Компенсатор антивибрационный (виброкомпенсатор) – эластичная вставка, устанавливаемая с помощью фланцевых или резьбовых соединений. В изделии применено мало компонентов, они объединены в простую и надежную конструкцию. Она представляет короткий резиновый сильфон с двумя фланцами (соединительными муфтами) по торцам, закрепленных на горловине пружинными фиксаторами на гибком каркасе.
Вставки эластичные (виброкомпенсаторы) предназначены для гашения вибрации трубопроводов, компенсации изменений длин труб при перепадах температур, улучшения соосности трубных соединений. Виброкомпенсаторами оборудуют насосные агрегаты со стороны подсоса и выходного патрубка. Гибкими вставками оснащают стыки труб и ответвления линий транспортировки.
Для чего нужен антивибрационный компенсатор?
В различных отраслях промышленности применяется транспортировка продуктов (нефтепродуктов, пищевых продуктов и масел, слабощелочных и водных растворов, газов) по трубопроводам. При работе насосных агрегатов возникают циклические вибрации, распространяющиеся по трубопроводящей сети от мест подключения технологического оборудования.
Причиной возникновения вибрационных нагрузок могут являться не только перекачивающие установки (вращающиеся части центробежных нагнетателей и кривошипно-шатунные механизмы), но и собственные волновые колебания в потоке среды при транспортировке по ниткам трубопровода. Они часто возникают в трубопроводах с крутыми изгибами, многочисленными поворотами, разветвлениями и сопровождаются кавитацией.
В результате нарастания вибрации разгерметизируются проточные тракты, возникают усталостные разрушения стенок трубопровода. Под воздействием импульсов давления выходит из строя запорная арматура и датчики приборов, преждевременно изнашивается агрегатное оборудование и дорогостоящая оснастка систем транспортировки.
Вибрация сопровождается генерацией звука с частотой 3–7 колебаний в 1 секунду, вызывающего громкое шумовое воздействие. Он распространяется на значительные расстояния и является серьезным негативным фактором воздействия как на работников предприятия, так и, проживающих в округе жителей городов/поселений. Особую остроту проблеме придает то, что основная мощность спектра звукового излучения находится на частоте инфразвука. Он, как известно, отрицательно воздействует на человеческий организм, вызывая панические настроения и чувство подавленности.
Низкочастотные пульсации имеют большую интенсивность, если не соблюдена соосность более 3 мм (образовалась переходная ступенька) трубного соединения, присутствуют выбоины, каверны на внутренних поверхностях соединенных последовательно труб. Особую опасность представляют вибрации от роторов двигателей в начале разгона оборотов агрегата компрессорной станции. Они могут войти в резонанс с собственной частотой трубопровода и многократно усилиться до мощной ударной волны. Это может привести к авариям с тяжелыми последствиями.
Поэтому обязательно требуется устранять гидроудары в трубопроводной сети и импульсные колебания давления до допустимой амплитуды перемещения 0,2–0,5 мм. Такой уровень вибрации чувствуется на ощупь при прикосновении к трубе, но не представляет опасности для трубопровода. Нормы вибрации, которым обязаны соответствовать системы перекачки продуктов, более точно регламентированы в отраслевых документах, определяющих допустимое вибрационное состояние коммуникаций.
Наряду с другими гасителями вибрации (буферными и акустическими емкостями, амортизационными опорами, пружинными подвесками) поглощают вибрацию недорогие устройства, называемые антивибрационными компенсаторами.
Где применяют компенсаторы, назначение и виды изделий
Гибкие эластичные вставки используют в составе компонентов:
• насосных станций, компрессоров;
• систем трубопроводов нефтяной/нефтехимической и газовой промышленности;
• технологического оборудования и мешалок суспензий пищевой промышленности;
• аппаратов и сетей тепло/водоснабжения, канализации;
• воздуховодов и вентиляционных рукавов;
• морских сооружений и объектов судостроительной промышленности;
• бойлеров и других устройств, применяемых в самых различных сферах обслуживания или транспортировки жидких и газообразных продуктов.
На объекте вставки используются по основному назначению, однако спектр решаемых задач не ограничивается выполнением одной функции.
Применение компенсаторов позволяет:
• изолировать вибрационную нагрузку силовых агрегатов от транспортируемой среды;
• поглотить вибрацию и скачки давления перемещаемой среды;
• смягчить гидроудары на внутреннюю поверхность трубопровода и арматуру;
• погасить низкочастотный звук/шумы окружающего пространства;
• состыковать неточно смонтированные, потерявшие соосность, трубы;
• компенсировать перемещения труб в результате перепадов температур;
Взаимодействие с определенной рабочей средой требует применения вставок в разном исполнении. Существуют изделия, адаптированные самым разным условиям работы, с помощью которых можно обеспечить:
• прокачку нефтепродуктов;
• доставку пищевых масел, щелочей и кислот слабой концентрации, антифриза, биодизеля, газа;
• гидравлическую транспортировку воды, водных растворов и суспензий.
Конструкция и материалы компенсаторов
Компенсатор антивибрационный состоит из корпуса, оснащенного двумя присоединительными фланцами или муфтами.
Корпус представляет корд (сильфон) цилиндрической формы, выполненный из высококачественного композита на основе синтетической резины или каучука. Оболочка сильфона обычно имеет многослойную структуру. Основа выполнена из синтетической ткани, чаще всего для этих целей используется нейлон. Внутренняя часть оболочки, соприкасающаяся с агрессивной средой, может футероваться PTFE. Этот тефлоновый слой оснащается вакуумными кольцами для защиты от высоких температур рабочей среды. Корпус большинства изделий для повышения жесткости армируется стальными проволочными кольцами, оболочка может оборудоваться стальной гильзой.
Присоединительные фланцы имеют 4–12 крепежных отверстий для болтов. Фланцевые изделия круглой формы изготавливаются из стали марки 20 и выше, никелированной малоуглеродистой стали или оцинковки. Имеют канавку для пружинного фиксатора, которым крепится к фланцу горловина корда. Вместо фланцев могут применяться муфты с внутренней резьбой.
Такая конструкция используется в изделиях Tecofi и Danfoss, на подобных компонентах построен функционал и других производителей трубной арматуры.
Основные технические характеристики
Компенсаторы антивибрационные имеют следующие основные технические характеристики:
Преимущества применения антивибрационных компенсаторов
Преимущества компенсаторов заключаются в применении современных композитных материалов и передовых технологий при изготовлении основных элементов конструкции, которые обеспечивают:
• Эластичность сильфона, он восстанавливает форму при растяжении на 4–14 мм и линейном сжатии 8–25 мм. С помощью устройства можно гасить вибрации и гидроудары большой амплитуды.
• Продолжительный срок эксплуатации от 3 до 20 лет (зависит от состава и температуры рабочей среды) подтверждает надежность и долговечность антивибрационных изделий. Они не выйдут из строя в самый неподходящий момент.
• Нивелирование линейного сдвига труб 8–22 мм, тем самым упрощается стыковка труб при монтаже трубопроводных ниток;
• Термостойкость создает условия для транспортировки пара и растворов c температурой больше точки кипения воды;
• Допустимый изгиб трубного соединения до 15° позволяет использовать компенсаторы на объектах со сложными сейсмологическими условиями и подвижными грунтами.
• Малый вес изделий и небольшие габариты облегчают транспортировку, монтаж и ремонт трубопроводов.
Выбор места установки и монтаж вибровставок
Изделие монтируется в любом пространственном положении в непосредственной близости от опор трубопровода. Расстояние до стационарной опоры не должно превышать 3DN, мм номинальных диаметров трубы. Скользящая опора придвигается не ближе 2DN. Если на корпусе вставки имеется стрелка, эта трубная арматура должна располагаться таким образом, чтобы направление потока совпадало с указателем.
Особое внимание следует уделить расстоянию до насосного агрегата. Чтобы продлить срок службы вставки, она должна располагаться вне зоны турбулентности. Поэтому оптимальным считается расположение виброкомпенсатора на расстоянии 1–1,5DN от патрубков агрегата.
При скоростях потока cреды более 10 м/c рекомендуется устанавливать на каркас ограничительные стяжки или защитные гильзы из стали, предотвращающие кручение и избыточное растяжение сильфона. Предварительное сжатие камеры сильфона должно составлять 3–5 мм, это обеспечит оптимальные условия для продольного и радиального растяжения при работе.
Вставка монтируется в следующей последовательности:
• Проложить сопрягаемые поверхности фланцев уплотнительными прокладками.
• Со стороны сильфона очистить фланец от острого облоя и заусениц, снять фаски с острых кромок соединительной арматуры.
• Совместить присоединительные отверстия фланцев и продеть болты. Следить, чтобы они не повредили гибкий элемент. Обязательно шляпки фланцевого соединения должны располагаться в сторону резиновой горловины.
• Затяжку болтов фланцевых соединений необходимо производить в диагональной последовательности за 2-3 прохода, чтобы равномерно распределить давление крепежных деталей. Максимально допустимый момент затяжки не должен превышать 8 кгс*м.
Если виброкомпенсаторы оснащены соединительными муфтами, крепление производится прикручиванием вставки с помощью резьбового соединения.
Добавить комментарий