může být jednovrstvý, vyrobený z jedné skořepiny o tloušťce dostatečné k zajištění pevnosti a těsnosti kompenzátoru, nebo vícevrstvý ze dvou nebo více skořepin sestavených do balíčku (vyrábí se až 20 a více vrstev).

Každý typ měchu má své vlastní výhody a oblast použití. Možnost použití běžné tloušťky stěny s prakticky libovolným počtem vrstev a tloušťkou každé vrstvy činí vícevrstvý měch vhodným pro použití v kompenzátorech pracujících v různých podmínkách, včetně extrémních. Díky vícevrstvé struktuře stěn je dosaženo vysoké elasticity s nízkou ohybovou nebo tlakovou tuhostí. V tomto případě lze vícevrstvý měch přirovnat k vícevrstvé listové pružině.

Vícevrstvé měchy lze vyrobit buď sestavením svařených skořepin do balíčku požadované tloušťky, nebo výrobou dvou vnitřních a dvou vnějších vrstev ze svařených skořepin pro zajištění těsnosti měchu a mezivrstvy jejich navinutím do role pro odlehčení měchu od působení tlaku.

Výhodou vícevrstvého měchu, jak ukazují dlouholeté zkušenosti a četné testy, je, že pokud z nějakého důvodu tento prvek ztratí svou těsnost (koroze, poškození při instalaci atd.), není důvod se obávat okamžitého zničení měchu. To je zvláště důležité u systémů pracujících pod vysokým tlakem. V případě odtlakování, které začíná vnitřní vrstvou měchu ve formě póru nebo malé trhliny, zpočátku uniká nevýznamné množství média. Místo netěsnosti tedy – alespoň do doby výměny kompenzátoru – nepředstavuje nebezpečí.

Celková tloušťka vlnovce pro každý kompenzátor, nezbytná pro zajištění jeho stability, se určuje výpočtem i experimentálně. Hlavním parametrem pro určení tloušťky vlnovce, spolu s pevností materiálu, rozměry zvlnění, průměrem atd., je délka vlnité části. Vlnovec, jako pružný prvek, se s rostoucí délkou působením vnitřního tlaku stává náchylným k podélnému ohybu, tj. ke ztrátě stability. Tato vlastnost je zvláště důležitá u axiálních kompenzátorů, kdy je pro zachycení velkého axiálního zdvihu vyžadován vlnovec vhodné délky. Maximální počet zvlnění vlnovce je určen jeho schopností odolat ztrátě stability při odpovídajících geometrických parametrech a tlaku vedeného média. Výpočty vlnovců se provádějí ve výpočtovém programu DIMy-Win Kruhové kompenzátory dle EJMA. Hlavním úkolem výpočtu měchu je výběr optimálních hodnot počtu vln, jejich výšky, poloměrů, stoupání, tloušťky a počtu vrstev měchu pro zajištění jeho stability při stanovených hodnotách tlaku a také pro potvrzení hodnot tuhosti, kompenzační kapacity a stanovené životnosti. Konečné parametry měchu jsou specifikovány na základě výsledků předběžných a přejímacích zkoušek prototypů měchových kompenzátorů.

Důležitou technickou charakteristikou měchu je jeho tuhost. Podle GOST 25756-83 je tuhost odpor vůči síle v měchovém kompenzátoru potřebný k dosažení posuvného, axiálního nebo úhlového pohybu. Tuhost měchu závisí na výšce vln a jejich počtu, jakož i na tloušťce jedné vrstvy měchu a jejich počtu.

Typy kovových vlnovcových kompenzátorů

V závislosti na účelu, druhu přenášeného zatížení a provozních podmínkách se používají různé kombinace vlnovců, spojovacích a omezovacích armatur, vodicích trubek a ochranných krytů.

Spojovací armatury – zařízení (součást), které zajišťuje hermetické spojení vlnovce s potrubním systémem, tj. instalaci kompenzátoru v potrubním systému. Možné jsou následující typy instalace:

• trvalé spojení (svařované trubky), u kterého je kompenzátor přivařen k potrubí;
• odnímatelné připojení, u kterého je kompenzátor připojen k potrubí pomocí přírub, konzol atd.;
• kombinované spojení, u kterého je jeden konec kompenzátoru přivařen k potrubí a druhý je spojen přírubou.

Omezující výztuž – zařízení sestávající z částí a jednotek určených k absorbování axiální síly způsobené působením vnitřního (vnějšího) tlaku a omezujících jeden nebo více stupňů volnosti pohybu (deformace) vlnovců. Nejběžnějšími typy jsou tuhé a pružné tyče, jednorovinné závěsy, kardanové klouby, vidlice, nápravy atd.

Vodicí trubka – zařízení, které minimalizuje možnost kontaktu mezi vnitřním povrchem vlnovce a médiem, které jím proudí.

Vodicí trubky se používají ke snížení hydraulického odporu v kompenzátorech potrubí, kde je průtok vyšší než 6 m/s pro kapalná média a vyšší než 30 m/s pro plynná média, ke snížení vlivu teploty dopravovaného média na materiál vlnovce a v dalších odůvodněných případech:
– v parovodech, kde průtok může způsobovat vibrace ve vnitřní dutině kompenzátoru;
– v potrubích stlačeného vzduchu a výfukových plynů;
– v potrubích s abrazivním médiem, protože pevné částice v něm obsažené mohou poškodit vnitřní dutinu vlnovce a vést k jeho zničení;
– v případě turbulentního proudění, například když je kompenzátor instalován v blízkosti kolena připojeného k čerpadlu.

Vnější ochranný plášť – zařízení, které chrání měch před vnějším mechanickým poškozením a možným vniknutím cizích předmětů a zároveň slouží jako podklad pro aplikaci tepelné izolace na kompenzátor.

Smykové a smykově-rotační měchové kompenzátory

Smykové měchové kompenzátory vnímají pouze deformace potrubních prvků směřující kolmo k ose kompenzátoru, čímž zajišťují rovinně rovnoběžný smyk konců kompenzátoru. Smykově-rotační měchové kompenzátory vnímají úhlové deformace potrubních prvků a deformace směřující kolmo k ose kompenzátoru, čímž zajišťují současné ohyb osy kompenzátoru a smyk konců kompenzátoru.

Smykové a smykově-rotační měchové kompenzátory nepřenášejí axiální síly vznikající působením vnitřního tlaku na stěny vlnovců na pevné podpěry a zařízení.

V závislosti na použitém typu omezující výztuže lze smykové a smykově-rotační měchové kompenzátory vyrábět jako jednorovinné, vnímající smykové pohyby pouze v jedné rovině, nebo prostorové, vnímající smykové pohyby ve všech směrech.

Nezatížené vlnovcové kompenzátory vnímají zatížení od možných mechanických nárazů, změn tlaku přepravovaného média, vibrací od provozovaných zařízení a proudění přepravovaného média, jakož i teplotních deformací různých prvků potrubí v důsledku změn teploty přepravovaného a okolního média. Zároveň nezatížené vlnovcové kompenzátory nepřenášejí axiální sílu z působení vnitřního tlaku na stěny vlnovcových profilů na pevné podpěry a protilehlá zařízení.

Vyrábějí se různé konstrukce nezatížených měchových kompenzátorů, které zachycují zatížení jak v striktně axiálním směru, tak i za současného působení zatížení v axiálním směru, směru kolmém k ose kompenzátoru a úhlových deformací bez přenosu roztažné síly měchu na pevné podpěry a zařízení.

Když se mění provozní režimy čerpání pracovního média nebo kolísají povětrnostní podmínky, potrubní systémy jsou vystaveny deformacím, které se nazývají teplotní deformace.

Při ohřevu ocelových trubek o celkové délce 100 běžných metrů na teplotu 50 stupňů Celsia se mohou protáhnout na vzdálenost 40 až 60 mm. Vzhledem k tomu, že se stejná hlavní potrubí táhnou mnoho kilometrů, je toto prodloužení vážná čísla.

Tepelná deformace má za následek velké podélné síly, které se v systému objevují.

Ovlivňují pevné mezilehlé podpěry. Výsledné nárazy navíc nejen ničí podpěry, ale také způsobují průhyb potrubí. Všechny výše uvedené nadměrné síly mohou poškodit stávající spoje (svařované nebo přírubové).

Ochrana potrubních systémů před nadměrným zatížením

Ochrana potrubních systémů před nadměrným zatížením začíná již ve fázi návrhu. Projektanti a konstruktéři ji vypočítávají tak, aby její komponenty (potrubí) měly schopnost volně měnit svou délku se změnami teploty, přičemž systém a jeho komponenty by neměly být vystaveny dodatečnému zatížení.

Jinými slovy, potrubní systémy, samozřejmě správně navržené, mají schopnost měnit své lineární rozměry, ale pouze v mezích přípustného zatížení a bez použití speciálního zařízení, které se nazývá samokompenzace.

Samokompenzace (samovyrovnání) může být realizována pouze proto, že potrubí se neskládá pouze z přímých úseků, mezi podpěrnými body se zpravidla umisťují zatáčky nebo ohyby.

Tyto konstrukční prvky jsou ohyby neboli oblouky a pomáhají kompenzovat kolísání délky. To přímo souvisí s elasticitou konstrukce na rovném úseku, druhá část je kompenzována vlastnostmi kovu použitého k výrobě trubek.

Není však vždy možné do projektu zahrnout možnost samokompenzace nebo ji plně využít, pak se do potrubního systému instalují zařízení nazývaná kompenzátory.

Naše společnost zvládla sériovou výrobu následujících typů kompenzačních produktů:

Vlastnosti instalace kompenzátorů ve tvaru U

Před instalací kompenzačních zařízení na místo uvedené v projektové dokumentaci je nutné provést jejich vnější kontrolu. Na povrchu výrobku by nemělo být žádné poškození, promáčkliny ani jiné vady, které by mohly negativně ovlivnit jeho výkon.

Před instalací se kompenzátory uvedou do zatíženého stavu, tj. jsou buď nataženy, nebo stlačeny o množství uvedené v projektové dokumentaci. Instalují se společně s pomocným zařízením, které zajišťuje roztažení nebo stlačení. Zařízení se odstraní až po konečné instalaci kompenzačního zařízení v projektovaném místě. Velikost předběžného napětí nebo prodloužení se určuje ve fázi návrhu.

Pro horké potrubní systémy se používá protahování a pro studené stlačování. Operace předběžné deformace kompenzátorů se nazývá studené napětí. Jejím hlavním účelem je snížení napětí, které vzniká při tepelné deformaci potrubního systému.

Výsledky předběžné deformace kompenzačního zařízení se zaznamenávají do aktu. Uvádí všechny konstrukční délky instalovaných kompenzačních zařízení před a po zatížení.

Kompenzátory vyrobené ve tvaru písmene U se montují rovnoběžně se zemí. V případě potřeby je však lze instalovat pod určitým úhlem k horizontu nebo kolmo k úrovni terénu. V dolních bodech ohybů musí být vyříznuty odvodňovací kohouty nebo armatury. V horní části kompenzačního výrobku musí být instalovány odvzdušňovací ventily.

Kompenzátor ve tvaru U je namontován na třech podpěrách. Dvě z nich musí být instalovány na rovném úseku potrubního systému, který je připojen ke kompenzačnímu produktu. Mezi podpěrou a spojem musí být vzdálenost alespoň 0,5 m. Třetí podpěra je instalována pod zadní částí zařízení pro kompenzaci; pro tento účel je konstruována speciální konstrukce ve tvaru sloupu.

Předběžné zatížení kompenzačního produktu ve tvaru U se provádí pomocí speciálního technologického zařízení, které obsahuje dvě svorky. Mezi nimi je instalován šroub a distanční podložka.

Před uvedením kompenzačního výrobku do provozního stavu je nutné změřit délku kompenzátoru ve volné poloze. Poté na dříve instalovaném zařízení otočte matici. Tímto způsobem se kompenzátor uvede do provozního stavu. Projekt musí znázornit spoj, vedle kterého bude provedeno rozšíření kompenzačního zařízení. Pokud v pracovní dokumentaci nejsou žádné značky, je třeba mít na paměti, že instalace rozšíření vedle spoje umístěného vedle kompenzačního zařízení je nepřijatelná.

Při nakládce a vykládce smí být kompenzátor zvedán pouze za tři body. Je přísně zakázáno zvedat kompenzátor za distanční zařízení. Kompenzátor smí být uvolněn z uchopovacích zařízení až po stehovém svaření spojů. Kompenzační zařízení se instalují do pracovní polohy pomocí jednoho nebo dvou zvedacích jeřábů.

V některých případech, například když jsou kompenzátory ve tvaru U umístěny rovnoběžně vedle sebe, se místo natahování provádí napínání. To znamená, že v místě, kde by měl být umístěn svařovaný nebo přírubový spoj, se ponechá mezera. Její velikost by se měla rovnat délce dilatačního spoje. Před zahájením natahování je nutné se ujistit, že všechny spoje v této části potrubí jsou svařeny a připraveny k použití.

Vlastnosti instalace zařízení pro kompenzaci čoček

Při instalaci kompenzátorů čoček je nutné sledovat umístění odvodňovacích zařízení, kterými mohou být vsuvky nebo kohoutky. Vodicí miska musí být navíc instalována podél osy pohybu pohybujícího se pracovního média.

Je vhodné instalovat kompenzační zařízení čoček do potrubí, jednotek nebo bloků před jejich instalací do polohy stanovené konstrukční dokumentací. Při přepravě a skladování hotového kompenzačního zařízení čoček je nutné zajistit bezpečnost výrobku. K tomuto účelu se používají speciální zařízení, nazývaná tuhostní zařízení. Po instalaci hotového výrobku je nutné je odstranit.

Během montáže potrubí umístěných ve svislé rovině musí montéři svařovat konzoly, které jsou instalovány rovnoběžně s kompenzátorem a po dokončení práce odříznuty.

Před instalací musí být kompenzační zařízení čočky natažena na polovinu své kapacity, aby se vyrovnala teplotní deformace.

Tyto výrobky mohou být během instalace, po svařování nebo montáži na příruby nataženy. Kromě toho musí být nainstalovány všechny pevné podpěry, závěsná zařízení atd.

V tomto případě se dilatační spára natahuje jejím zatažením k nejbližšímu, speciálně připravenému spoji.

Stlačení produktu se provádí po jeho konečném připojení k potrubí, dokud není upevněn na stacionárních podpěrách. K manipulaci s kompenzačním zařízením se používá zařízení, které obsahuje dvě svorky a prodloužené čepy.

Při instalaci několika kompenzátorů v potrubním systému musí projektanti zajistit přítomnost stacionárních podpěr umístěných za instalovaným výrobkem. Tento přístup umožňuje zabránit průhybu potrubního potrubí pod zatížením. Tento přístup zajistí rovnoměrnou deformaci všech kompenzačních výrobků instalovaných v této sekci. Celý smysl spočívá v tom, že každý čočkový kompenzátor má své vlastní parametry tuhosti.

U čočkových kompenzátorů, někdy nazývaných vlnité, je nutné před instalací zkontrolovat konstrukční délku a poté nastavit mezeru, která by měla odpovídat předběžnému zatížení (natažení).

Kompenzační produkty a postupy

Axiální kompenzační prvky se instalují v určitém pořadí. V první fázi se upevňují přivařením jednoho konce k trubce. Mezi opačnou stranou a koncem trubky se ponechává mezera, která se rovná délce dříve provedeného natažení. Pro natažení kompenzačního prvku se používá spojovací materiál různých tvarů (matice, svorníky). Při instalaci kloubových kompenzačních prvků se svařují podle montážního schématu, přičemž se šrouby upevňující lícnice kloubů neodstraňují.

Demontují se po kontrole délky mezer mezi spoji a utažení upevňovacích prvků.

Dilatační výrobky typu ucpávky vyžadují zarovnání se spojovanými trubkami. Posun os během instalace je nepřijatelný, jinak může dojít k zaseknutí pohyblivých částí nebo porušení těsnění dilatačního zařízení. Vodítka instalovaná na trubkách do něj pasují, a proto jsou trubky vycentrovány v různých rovinách.

© 2025 OOO “TZEO “KHIMTEPLOMASH”. Kompenzátory a ventily, dodávka po celém Rusku a sousedních zemích z Tuly.
Nabídky na webu slouží pouze pro informační účely a nepředstavují veřejnou nabídku.