Основное воздействие, которое испытывают трубопроводы при эксплуатации — внутреннее давление перемещаемой среды, обусловленное требованиями к процессу и необходимостью транспортировки к потребителю.

Помимо внутреннего давления, трубы могут подвергаться:

1. Знакопеременным температурным воздействиям с большим градиентом, при котором происходит увеличение длины при нагреве и уменьшение линейного размера при охлаждении.

2. Вибрационным воздействиям от работы центробежных или объемных агрегатов, перекачивающих жидкие или газообразные среды.

3. Напряжениям из-за несоосности сопрягаемых элементов трубопроводной системы посредством разъемных или сварных соединений.

В большинстве случаев все перечисленные воздействия гасятся благодаря наличию в конфигурации трубопровода изгибов и П-образных компенсаторов — возникающие напряжения просто самокомпенсируются.

При значительных перепадах температуры и повышенной вибрации источников самокомпенсации может быть недостаточно, чтобы сохранить целостность трубопровода и тогда применяется специальная антивибрационная вставка или компенсатор осевых перемещений.

Разновидности компенсаторов

Виды компенсаторов для трубопроводов можно классифицировать по нескольким признакам.

По конструкции устройства делятся следующим образом:

• сильфонные, представляющие собой гофру, элементы которой раздвигаются при нагреве и сжимаются при охлаждении;

• линзовые, состоящие из одного или нескольких элементов в виде линзы, стенки основания которой раздвигаются при повышении температуры или сдвигаются при ее понижении;

• сальниковые, представляющие собой два вставленных друг в друга отрезка трубы разных диаметров, полость между которыми уплотняется посредством сальниковой набивки.

По материальному исполнению:

• металлические, изготавливаемые из различных стальных или цветных сплавов;

• полимерные, для производства которых применяются полипропилен, фторопласт и различные резины;

• тканевые, выполненные из тканых материалов с высоким разрывным усилием.

По воспринимаемым нагрузкам различаются компенсаторы:

• выбрационные, способные гасить колебания трубопроводов от действия центробежных или поршневых механизмов;

• гидравлические, конструкция которых позволяет сглаживать гидроудары в полости трубопровода;

• осевые, компенсирующие продольные перемещения при удлинении или сжатии материала труб.

Применение различных видов компенсаторов

В основном компенсаторы применяются на объектах энергетики, где при аварийной остановке трубопроводов пара или горячей воды зачастую происходит их сжатие с последующим удлинением после запуска систем.

Востребованными компенсаторы являются в обвязке динамических агрегатов, передающих нагнетательным трубопроводам при своей работе вибрацию, сгладить которую посредством стандартных жестких и скользящих опор не представляется возможным.

Хорошим решением при оснащении насосов и компрессоров является компенсатор резиновый EPDM, который сглаживает вибрации, но имеет ограничение по температуре применения в +110 °С.

Если компенсатор должен быть установлен на трубопроводе, по которому перемещается более нагретая среда, то необходимо использовать металлические устройства сильфонного или линзового типа.

Для соединения элементов воздуховодов преимущественно применяют гибкие тканевые вставки, которые не предназначены для нагретых или агрессивных сред, но отличаются хорошей гибкостью и низкой стоимостью.

Сальниковые компенсаторы способны воспринимать только осевые перемещения, поэтому может устанавливаться на трубопроводах теплофикационных сред, не имеющих вибрации.