Сальниковый компенсатор: особенности

Компенсатор для трубопровода — приспособление, способное за счет своей конструкции погасить вибрации, сдвиги, расширение и прочие деформации компонентов трубопроводной системы. Компенсаторные устройства встраиваются в магистраль и принимают на себя нагрузки, возникающие при колебаниях температуры и/или изменении давления, и предотвращают разрушение деталей трубопровода, обеспечивая герметичность сети.

Сальниковый компенсатор — это набор патрубков, размеры (диаметр) которых позволяют им попарно входить один в другой с заданным зазором, называемом камерой. Прообразом такого устройства стало похожее приспособление, придуманное в те времена, когда только появились трубопроводы для транспортировки жидких сред. Зазор между патрубками набивали пенькой, которую для увеличения гидрофобности пропитывали салом. От способа набивки пошло название «сальник». Со временем конструктивные изменения коснулись как материала для набивки камеры, так и смазочных материалов, но сам механизм по традиции называют сальниковым.

Сальниковый компенсатор: конструкция

Два основных компонента оборудования — труба и вставленный в нее фасонный патрубок из стали. Между внешними стенками патрубка и внутренней поверхностью трубы помещается уплотнительный элемент (набивка), и все стягивается грундбуксой.

Схематичное изображение конструкция (а — односторонний, б — двусторонний)

1. Втулка с заплечиком — грундбукса.
2. Патрубок.
3. Гайка.
4. Шайба.
5. Болт.
6. Набивка сальника.
7. Контрбукса.
8. Упорное кольцо.

Из чего изготавливают сальниковый компенсатор

Для изготовления оборудования производители выбирают разные марки стали:

• углеродистая сталь (Ст20, Ст3сп5) — этот материал чаще всего применяется в производстве;
• конструкционная низколегированная сталь 09Г2С;
• нержавеющая сталь.

Две последние марки становятся предпочтительными при изготовлении узлов, которые будут эксплуатироваться в сложных условиях. Роль уплотняющего элемента играет набивка и кольца из резины.

Область применения сальниковых компенсаторов

Устройства, компенсирующие деформационные нагрузки, возникающие в трубопроводах, чаще всего используют в сетях тепло- и водоснабжения . Чтобы проще было обслуживать узлы, для их установки обустраивают специальные камеры. При изготовлении сальникового компенсатора материалы выбирают, исходя из климатических условий их применения и воздействия окружающей среды на детали трубопроводной системы. Комплектующие производят из стали марок:

• Ст3сп;
• Ст20;
• 09Г2С.

Сальниковый компенсатор из стали допускается монтировать в системах, по которым циркулирует рабочая среда под давлением 1,6–2,5 МПа, нагретая до температуры 300 градусов. В разработке проекта отопительной или водопроводной системы всегда обращают внимание на климатические условия, а именно температуру окружающего воздуха: в регионах, где часто столбик термометра опускается ниже –40 °C, применение не допускается.

Разрешено ставить изделия на трубопроводы, проложенные на низких опорах. Рекомендуется:

• канальная прокладка, если диаметр трубы более 30 см;
• бесканальная — если диаметр от 10 см.

Каналы для прокладки представляют собой сборку из Ж/Б элементов.

Расчет сальникового компенсатора

При монтаже сальникового компенсатора на трубопроводе, рассчитывают, на каком удалении должны находиться неподвижные опоры. Для этого в формулу подставляют коэффициент, определяющий компенсирующую способность устройства, и значения температуры. Результат выводится в метрах по формуле:

L =К / (0,0125 × (t – t_нв)), где

• t — температура теплоносителя (max, в °C);
• t_нв — температура снаружи объекта, в котором обустраивается система отопления (в °C);
• K — осевой ход (в мм).

Преимущества и недостатки сальникового компенсатора

Плюсы применения компенсирующих устройств при прокладке магистральных сетей очевидны:

1. Способность компенсировать деформационные нагрузки наиболее высокая. Приблизительные показатели компенсационных возможностей отмечаются у сильфонных конструкций. При работе сальникового компенсатора одностороннего типа удается погасить до 20 см смещения по оси. Двусторонние и удлиненные механизмы способны на большее, и их не заменить никакими другими подобными узлами.
2. Благодаря компактности нет необходимости изыскивать дополнительное пространство для установки сальникового компенсатора. Оборудование П- и Z-образной формы требует больше места для монтажа.

Но у таких конструкций отмечаются и минусы:

1. Жесткие требования к периодичности проведения сервисных работ. Это обусловлено свойствами сальника, материалы которого способны слеживаться и вырабатываться со временем, теряя герметичность, что увеличивает риск протечек. Эти факторы влекут за собой ограничения в применении и прочие сложности:
• нельзя устанавливать приспособления с сальниковой набивкой в сетях для переправки опасных сред — горючих, агрессивных или токсичных;
• если магистраль проложена под землей, для доступа к компенсаторным изделиям нужно обустроить камеры;
• необходимо ввести в штат рабочего персонала мастеров по обслуживанию таких узлов, а это дополнительные финансовые расходы.
2. Стоимость таких узлов выше аналогичных по функциям приспособлений. На изготовление уходит много стали, материалов для уплотнения, что удорожает себестоимость изделий. Цена компонента часто становится определяющей при выборе комплектующих для проекта системы водоснабжения и отопления. По этому показателю выигрывают изделия П- и Z-образной формы.

Правила установки компенсаторов и пользования ими

При монтаже трубопроводной сети предусмотрены особые правила установки изделий, которыми нельзя пренебрегать при установке:

1. К работе допускаются специалисты, обладающие соответствующими знаниями и опытом, что подтверждено квалификационными документами. В своих действиях они обязаны руководствоваться положениями инструкций, нормативно-технических актов, регламентирующих процесс прокладки трубопроводов, и не отступать от проектных расчетов.
2. Необходимо соблюдать указания по безопасной транспортировке трубопроводного оборудования для предотвращения его порчи вследствие механических нагрузок. Изделия следует хранить в защитных корпусах, если предполагается размещение на открытых складах.
3. Во время монтажа работники обязаны следовать указаниям техники безопасности.
4. До начала монтажных работ в обязательном порядке после распаковки изделия проводят визуальный осмотр на предмет возможных повреждений, возникших в процессе транспортировки и складирования.
5. Перегрузка осевых и прямоугольных изделий весом подсоединяемых при монтаже компонентов магистрали запрещена.
6. При проведении сварочных работ требуется исключить попадание продуктов сварки во внутренние полости оборудования.
7. Между жесткими опорами трубопровода необходимо соблюдать расстояния, полученные при расчете сальникового компенсатора, и не превышать полученные значения. Для подвижных опор действует следующее правило: дистанция между опорой и оборудованием не может превышать полтора-два условных диаметра трубы.
8. В нормативно-технической документации указаны допустимые значения сдвига и соосности соединений. Эти указания требуется соблюдать при монтаже.
9. Допустимая степень деформации определяется диаметром труб: если диаметр до 500 мм — степень деформации 5 мм; для труб диаметром более 500 мм — показатель 10 мм.
10. Как только монтажные работы окончены, нужно демонтировать временные крепежные и вспомогательные компоненты.
11. При нанесении на трубы изоляционного слоя необходимо обеспечить функциональность устройства — патрубки должны свободно сдвигаться на заявленное расстояние осевого хода.
12. При наземном, канальном и бесканальном способах монтажа магистрали компенсационные элементы помещают в защитные короба с жесткими стенками.
13. Перед вводом в эксплуатацию узел испытывают на герметичность и способность выдерживать давление среды. Проверка выполняется после того, как будут установлены специальные опорные конструкции.