Расширительные швы (сильфоны) в трубопроводных системах

Что такое компенсаторы?

Компенсационные швы используются в системах трубопроводов для поглощения теплового расширения или движения терминала, когда использование контуров расширения нежелательно или нецелесообразно. Расширительные швы доступны во многих различных формах и материалах.Сильфонные компенсаторы в широком ассортименте

Ниже вы найдете краткое описание соединений Metallic, Rubber и Teflon®.

Металлические компенсационные швы

Металлические компенсаторы устанавливаются в трубах и системах воздуховодов для предотвращения повреждений, вызванных тепловым ростом, вибрацией, тягой давления и другими механическими силами.

В различных материалах существует широкий спектр металлических сильфонных конструкций. Варианты варьируются от простейших свернутых сильфонов, используемых на нефтеперерабатывающих заводах.

Металлический сильфонный компенсатор представляет собой высокотехнологичный, точно изготовленный компонент системы трубопроводов. Он не может противостоять механическим повреждениям и выполнять свою предполагаемую функцию без ремонта или замены. Двойное металлическое сильфонное соединение из нержавеющей стали 304 было намеренно повреждено при сверлении или шлифовании отверстий …

Материалы включают все типы нержавеющих сталей и высококачественных сталей из никелевого сплава.

Любая труба, соединяющая две точки, подвергается многочисленным действиям, которые приводят к нагрузкам на трубу. Некоторые из причин этих стрессов:

• внутреннее или внешнее давление при рабочей температуре
• вес самой трубы и поддерживаемых на ней деталей
• движение, налагаемое на секции труб внешними ограничителями
• тепловое расширение

Резиновые компенсаторы

Резиновые компенсаторы представляют собой гибкий соединитель, изготовленный из натуральных или синтетических эластомеров и тканей с металлическими подкреплениями, предназначенных для обеспечения снятия напряжения в системах трубопроводов из-за тепловых изменений.
Когда гибкость для этого движения не может быть сконструирована в самой трубопроводной системе, идеальным решением является компенсатор. Резиновые компенсаторы компенсируют боковые, крутильные и угловые перемещения, предотвращающие повреждение и чрезмерное время простоя работы станции.

Специальная конструкция резиновых соединений может решить такие проблемы, как:

• Вибрация, шум, удар, коррозия, абразия
• Напряжения, нагрузочное напряжение, движение оборудования
• Вибрация, пульсация давления и движение в трубопроводной системе

Расширительные шланги Teflon®

Teflon® Expansion Joints, стойкие к коррозии, не стареющие с исключительной гибкостью и непревзойденной надежностью.
Расширительный шов Teflon® широко распространен в химической промышленности, в трубопроводах, где обрабатываются кислоты и высококоррозионные химические вещества, а также коммерческие системы отопления и кондиционирования воздуха в качестве соединителей насоса и стратегическая точка в системе.

Они могут использоваться для компенсации:

• Движение, несоосность, осевое перемещение
• Угловое отклонение и / или вибрация в системах трубопроводов

Ассоциация производителей совместных расширений, Inc.

Ассоциация производителей расширительных объединений, Inc. — это организация известных производителей компенсационных швов типа сильфона.

EJMA была основана в 1955 году для создания и поддержания стандартов качества и производственных стандартов. Эти стандарты объединяют знания и опыт Технического комитета ассоциации и доступны для оказания помощи пользователям, дизайнерам и другим в выборе и применении компенсационных швов для безопасного и надежного монтажа трубопроводов и сосудов.

Члены EJMA — это опытные и знающие производители, которые продемонстрировали многолетний надежный сервис для промышленности. Являясь авторитетными производителями, члены EJMA являются лучшим источником ценности, дизайна и обслуживания продукта.
EJMA проводит обширные технические исследования и испытания по многим важным аспектам проектирования и производства компенсационных соединений.

		Предыдущий параграф

7.5. Сильфонные уплотнения.

Особым видом уплотнений клапанов являются сильфонные уплотнения. Самое большое отличие по сравнению с описанными выше сальниками состоит в том, что здесь не существует область взаимного движения уплотняющего материала относительно тяги, но поступательное движение тяги компенсируется эластичной деформацией рубашки сальника.
Сальники для регулирующей арматуры изготавливаются чаще всего из нержавеющей стабилизирующей стали. В зависимости от максимального рабочего избыточного давления изготавливаются как одно, двух, трех и многорубашечные.
Преимуществом является абсолютная плотность относительно наружной среды (в исправном состоянии), поэтому они предназначены для использования при работе с агрессивными, взрывоопасными или другими опасными средами. Целесообразно их применение при низких и высоких температурах (от 50 С до + 550 С). Особенно практично использование сильфонных сальников при температуре ниже нуля, когда намораживание тяги является причиной преждевременного выхода из строя сальника, или, наоборот, при высокой температуре, когда сильфонные сальники работают как охладители. Недостатком является большая строительная высота. В связи с тем, что регулирующий клапан показывает относительно большой ход, следует для сохранения эластичной деформации отдельных волн использовать в разумных границах большое количество волн. Долговечность сильфона тоже имеет свой предел и зависит от температуры и относительной деформации отдельных волн. Недостатком является то, что при нарушении сальника моментально возникнет большая неплотность, чем при капающем классическом сальнике.
Поэтому часто используется еще предохранительный сальник (в случае LDM тефлоновый сальник DRSpack®), который препятствует утечке жидкости в случае неисправности сильфона. Комбинированный таким способом сальник, несмотря на высокую цену, применяется там, где необходимо исключить какую-либо утечку среды или, где можно установить систему детектирования разрушения сильфона.
Долговечность сильфонных уплотнений зависит от конкретной конструкции. Для вентилей LDM указана в следующей таблице:

Материал	Температура
					не подходит

Таб. 7.1. Минимальный срок службы сильфонного уплотнения LDM.

Значения в таблице 7.1. — это гарантированное минимальное количество циклов, при которых происходит максимальное удлинение и сжатие сильфона. При статистически обычной эксплуатации, когда конус клапана движется только в частичном диапазоне хода, долговечность сильфона во много раз выше и зависит от конкретных условий. (температура, действительная длина хода).

Type 1

Сильфонное уплотнение вала из промышленного эластомера с полным рабочим диапазоном вращения

Обладая исключительными эксплуатационными характеристиками, эластомерное сильфонное уплотнение Type 1 пользуется широким признанием в своей отрасли. Данное торцевое уплотнение подходит для широкого диапазона условий эксплуатации: от воды и пара до химикатов и различных агрессивных материалов, вроде кислот и щелочей. Type 1 является идеальным решением для использования в насосах, смесителях, блендерах, мешалках, воздушных компрессорах, воздуходуховках, промышленных вентиляторах и другом оборудовании с вращающимися валами.

Особенности:

• Для поглощения как разрывного, так и вращающего момента, уплотнение сконструировано с приводной лентой и приводными выемками, которые устраняют избыточное напряжение сильфонов. Проскальзывание устраняется, защищая вал и втулку от износа и образования задиров.
• Автоматическая регулировка компенсирует неравномерный люфт на конце вала, биение, износ первичного кольца и отклонения в допусках оборудования. Равномерное давление пружины компенсирует осевое и радиальное перемещение вала.
• Специальная балансировка позволяет работать при более высоком давлении, более высоких рабочих скоростях и уменьшает износ.
• Не забивающаяся однокатушечная пружина обеспечивает большую надежность по сравнению с другими многочисленными конструкциями пружин. Не загрязняется при контакте с жидкостью.

Технические параметры:

• Рабочие температуры: от -40°C до 205°C
• Рабочее давление: 29 бар (Type 1), 82 бар (модификация Type 1B)

Наиболее общие используемые методы изготовления сильфонов. Только бесшовные трубы или трубы с продольным сварным швом допускаются для использования этих методов изготовления.

Эластомерное формирование

Труба вставлена в сердечник, содержащий резиновый цилиндр. Осевая сила, действующая на сердечник, растягивает резиновый цилиндр, формируя выпуклости в трубе. После этого с резинового цилиндра снимается нагрузка, а выпуклость сжимают в осевом направлении внешней силой, формируя гофру. Гофры формируются по одной. Труба укорачивается по мере формирования гофр.

Расширение (Метод растягивания сердечника)

Отдельные гофры формируются в трубе путем растяжения внутреннего сердечника. Плоскость частично минимизирует расширение, труба должна немного поворачиваться. Процесс повторяют пока не достигнута необходимая высота гофры. Каждая гофра позже выравнивается в размерах посредством специальных внутренних и внешних роликов.

Гидравлическое формирование

Труба расположена в гидравлическом прессе или сильфонной машине. Окружающие внешние неподвижные кольца расположены вне трубы в продольном направлении с интервалами приблизительно равными длине готовой гофры. Труба заполняется веществом, например, водой, а давление поднимается до точки текучести. Операция по формированию продолжается с одновременной периферической текучестью и контролируется продольным укорачиванием трубы, пока не достигается нужная конфигурация. Эти методом можно изготавливать одну или сразу несколько гофр. В зависимости от конфигурации сильфона, могут потребоваться некоторые промежуточные шаги, например – тепловая обработка. Разгруженные сильфоны могут быть изготовлены при использовании разгрузочных колец как часть неподвижных пластин. По окончании, когда неподвижные пластины убирают, кольца становятся интегрированной частью сильфона.

Пневматическое формирование

Этот метод идентичен эластомерному формированию за исключением формирования первоначальной выпуклости путем сдавливания резины «внутренней трубы».

Сворачивание гофрированного листа

Плоский лист механически гофрируется либо прессованием либо валиками для получения прямых секций. Этот предварительно сформированный лист сворачивается в трубу. Сильфон получается при продольном сваривании краев листа друг с другом.

Формирование валиками

Труба расположена в сильфонной машине и одна или несколько гофр формируются посредством давления валиком. Обычно валики располагаются по обеим сторонам трубы, внутри и снаружи. Труба может вращаться относительно валиков, либо может быть неподвижна, а валики формируют сильфон своим вращением. На рисунке показан первый вариант.

Свернутое кольцо

Из плоского листа делают отдельную гофру и затем сворачивают ее в кольцо. Края кольца сваривают поперек гофры. Если необходим сильфон с более чем одной гофрой, изготавливают нужное число колец, которые сваривают между собой.

Формирование прессованием

Из плоского листа формируют гофру, используя неподвижный пресс. Этот метод используется прежде всего для производства прямоугольных сильфонов. Используя этотм метод можно получить разные профили гофры. Чаще всего используются U и V-образные профили. Возможность материала и метода ограничивают длину профиля. Большая длина может быть получена свариванием нескольких профилей вместе.

Комбинированный метод

Некоторые методы, описанные в предыдущих параграфах, могут быть скомбинированы. Одна процедура для формирования тороидального сильфона комбинирует два метода. Например, формируют гофру методом растяжения и высотой больше, чем расчетная высота. Затем, гофру располагают между кольцами формы, как при гидравлическом формировании. Кольца сжимают и гидравлическим методом формируют тороид как показано на рисунке.

Концевые пластины из нержавеющей стали
Работа без трения
Без технического обслуживания и смазки
Идеальны для короткоходовых, с высокими усилиями приложений
Высокий уровень виброизоляции
Легкая, компактная установка – нет проблем с выравниванием

Одностороннее действие — Ø 8 до 14 дюйм

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Среда:
Сжатый воздух, фильтрованный, без масла
Рабочее давление:
8 бар максимум
Рабочая температура:
-40°C … +70°C макс.
При применении ниже +2° С проконсультируйтесь с нашей технической службой
Важные рекомендации:
Конструкция этих воздушных сильфонов допускает работу под углом от 5 ° до 25 °. Верхняя плита и плита основания могут быть не выровнены, в зависимости от высоты воздушного сильфона и числа гофр. Чтобы избежать повреждения должны использоваться в обоих конечных положениях жесткие упоры. Чтобы возвратить воздушные сильфоны к их минимальной высоте, должна применяться внешняя возвращающая сила. Осевая нагрузка зависит непосредственно от высоты воздушного сильфона. Когда высота увеличивается — снижается нагрузка. Поскольку внешний диаметр изменяется, при работе должен быть достаточный зазор вокруг воздушного сильфона.

Начертить самостоятельно
Сильфон — это устройство, преобразующее энергию изменения давления рабочей среды (жидкости, газа, пара) в механическое движение, сборочные единицы, как правило, тела вращения, гофрированные однослойные, двухслойные или многослойные тонкостенные трубки, способные изменять длину (например, под воздействием изменения давления рабочей среды).
‘);} //—>

‘);} //—>
Чертеж сильфона выполняется на основании ГОСТ 2.109-73 — единая система конструкторской документации (ЕСКД).

Вы можете бесплатно скачать этот простой чертеж для использования в любых целях. Например для размещения на шильдике или наклейке.
Как начертить чертеж:
Начертить чертеж можно как на листе бумаги, так и с использованием специализированных программ. Для выполнения простых эскизных чертежей особых инженерных знаний не требуется.

Эскизный чертеж — это чертеж выполненный «от руки», с соблюдением примерных пропорций изображаемого предмета и содержащий достаточные данные для изготовления изделия.
Конструкторский чертеж со всеми технологическими данными для изготовления может выполнить только квалифицированный инженер.
Для обозначения на чертеже необходимо выполнить следующие операции:
1. Начертить изображение;
2. Проставить размеры (см пример);
3. Указать технические требования к изготовлению (подробнее о технических требованиях читайте ниже в статье).
Чертить удобнее всего на компьютере. В последующем чертеж можно распечатать на бумаге на принтере или плоттере. Есть множество специализированных программ для черчения на компьютере. Как платных, так и бесплатных.
Пример черчения:
На этом изображении нарисовано как просто и быстро выполняется чертеж с помощью компьютерных программ.

Список программ для черчения на компьютере:
1. КОМПАС-3D;
2. AutoCAD;
3. NanoCAD;
4. FreeCAD;
5. QCAD.
Изучив принципы черчения в одной из программ не сложно перейти на работу в другой программе. Методы черчения в любой программе принципиально не отличаются друг от друга. Можно сказать что они идентичны и отличаются друг от друга только удобством и наличием дополнительных функций.
Технические требования:
Для чертежа необходимо проставить размеры, достаточные для изготовления, предельные отклонения и шероховатость.
В технических требованиях к чертежу следует указать:
1) Способ изготовления и контроля, если они являются единственными, гарантирующими требуемое качество изделия;
2) Указать определенный технологический прием, гарантирующий обеспечение отдельных технических требований к изделию.
Немного теории:
Чертёж — это проекционное изображение изделия или его элемента, один из видов конструкторских документов содержащий данные для производства и эксплуатации изделия.
Чертеж это не рисунок. Чертеж выполняется по размерам и в масштабе реального изделия (конструкции) или части изделия. Поэтому для выполнения чертежных работ необходима работа инженера, обладающего достаточным опытом в производстве чертежных работ (впрочем для красивого отображения изделия для буклетов вполне возможно понадобится услуга художника, обладающего художественным взглядом на изделие или его часть).
Чертеж — это конструктивное изображение с необходимой и достаточной информацией о габаритах, методе изготовления и эксплуатации. Представленный на этой странице чертеж вы можете скачать бесплатно.
Рисунок — это художественное изображение на плоскости, созданное средствами графики (кисть, карандаш или специализированная программа).
Чертеж может быть как самостоятельным документом, так и частью изделия (конструкции) и технических требований, относящиеся к поверхностям, обрабатываемым совместно. Указания о совместной обработке помещают на всех чертежах, участвующих в совместной обработке изделий.
Подробнее о чертежах, технических требованиях к оформлению и указанию методов изготовления смотрите в ГОСТ 2.109-73. Перечень стандартов для разработки конструкторской документации смотрите .
Информация для заказа чертежей:
В нашей проектной организации Вы можете заказать чертеж любого изделия (как детали, так и сборки), в составе которого будет чертеж сильфона, как элемент конструкторской документации изделия в целом. Наши инженеры-конструкторы разработают документацию в минимальные сроки в точном соответствии с Вашим техническим заданием.