Сальниковые компенсаторы

Сальниковые компенсаторы используются в составе водопроводных сетей и теплосетевых трубопроводов с целью компенсации изменения размеров труб под влиянием перепадов температур в широком диапазоне, а также предотвращения деформаций, которые могли бы произойти под воздействием прочих сторонних факторов (механические воздействия, незначительные подвижки грунта и т.п.). Данный тип компенсатора представляет собой отрезок трубы, который вставлен в фасонный патрубок с диаметром, идентичным диаметру трубопровода. Пространство между обечайками (трубой и патрубком) заполняется высококачественным сальниковым уплотнителем. Обечайки могут изготавливаться как из бесшовной трубы, так и из листовой стали, что удешевляет изделие, но делает процесс его производства более сложным.

Классификация сальниковых компенсаторов

Для сальниковых компенсаторов основным считается разделение на виды: односторонний и двухсторонний.

Односторонний сальниковый компенсатор осуществляет компенсирование изменений длины участка трубопровода в одну сторону и состоит из корпуса (главная обечайка), стакана (привариваемой к трубопроводу внутренней обечайки) и находящейся между ними сальниковой набивки. Промышленность выпускает сальниковые компенсаторы односторонние диаметром Ду от 100 до 1400 мм для работы при температуре транспортируемой среды до +200оС для воды и +300оС для пара.

Двухсторонний сальниковый компенсатор работает на компенсацию температурных и иных расширений трубопровода одновременно в две стороны от места установки. В отличие от одностороннего варианта, у него две внутренних обечайки и двойная компенсирующая способность, позволяющая применять устройства данного типа там, где требуется компенсация значительных расширений (сжатий). При использовании в подземных и наземных трубопроводах, прокладываемых на неподвижных опорах, сальниковые компенсаторы позволяют снизить интенсивность односторонних нагрузок на эти опоры за счет эффекта взаимного уравновешивания.  

Делятся сальниковые компенсаторы и по способу соединения с трубопроводом. Вариантов два: сварное соединение и фланцевое. Можно также выделить в самостоятельные группы сальниковые компенсаторы, предназначенные для работы в суровых климатических условиях и изготавливаемые из устойчивых к низким минусовым температурам марок стали — например, 17Г1С.

Преимущества сальниковых компенсаторов

Высокая компенсирующая способность и компактность конструкции являются основным преимуществом сальниковых компенсаторов по сравнению с другими их типами. Среди недостатков стоит отметить сложность обеспечения полной герметичности сальника, а также необходимость в регулярном наблюдении, тщательном уходе и техническом обслуживании. К тому же при постоянных больших перепадах температуры транспортируемой среды и значительных нагрузках износ сальников ускоряется, что может привести к разгерметизации устройства.

Ограничения по использованию сальниковых компенсаторов

Стандарты предписывают ряд ограничений по использованию сальниковых компенсаторов. Рабочее давление трубопровода, на котором устанавливают сальниковые компенсаторы, не должно превышать 2,5МПа (25 кгс/см2) при температуре пара до 300 градусов по шкале Цельсия, воды — до 200 градусов. Диаметр трубопровода может составлять 100 мм и более при прокладке на низких опорах подземным и надземным способом. Установка сальниковых компенсаторов на участках трубопроводов, прокладываемых на отдельно стоящих высоких опорах и/или эстакадах, не допускается. Односторонние компенсаторы применяются для условных проходов от 100 до 1400 мм, двухсторонние — от 100 до 800 мм. Что касается компенсирующей способности, то она зависит от величины условного прохода и может изменяться в пределах от 200 до 500 мм. Стоит учитывать, что при выборе сальникового компенсатора специалисты рекомендуют принимать его фактическую компенсационную способность на 50 мм ниже той, которая заявлена в технической документации на изделие. 

Изготовление сальниковых компенсаторов

Для производства сальниковых компенсаторов согласно ГОСТу №15150-69 может использоваться бесшовная стальная труба из сталей Ст20, 09Г2С, 17Г1C и ВСт3сп5 либо листовая сталь тех же марок. В качестве сальниковой набивки применяется набивка марок АПП и ПА, термостойкая резина марки 5168 (ГОСТ 5152-77), а также смазка АР (ГОСТ5152-77).

Стандартные сальниковые компенсаторы изготавливаются на основании типовой проектно-конструкторской документации, а также в соответствии с ТУ предприятия-изготовителя и согласно ТЗ, предоставленного заказчиком. Производственный процесс изготовления сальниковых компенсаторов из листовой стали состоит из нескольких этапов:

• формирование заготовок;
• точение патрубков;
• соединение элементов изделия методом сварки;
• сборка компенсатора;
• контроль качества изделия.

Северо-Западный Завод Металлоконструкций (СЗЗМК) располагает всем необходимым оборудованием для изготовления и сборки сальниковых компенсаторов надлежащего качества. Это довольно сложный технологический процесс, в ходе которого необходимо по размерам, указанным на чертежах, сформировать заготовки, после чего произвести равномерную расточку стенок каждой обечайки, не прибегая к механической обработке изделия в целом. В готовом компенсаторе внутренняя обечайка и сальниковое кольцо должны без приложения значительных усилий свободно передвигаться вдоль оси изделия. Задача по изготовлению качественного компенсатора дополнительно усложняется наличием многочисленных швов, которые неравномерно размещены по его окружности. Если необходимо изготовить компенсатор с внутренним диаметром корпуса 1500 — 2000 мм, в зоне большей концентрации швов наружные элементы изделия могут получить усадку до 3 мм по диаметру, как побочный эффект проведения сварочных работ. Если же необходим внутренний диаметр корпуса 2000 — 2500 мм, то величина усадки по диаметру может достигать 4 мм. Что касается фланца, здесь усадка обычно составляет 1,5 — 2 мм.

Аналогичную величину усадки получает и внутренняя обечайка. Для изготовления обечайки сальникового кольца используется более толстый стальной лист. Ее усадка от фланцевой приварки, выполняемой по окружности, составляет порядка 3 — 4 мм. Данные размеры усадок должны учитываться при раскрое стальных листов: определяя длину заготовки (развернутой обечайки), ее увеличивают против значений, указанных в технической документации, на величины усадок от сварки по окружности и поперечных швов.
Основные требования, предъявляемые к изготовлению заготовок, к проведению сварочных работ и к сборке сальниковых компенсаторов выглядят следующим образом:

• Максимальное отклонение от проектной величины для всех размеров листовых обечаек компенсатора не может превышать величины 2 мм.
• На участках кольцевых листов подвальцовку следует вести аккуратно и тщательно.
• После подвальцовки обечайки допускаются зазоры величиной до одного миллиметра между шаблоном и обработанной поверхностью подвальцованной части.

Обработка фланцев заключается в расточке внутреннего диаметра и проточке плоскости, фланец которой вступает в соприкосновение с соседним элементом. Если оборудование для проточки на предприятии отсутствует, этот этап обработки заменяют операцией вырезания сегментов методом плазменной резки металла, а сборка ведется методом сварки с последующей правкой в вальцах, после чего в соответствии с чертежами сверлят отверстия.

Цены на сальниковые компенсаторы

Компенсаторы сальниковые Серия 4.903-10 выпуск 7

Компенсаторы сальниковые Серия 5.903-13 выпуск 4

Процесс сборки сальниковых компенсаторов

Сборку сальниковых компенсаторов выполняют, руководствуясь чертежами и технической документацией. Главным элементом компенсатора является ступенчатая обечайка с двумя фланцами. В неё вставляется кольцо, предназначенное для уплотнения сальниковой набивки, расположенной между ступенчатой обечайкой и внутренней обечайкой (стаканом) — у нее и у кольца по одному фланцу. Внутреннюю обечайку плотно обматывают набивкой (например, асбестовым шнуром). Кольцо и главную обечайку по продольным кромкам соединяют прихватками, стыки сваривают. Затем детали прокатывают на листогибочных вальцах до получения правильной окружности. Далее на кольцо и стакан надеваются фланцы и тоже прихватываются. У двухсторонних компенсаторов внутри главной обечайки располагается два стакана с разнонаправленным ходом, порядок их сборки одинаковый. Заканчивается он тем, что к сальниковому кольцу приваривается фланец.

Перед тем как обматывать внутреннюю обечайку асбестовым шнуром с графитовой пропиткой, компенсатор необходимо нагреть. Набивка сальниковых уплотнений должна выполняться тщательно и качественно. В противном случае придется менять ее уже в процессе эксплуатации, что приведет к остановке работы трубопровода. Линии соединения колец сальника должны быть смещены друг относительно друга, швы компенсаторов надлежит делать ровными, заглаживая и заваривая все шероховатости.

Сопряжения краев швов с корпусом не должно иметь резких переходов, наплывов и подтеков. Не допускается также образование подрезов и трещин на поверхности сварочных швов, наружная поверхность компенсатора не должна быть пористой. Обработанные ее части покрывают противокоррозионной смазкой, а необработанные — противокоррозионным лаком. При затяжке сальника стакан должен плавно перемещаться параллельно оси изделия — без заеданий, равномерно, сальниковые кольца укладываются стыками вразбежку.

Монтаж сальниковых компенсаторов

Непосредственно перед монтажом сальникового компенсатора с фланцем проверяют резьбу болтов, убирают заусенцы. Число нитей с поврежденной, сорванной или неполной резьбой не должно превышать 10% от общего количества. Ориентируясь на предварительно нанесенные риски, устанавливают сальниковый компенсатор в положении, когда внутренний цилиндр (стакан) выдвинут из внешней главной обечайки (корпуса) на проектную длину с небольшим зазором между упором внутри корпуса и упорным кольцом стакана.

Величина растягивания зависит от компенсационной способности устройства, а зазор необходим, чтобы компенсировать изменения геометрии трубопровода, которые могут возникнуть из-за колебаний температуры, вызванных проведением и окончанием сварочных работ на трубопроводе или сменой погоды. При температуре во время монтажа ниже +5°С на 100-метровом участке зазор составляет не менее 30 мм, при температуре от +5° до +20°С минимум 50мм, свыше +20°С — 60мм.

Рекомендуется заранее предусмотреть возможность срыва неподвижных опор с возможным выходом подвижной части трубы из корпуса компенсатора. Чтобы этого не произошло, на подвижную часть трубы с помощью сварки крепят ограничительный ободок, который не должен мешать работе компенсирующего устройства. Скользящие поверхности перед установкой компенсатора необходимо смазать.

Купить сальниковые компенсаторы, изготовленные по ГОСТ, или заказать их изготовление согласно предоставленному комплекту проектно-технической документации вы можете, связавшись с представителями СЗЗМК в Санкт-Петербурге по размещенным на сайте телефонам или через форму обратной связи.

Техническая документация

ОСТ 34-10-...-93

ПГВУ 090-93

ПГВУ 242-92 - 245-92

ПГВУ 246-92 - 249-92

Серия 4-903-10 выпуск 7

Серия 5-903-13 выпуск 4

ТУ 34-42-10189-81