Опыт применения сильфонных компенсаторов на магистральных газопроводах. Сильфонный компенсатор нефть


Сильфонные компенсаторы для трубопроводов, транспортирующих продукты переработки нефти и химическое сырье

К сильфонным компенсаторам, предназначенным для эксплуатации на трубопроводах нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, предьявляются высокие требования. Это объясняется тем, что обеспечивая значительные поглощения температурных изменений длин трубопроводов, металлические сильфонные компенсаторы работают при сравнительно высоких темпepaтypax и давлениях сред, имеющих различную степень агрессивности.Различные конструкции сильфонных компенсаторов применяются в зависимости от условий работы трубопроводов и необходимой величины компенсации температурного изменения их длин.Наиболее часто используются сильфонные компенсаторы под приварку осевого или шарнирного типов.Осевые сильфонные компенсаторыефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, предьявляются высокие требования. Это объясняется тем, что обеспечивая значительные поглощения температурных изменений длин трубопроводов, металлические сильфонные компенсаторы работают при сравнительно высоких темпepaтypax и давлениях сред, имеющих различную степень агрессивности.Различные конструкции сильфонных компенсаторов применяются в зависимости от условий работы трубопроводов и необходимой величины компенсации температурного изменения их длин.Наиболее часто используются сильфонные компенсато¬ры под приварку осевого или шарнирного типов.Осевые сильфонные компенсаторыСильфонные осевые компенсаторы КСО поглощают температурные изменения длин трубопроводов за счет сжатия - растяжения гибкого элемента (сильфона). По сравнению с другими компенсаторами осевые имеют наиболее простую конструкцию и наименьшие габаритные размеры.Нашей компанией были разработаны сильфонные осевые ком¬пенсаторы типа КСО с условными давлениями Ру10, Ру25 и Ру84 кгс/см2.Компенсатор сильфонный осевой КСО состоит из гибкого элемента с U-образным профилем волн, один конец которого приварен к патрубку, а другой к направляющей трубе, также имеющей на конце патрубок. Патрубки cлужат для со единения компенсатора с трубопроводом (при помощи сварки).

Направляющая труба проходит внутри гибкого элемента и предохраняет его от продольного изгиба при давления среды, а также уменьшает завихрение потока транспортируемой среды, протекающей через компенсатор.Коменсатор снабжен устройством для предварительной растяжки при монтаже и для установления строитель¬ной длины после его сборки. Оно представляет собой стойки, приваренные к патрубкам, через которые проходят шпильки с гайками.Технические характеристики сильфонного компенсатора с Ру10 кгс/см2 с числом волн 3,4 и 6 можно посмотреть в технической документации на каждый компенсатор. На данный момент мы закупаем новое оборудование для производства сильфонных компенсаторов с большим количеством волн.Компенсатор сильфонный осевой под приварку с Ру25 кгс/см2 наиболее часто применяется трубопроводах нефтеперерабатывающих предприятий и серийно изготавливается нами на условный диаметр 150-400 мм преимущественно с количеством волн от 3 до 7 с гибким элементом из стали Х18Н10Т. Наша компания разработала такие компенсаторы и на Ду1000 мм, но в связи с отсутствием технологического оборудования мы изготавливаем их не в том количестве, которое бы хотелось.Компенсатор состоит из гибкого элемента, имеющего Ω - образные волны, усиленные по их впадинам ограничительными упругими кольцами, имеющих круглое или подковообразное сечение. Кольца воспринимают через стенку сильфона давление рабочей среды, повышая ее прочность. Кольца подковообразного сечения позволяют снижать вес фльсонного компенсатора и повысить эластичность сильфона. Также уменьшается толщина стенки сильфона и повышеается компенсаирующая способность компенсатора.Концы гибкого элемента с двух сторон приварены к патрубкам, служащим для соединения компенсатора с трубопроводом (посредством сварки). В случае, когда нужно разьемное соединение силфонного компенсатора с трубопроводом к нему можно приварить фланцы, а к трубе - ответные фланцы (фланцевый сильфонный компенсатор).

skyprom.ru

Система компенсации нагрузок на резервуар, нефтяная отрасль

Сильфонные компенсаторы  поставляются основным нефтедобывающим и газодобывающим, нефтеперерабатывающим и транспортирующим предприятиям.

Они применяются, как компенсирующие монтажные элементы необходимые для поглощения всех температурных деформаций трубопроводов, построенных для транспортировки горячих и холодных субстанций, а так же для работы в подвижных вводах в напорных резервуарах.

В качестве примера могут быть, угловые поворотные сильфонные компенсаторы, использующиеся в системе компенсации нагрузок (СКНР), предназначенные для компенсации относительных пространственных перемещений и прочного герметичного соединения трубопроводов, которые транспортируют рабочую среду (горючие, легковоспламеняющиеся жидкости) и эксплуатирующихся на магистральных нефтепроводах, нефтеперерабатывающих заводах и нефтебазах.

 

Проводимая среда – нефть, нефтепродукты, жидкие и газообразные токсичные, взрывоопасные и пожароопасные среды. Давление рабочей среды от вакуума до 4 МПа (40 кгс/см2), температура от -196 до +500°С.

При трубной обвязке резервуаров технологическими трубопроводами приходится считаться с тепловым расширением материалов, вследствие чего магистраль испытывает различного рода смещения. Если не обеспечить подвижность патрубков приемораздачи (ППР), то усиливается нагрузка на несущие конструкции, что со временем приведет к ее разрушению.

Система компенсации нагрузок на резервуар (СКНР) позволяет добиться подвижности технологических трубопроводов (ТТ) путем шарнирного соединения сильфонных компенсаторов.

Эта система используется при обвязке резервуаров, емкостью до 50000 м3 при высоте стенки резервуара до 18,1 м. Рабочий диаметр ТТ при этом может варьироваться от 40 до 70 см. Предполагается, что магистраль служит для транспортировки жидких носителей с внутренним давлением до 1 МПа.

Назначение СКНР

Система компенсации в значительной степени снижает усилия, которые испытывают патрубки приемораздачи. Эти усилия вызваны осадкой фундамента резервуара, сейсмическим движением опор трубопровода, а также различными деформациями конструкции, возникающими в результате изменения внутреннего давления, температуры носителя или температуры окружающей среды. Необходимо учитывать, что при наполнении или опорожнении трубопровода последний также подвергается деформации.

СКНР принадлежит той категории опасности, которая позволяет, наряду с другими жидкостями, перекачивать и легковоспламеняющиеся жидкости. Определение класса опасности проводится согласно ПБ 03-585-03.

Устройство системы компенсации нагрузок

Конструктивная схема СКНР достаточно сложная. Она представляет собой целый комплекс узлов, монтируемых на месте эксплуатации объекта. Ее составные части:

  • сильфонные компенсаторы;
  • пружинные подвески;
  • отводы;
  • ригели;
  • стойки;
  • катковая опора.

Принципиальная схема СКНР представляет собой компенсатор из трех шарниров, являющийся связующим звеном между ППР резервуара и технологическим трубопроводом. Естественно, роль этих шарниров играют сильфонные компенсаторы, которые на определенном расстоянии друг от друга соединены посредством трубных вставок.

В конструкции СКНР используются поворотные сильфонные компенсаторы, подвижность которых обеспечивают карданные соединения. Изначально компенсаторы зафиксированы транспортировочными болтами, образуя жесткое соединение. Эти болты извлекаются только после полного монтажа системы. Колебания трубопровода в вертикальной плоскости обеспечиваются за счет пружинных подвесок, которые закрепляются на ригелях. Опорой для ригелей являются стойки. В процессе эксплуатации горизонтальное смещение трубопровода ППР возможно, если он стыкуется с ТТ с помощью катковой опоры.

Так как система СКНР монтируется на разных горизонтальных уровнях, то скопление газов в трубопроводе неизбежно. Чтобы иметь возможность их удаления, в верхней части магистрали устанавливается воздушный клапан, выполненный в виде крана. Пружинная подвеска представлена пружинным блоком, талрепом, тягами и хомутом для крепления. Она допускает движение трубопровода не только в вертикальной плоскости, но и, при определенном допуске, в горизонтальной.

Сам подвижный блок – это две опоры, способные перемещаться друг относительно друга. Одна опора считается подвижной, другая – неподвижной. Фиксирует пружину натяжная гайка. Чтобы обеспечить контроль нагрузок на блок, установлена специальная шкала в виде линейки. Ответственный за эксплуатацию обязан знать, что определяется монтажная и рабочая нагрузка. Монтажная нагрузка – это усилие, которое оказывает незаполненный трубопровод при монтаже. Ее значение обычно указано на линейке в виде буквы «М». Рабочую нагрузку создает заполненный трубопровод, при этом соответствующая риска на линейке помечается буквой «Р». Помимо этого пружинные блоки снабжаются табличками, в которых вписаны абсолютные значения соответствующих нагрузок.

Система испытывает нагрузки не постоянного, а переменного значения. Чтобы иметь возможность оценить диапазон этих значений, линейка имеет овальное отверстие. Края этого отверстия указывают на допустимые отклонения. Если в процессе эксплуатации указатель сместился за пределы овала, это говорит о существенных изменениях, которые привели к значительной деформации СКНР. Причиной может служить крен фундамента резервуара или смещение опор ППР.

Стойки пружинных подвесок крепятся к основанию трубопровода фундаментными болтами. Сверху этих стоек смонтированы ригели, на которых установлен пружинный блок. Обычно стойки изготавливают из металлических труб, снабжая их с одной стороны опорной пластиной. Они в обязательном порядке заземляются методом присоединения к основному контуру резервуара.

Катковая опора, с помощью которой стыкуется трубопровод с подвижной частью СКНР, позволяет в определенных пределах элементам смещаться друг относительно друга в горизонтальном направлении. Она состоит из двух опор, выполненных в виде плит, между которыми встроены два ряда блоков. Таким образом, плиты могут приходить в движение. Крепление к плитам элементов трубопровода обеспечено стопорными шпильками. Катковая опора, как и пружинная подвеска, тоже подлежит заземлению. После полного монтажа стопорные шпильки удаляются, а место стыковки маркируется. С помощью такого маркера можно оценивать параметры горизонтального смещения системы.

Как работает система

Любые нагрузки, возникающие по причине изменения давления в системе, изменения массы трубопроводов, теплового расширения материалов, делятся на два вида: нагрузки, приводящие к угловому смещению и нагрузки, приводящие к горизонтальному смещению.

Угловое смещение компенсируется карданами сильфонного компенсатора. Горизонтальное смещение обеспечивает катковая опора, причем допускает смещение как в одну, так и в другую сторону. Помимо этого, не стоит забывать о смещении всей конструкции в вертикальной плоскости. Такие деформации обеспечивают пружинные подвески.

Несмотря на существенное усложнение конструкции, которое влечет за собой увеличение себестоимости монтажа, применение СКНР оправдывает средства. Система компенсации в разы увеличивает ресурс магистрали и резервуара, позволяя им адаптироваться ко всем внешним изменениям.

silphon.ru

Компенсаторы сильфонные осевые КСО ARM - Сильфонные компенсаторы

Стандартное исполнение Материал сильфона и внутреннего экрана
Условный проход DN: от 25 до 300 мм Стандартное исполнение
Рабочее давление PN: 6, 10, 16, 25 кг/см2 (бар) Материал ГОСТ:      08Х18Н10Т
Рабочая температура Т: от -60 до 425 гр. С Материал DIN:         1.4541
Специальное исполнение Материал AISI:         AISI 321
Условный проход DN: от 15 до 5000 мм Специальное исполнение
Рабочее давление PN: от вакуума до 150 кг/см2 (бар)

Материал ГОСТ: 08Х18Н10, 08Х16Н11М3, 08Х17Н13М2Т, 20Х20Н14С2

Рабочая температура Т: от - 260 до 900 гр. С
Осевой ход Материал DIN: 1.4301, 1.4828, 1.4401, 1.4571
Стандартное исполнение: 30, 60 мм Материал AISI: 304, 309, 316, 316 ti
Специальное исполнение: от 1 до 500 мм Материал: патрубков, фланцев, защитного кожуха, ограничительной арматуры
Рабочая среда Стандартное исполнение
Вода, пар, газ, нефтепродукты, масла, химические и криогенные среды  Материал ГОСТ: Ст. 20, Ст3сп
Количество рабочих циклов        Материал DIN: 1.0038
Стандартное исполнение Материал AISI: St 37-2
от 50 до 1 000 циклов, на полный рабочий ход Специальное исполнение
Специальное исполнение

Материал ГОСТ: 09Г2С, 08Х18Н10, 08Х16Н11М3,

08Х17Н13М2Т, 20Х20Н14С2

до 10 000 циклов, на полный рабочий ход
Область применения осевых компенсаторов Материал DIN: 1.4301, 1.4828, 1.4401, 1.4571

- компенсация осевого перемещения

- снятие вибрационных нагрузок, несоосности

- различные: трубопроводы, газоходы

Материал AISI: 304, 309, 316, 316 ti, 321

- двигатели, компрессоры, насосы и другое промышленное оборудование

www.armfleks.ru

Сильфонный компенсатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Сильфонный компенсатор

Cтраница 1

Сильфонные компенсаторы необходимо монтировать в соответствии с инструкцией по монтажу и эксплуатации, входящей в комплект поставки компенсаторов.  [1]

Сильфонные компенсаторы, применяемые в качестве компенсирующих устройств, в ряде случаев работают в тяжелых условиях действия высоких температур, а также механического нагружения за счет температурного расширения прилегающих участков трубопроводов. При этом в ряде высоконагруженных точек сильфона могут возникать упругоплаЬшческие деформации, а при наличии длительных выдержек под нагрузкой - и деформации ползучести. Кроме указанных, добавляются деформации, появляющиеся за счет давления жидкости или газа, проходящих через оболочку компенсатора. В процессе эксплуатации нагружение имеет выраженную периодичность.  [2]

Сильфонные компенсаторы необходимо монтировать в соответствии с инструкцией по монтажу и эксплуатации, входящей в комплект поставки компенсаторов.  [3]

Сильфонные компенсаторы устанавливаются на тепловых сетях при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте тепловых сетей.  [4]

Сильфонные компенсаторы при строительстве, реконструкции и ремонте тепловых сетей могут быть применены взамен П - образных и сальниковых. В зависимости от расчетных значений температурного удлинения трубопроводов устанавливается один или несколько компенсаторов последовательно.  [5]

Сильфонные компенсаторы не требуют текущего ремонта.  [7]

Сильфонные компенсаторы ( см. рис. 2.13.36, в) имеют более совершенную конструкцию. Они представляют собой гофрированную тонкостенную оболочку ( сильфон), имеющую омегообраз-ный профиль. Снаружи компенсатор снабжен ограничительными полукольцами, которые соединены стяжными винтами. Внутри компенсатора устанавливают защитный стакан. Для восприятия осевого разжимающего усилия используют ограничители растяжения сильфона.  [8]

Сильфонные компенсаторы, применяемые в качестве компенсирующих устройств, в ряде случаев работают в тяжелых условиях действия высоких температур, а также механического на-гружения за счет температурного расширения прилегающих участков трубопроводов. При этом в ряде высоконагруженных точек сильфона могут возникать упругопластические деформации, а при наличии длительных выдержек под нагрузкой - и деформации ползучести. Кроме указанных, добавляются деформации, появляющиеся за счет давления жидкости или газа, проходящих через оболочку компенсатора. В процессе эксплуатации нагружение имеет выраженную периодичность.  [9]

Сильфонные компенсаторы изготовляют из однослойных или из многослойных сильфонов, в зависимости от условий работы компенсатора.  [11]

Сильфонные компенсаторы состоят из сильфона ( гибкой гофрированной оболочки) и подсоединительных патрубков. Компенсатор воспринимает относительные перемещения соединяемых объектов как при температурных деформациях, так и при кинематических воздействиях.  [12]

Сильфонные компенсаторы обеспечивают компенсацию продольных ( ход), поперечных ( сдвиг) и угловых ( поворот) перемещений.  [13]

Сильфонный компенсатор при действии определенных усилий и изгибающего момента растягивается, сжимается, деформируется в поперечном направлении и изгибается со значительным перемещением - до десятков сантиметров и градусов, при этом сильфон сохраняет герметичность.  [14]

Сильфонные компенсаторы предназначены для эксплуатации на жидких и газообразных средах разной агрессивности, применяемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности. Их изготовляют двумя технологическими методами: методом гидроформовки сильфонов из обечаек и методом штамповки полугофров с последующей их сваркой.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Опыт применения сильфонных компенсаторов на магистральных газопроводах

Актуальной проблемой при строительстве и эксплуатации магистральных газопроводов является вопрос продольной устойчивости. Впервые потеря продольной устойчивости серьезно отразилась на работоспособности магистрального газопровода Бухара-Урал (Ду 1000 мм).

В результате проведенных исследований были выработаны рекомендации, которые сводились к ограничению разницы температуры укладки, засыпки плетей и сварки замыкающих стыков, более качественному выполнению проектных решений, проведению работ по дополнительному защемлению трубопровода и т.п. Указанные рекомендации не дали желаемых результатов.

Потери продольной устойчивости продолжали наблюдаться на системе трубопроводов Средняя Азия-Центр Ду 1200, 1400, а затем в значительных масштабах на северных газопроводах.

Проблема обеспечения устойчивости подземных магистральных газопроводов связана с разработкой новых, нетрадиционных технических решений, способствующих компенсации линейных расширений трубопроводов и снижающих напряженно-деформированное состояние до безопасного уровня.

Одним из наиболее перспективных направлений является применение многослойных сильфонных компенсаторов, выгодно отличающихся от компенсаторов других типов (линзовых, сальниковых, складчатых, волнистых, лиро- и П-образных, резинометаллических и других): большей компенсирующей способностью при малой жесткости, оптимальными массогабаритными показателями, коррозионной стойкостью к другими.

Сильфонные компенсаторы более 40 лет широко используются в судостроительной, авиационной, химической, нефтяной и ряде других отраслей для восприятия статических и динамических перемещений трубопроводов и механизмов компенсации тепловых расширений трубопроводов, а также для снижения уровня вибрации, передаваемой по трубопроводам.

Многолетний опыт эксплуатации сильфонных компенсаторов в различных отраслях промышленности показал их эффективность и надежность.

Основным элементом сильфонного компенсатора является сильфон — многослойная гофрированная оболочка, способная воспринимать деформации растяжения-сжатия, сдвига и углового поворота (изгиба).

Сильфоны изготавливаются из многослойной трубы методом гидравлического формования в специальной оснастке. Многослойная труба представляет собой пакет однослойных цилиндрических обечаек, вставленных одна в другую. Обечайки, в свою очередь, изготавливаются из листовой или рулонной нержавеющей стали толщиной не более 0,5 мм, марки 05Х18Н10Т сваренной аргонно-дуговой сваркой в стык. Толщина многослойной трубы, а следовательно, и сильфона определяется многими Факторами — внутренним рабочим давлением, величиной рабочего хода, устойчивостью и т.д. Заданная геометрия гофров сильфонов достигается путем применения специальной гидроформовочной оснастки. Для дополнительного восприятия внутреннего давления рабочей среды, уменьшения жесткости сильфонов и снижения его толщины во впадинах гофров сильфонов предусмотрены армирующие кольца, которые остаются во впадинax гофров во время и после формования сильфонов.

Во время гидроформования сильфона возможно попадание воды между его слоями. Для удаления этой воды сильфоны просушиваются в электропечи в течение 3 ч при температуре 300-350 °С. Просушенный сильфон приваривается аргонно-дуговой сваркой к кольцам. Сварной шов подвергается радиографическому контролю. К кольцам, в свою очередь, привариваются присоединительные патрубки с разделкой под приварку к газопроводу. Все сварные швы сильфонного компенсатора подвергаются радиографическому контролю.

В связи с тем, что во время эксплуатации сильфонного компенсатора в составе газопровода возможно воздействие на газопровод и сильфонный компенсатор боковых сил (подвижка грунтов, ветровые нагрузки и т.д.), для предотвращения разрушения сильфонного компенсатора в его конструкции предусмотрен наружный защитный кожух. При этом толщинa кожуха (8 мм) выбрана с учетом равнопрочности сильфонного компенсатора и газопровода при воздействии боковых сил. Для этой цели служит упорное кольцо, ограничивающее перемещение сильфонов в радиальном направлении при действии боковых сил. Присоединительный патрубок имеет гладко обработанную наружную поверхность. По данной поверхности происходит скольжение уплотнительных прокладок, препятствующих попаданию влаги и грунта в полость между сильфоном и кожухом во время эксплуатации сильфонного компенсатора. Для установки этих уплотнительных прокладок служат цилиндр и кольцо, затягиваемое болтами.

Таким образом, с помощью цилиндра, колец и кожуха между кожухом и сильфоном создается замкнутая полость, куда в случае разгерметизации сильфона начинает поступать газ. Для своевременного обнаружения утечки газа в кольце предусмотрено отверстие для установки датчика течки газа, а в самом сильфоне во всех слоях, кроме внутреннего, просверлены отверстия диаметром 1,5-2 мм на цилиндрическом участке в районе приварки сильфона к кольцу.

В связи с тем, что в начале разрушения сильфона разрушается внутренний слой, а остальные слои остаются целыми еще какое-то время, газ под внутренним (разрушенным) слоем через отверстие попадает в замкнутую полость между кожухом и сильфоном, где на него реагирует датчик. Так как разрушение слоев происходит постепенно, начиная с внутреннего, спонтанного выхода из строя не происходит. Сильфонный компенсатор сохраняет работоспособность в течение 2-10 недель, достаточных для его замены на новый сильфонный компенсатор.

Для снижения аэродинамического сопротивления сильфонного компенсатора и уменьшения влияния скоростного напора потока рабочей среды и исключения механических повреждений гофров сильфона в конструкции сильфонного компенсатора предусмотрены внутренние направляющие патрубки.

Указанные сильфонные компенсаторы предпочтительно эксплуатировать с применением монтажного натяга (изменение длины сильфонного компенсатора в сторону противоположную его рабочему ходу), т.е. заранее подвергая его растяжению и увеличивая тем самым его компенсирующую способность на сжатие. Для этой цели в конструкции сильфонного компенсатора предусмотрено специальное приспособление, состоящее из шпильки, втулки, швеллера и гаек, которые после монтажа сильфонного компенсатора в газопровод удаляются.

Опыт эксплуатации сильфонного компенсатора в течение 30-40 лет позволяет сделать заключение о том, что при соблюдении требований нормативно-технической документации срок их эксплуатации исчисляется десятками лет. Вместе с тем, развитие судостроительной, авиационной и других отраслей промышленности ставит задачи создания новых конструкций сильфонных компенсаторов, воспринимающих различные виды длительных нагрузок в особо тяжелых условиях эксплуатации при повышенных давлениях, температурах и агрессивности сред.

До настоящего времени в системах магистральных газопроводов эксплуатируется около 3500 ГРС, обеспечение надежности и безопасной эксплуатации которых требует проведения коренной реконструкции их технологических газопроводов, к которым следует отнести, прежде всего, коммуникации узла редуцирования, испытывающие нагрузки от перемещения подземных коллекторов при пучении грунтов и вибрации, обусловленной сверхкритическими скоростями редуцируемого газа.

Обеспечение устойчивости и безопасности эксплуатации реконструкциированных и проектируемых узлов редуцирования возможно при принятии новых решений по конструкции коммуникаций.

Одним из таких решений является использование сильфонного компенсатора как на низкой, так и на высокой сторонах узла редуцирования (рис.1). Для реализации принципиально нового решения необходимо знание характера и уровня нагрузок, действующих на конкретном объекте, а также последующая расчетно-проектная проработка для выбора расчетной схемы и конструкции сильфонного компенсатора.

Рис. 1. Схема технологических газопроводов ГРС

На рис.2 представлено возможное решение по реконструкции технологических газопроводов узла редуцирования.

Рис. 2. Конструкция газопровода с сильфонным компенсатором

Наиболее актуальным является создание сильфонного компенсатора для газовой промышленности и, в первую очередь, для магистральных газопроводов (КС, ГРС и линейной части).

Сотрудничество специалистов ВНИИГАЗа, Оргдиагностики, Самаратрансгаза, Лентрансгаза, СКТБ «Компенсатор», НПФ «Силко», ОАО «Металкомп» и др. позволило выполнить комплекс НИР и ОКР в области создания высоконапорных сильфонных компенсаторов для магистральных газопроводов, включающий:

1. Исследование напряженно-деформированного состояния армированных сильфонных компенсаторов с П-образным профилем гофра.

Исследования проводились методом линейной теории оболочек. Для каждой из тороидальных оболочек получены разрешающие уравнения, с помощью которых определены все усилия и моменты в оболочке. Составлены граничные условия и условия сопряжения. После построение решений разрешающих уравнений и определения произвольных постоянных получены формулы для расчета поворота и смещения крайнего сечения гофра относительно плоскости симметрии гофра, а также формула для сдвигового перемещения сильфонов.

Расчет многослойных сильфонов проводился в предположении независимой работы слоев. Это допущение в дальнейшем проверялось экспериментальным путем

При исследовании напряженно-деформированного состояния армированного сильфона, подверженного действию распределенного внутреннего давления и осесимметричной нагрузки, основное разрешающее уравнение тороидальной оболочки принималось в форме Мейснера-Лурье.

Учитывая, что в рассматриваемых конструкциях сильфоны изготавливались из тонкостенных оболочек, решение основных разрешающих равнений строилось асимптотическим методом. В работе получены зависимости для определения напряженного состояния в гофрах и осевого перемещения одного торца сильфона относительно другого.

Проверка основных результатов теоретических исследований проводилась экспериментально. Результаты экспериментальных исследований вменения величин напряжений и характер их распределения на поверхности однослойных и многослойных сильфонов под действием внутреннего давления и осевой нагрузки подтвердили возможность использования анализа поведения однослойных армированных сильфонов для практического решения задачи оптимального проектирования многослойных сильфонов [1].

2. Исследование циклической прочности сильфонных компенсаторов.

В системах трубопроводов сильфонные компенсаторы работают в условиях малоциклового нагружения (102 — 104 циклов). Наиболее нагруженные зоны гофров подвергаются циклическому упругопластическому деформированию. При этом деформации могут достигать величины порядка 0,5-2 %.

Расчетный метод оценки прочности по локальным значениям напряжений или деформаций связан с чрезвычайно большими трудностями как принципиального, так и технического характера. Затруднения, связанные с разработкой строгих методов расчета сильфонных компенсаторов на малоцикловую усталость, и настоятельная необходимость решения ответственных практических задач обусловили разработку приближённой методики расчета с использованием результатов исследований работ сильфонов в упругой области в комбинации с экспериментальными данными.

3. Экспериментальное исследование вибропрочности сильфонного компенсатора при протекании среды [2].

Исследования проводились на стендах ПО «Кировский завод» (рабочая среда — воздух, пар). Исследовались сильфонные компенсаторы Ду 100 и Ду 300 сдвиговой и разгруженной конструкций.

В процессе испытания определялись: пульсация потока среды, напряженно-деформированное состояние гофров и направляющих патрубков, уровни вибрации на входном и выходном фланцах сильфонного компенсатора, а также рабочие параметры среды (v, t, p).

исследования проводились в диапазоне:

  • уровни вибрации от 20 до 123 ДБ;
  • скорость среды в сильфонном компенсаторе от 40 до 290 м/с;
  • температура среды от 180 до 350 °С;
  • рабочее давление среды от 4 до 31 кгс/см2

Все сильфонные компенсаторы испытания выдержали, герметичность и устойчивость не потеряли. Отслоения или повреждения слоев после испытаний не обнаружено.

На основании проведенных исследований:

1. Разработаны конструкции сильфонных компенсаторов Ду 500 поворотного типа для газораспределительных станций (ГРС) и установлены (рис.3) на выходных газопроводах ГРС «Северная» с целью снятия напряжений, возникающих под действием силы морозного пучения грунта. Полученные в результате качественная и количественная оценки напряженно-деформированного состояния выходных трубопроводов ГРС «Северная» подтвердили снижение до безопасного уровня напряжений, возникающих в трубопроводах при действии рабочих нагрузок и пучении грунта [3].

Рис.3. Эксплуатация сильфонных компенсаторов на ГРС «Северная»

Поворотные сильфонные компенсаторы Ду 500 успешно эксплуатируются на выходных трубопроводах ГРС «Северная», начиная с 2001 г.

2. Изготовлены опытные образцы высоконапорных сильфонных компенсаторов Ду 700, Ру 80 и проведены межведомственные испытания на заводских стендах. В процессе испытаний подтверждены жесткостные характеристики и циклическая прочность сильфонного компенсатора под действием повторно-статических нагрузок (N=11000 циклов).

3. Выполнен комплекс натурных испытаний партии высоконапорных сильфонных компенсаторов Ду 700 и Ду 400, Ру 80 кгс/см2 в обвязке нагнетателя ГЦ-2-360 на тольяттинском опытно-промышленном стенде (рис.4). Результаты испытаний свидетельствуют о высоком запасе эксплуатационной надежности сильфонного компенсатора.

Рис.4. Испытание сильфонных компенсаторов в обвязке нагнетателя ГЦ-2-360

4. Разработаны сильфонные компенсаторы для подземных магистральных газопроводов Ду 500 — Ду 1000, Ру 75 кгс/см2 с компенсирующей способностью ∆ос ≤ 200 (±100) мм.

Ведутся работы по созданию сильфонных компенсаторов Ду 1200 и Ду 1400, Ру 85 для подземных магистральных газопроводов с компенсирующей способностью до 300 (±150) мм.

В результате проведенных работ созданы предпосылки для широкого внедрения сильфонных компенсаторов в магистральных газопроводах с целью повышения устойчивости, надежности и технико-экономической безопасности объектов отрасли при минимальных капитальных затратах.

Литература

  1. Кулухов В. И. Экспериментальное исследование напряженного состояния однослойных и многослойных армированных сильфонных компенсаторов // Вопросы судостроения. 1984. Выпуск 2.
  2. Кулухов В. И. Исследование вибрации сильфонных компенсаторов в трубопроводах // Проблеммы надежности конструкций газопроводных систем. М.: ВНИИГАЗ, 1980.
  3. Харионовский В. В., Степанов И. В., Клишин Г. С., Селезнев В. Е., Алешин В. В. Сильфонные компенсаторы для снижения напряжений в трубопроводах ГРС // Газовая промышленность. 2001. N 1.

pkf-sinergia.ru

Сильфонный компенсатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Сильфонный компенсатор

Cтраница 3

При монтаже линзовых и сильфонных компенсаторов должны исключаться скручивающие нагрузки относительно продольной оси и провисание их под действием собственной массы и массы примыкающих трубопроводов, а также обеспечиваться защита гибкого элемента от механических повреждений и попадания искр при сварке.  [31]

При применении сильфонных компенсаторов разных конструкций и самокомпенсирующихся труб сокращается длина трубопроводов, уменьшаются потери тепла, гидравлические потери, расход материалов, трудозатраты.  [33]

В практике используются сильфонные компенсаторы для труб с условными диаметрами до 1000 мм и выше на давление до 50 кгс.см.. Имеются сильфонные, компенсаторы на давление свыше 100 кгс / см2; в этом случае они изготовляются многослойными.  [34]

Численное исследование НДС сильфонного компенсатора с подкрепляющими кольцами / / Прикл.  [35]

Исследованию малоцикловой прочности сильфонных компенсаторов и аналогичных им устройств посвящен ряд статей [39, 54, 55, 122, 225], однако в них рассматривается работа компенсаторов только в области нормальных и умеренно повышенных температур, когда временные эффекты оказываются не выраженными. Основные подходы к определению напряженно-деформированного состояния и оценке прочности в таких условиях рассмотрены выше в § 4.1 и 4.2. Проблема определения длительной циклической прочности компенсаторов имеет значительную специфику и требует учета температурно-временных особенностей сопротивления малоцикловому деформированию и разрушению.  [36]

Во время испытаний сильфонных компенсаторов 5 команды на реверс двигателя 3 поступают от передвижных концевых микропереключателей при механическом воздействии на них собственно конструкции в момент достижения требуемого перемещения.  [37]

Учитывая толщину стенки сильфонного компенсатора ( 0.4 мм) при постоянном действии анодной поляризации блуждающими токами, сквозное разрушение может произойти уже примерно через полгода после ввода его в эксплуатацию.  [38]

До обобщения опыта эксплуатации сильфонные компенсаторы при подземной прокладке тепловых сетей в непроходных каналах и бесканальной следует устанавливать, как правило, в камерах. При подземной прокладке тепловых сетей на эстакадах или отдельно стоящих опорах сооружение специальных павильонов для сильфонных компенсаторов не требуется. Они устанавливаются, как правило, у неподвижных опор. Между двумя неподвижными опорами должен устанавливаться только один компенсатор. До и после компенсаторов должны предусматриваться направляющие опоры. В качестве одной из направляющих опор рекомендуется использовать неподвижную опору.  [39]

В каких случаях отбраковывают сильфонные компенсаторы.  [40]

Все показатели рабочих характеристик сильфонных компенсаторов и сильфонов ( жесткость, способность воспринимать циклические нагрузки, компенсирующая способность, распределение и величины допускаемых рабочих напряжений) непосредственно зависят от конструктивного совершенства гибкого гофрированного элемента, которое в свою очередь определяется свойствами материала, геометрией, количеством одновременно работающих гофр, а также величиной изменения толщины ( утонение или утолщение) стенок гофр по их меридиональному сечению. Следовательно, в общем технологическом процессе производства сильфонного компенсатора и сильфона операцией, определяющей качественные показатели всего изделия, является операция гофрообразования гибкого элемента.  [41]

При производстве гибких элементов сильфонных компенсаторов применяются три варианта механического метода.  [42]

Местоположение компенсационных узлов ( сильфонных компенсаторов в футляре) устанавливается проектом прокладки двухтрубной тепловой сети.  [43]

Широкое применение в Ленинграде сильфонных компенсаторов в стальных футлярах ( компенсационных узлов - СКФ) при любых видах прокладки, особенно при бесканальной, и в проходах через стенки камер и других сооружений тепловых сетей, а также взаимодействие и тесное содружество разработчиков, строителей и эксплуатационников позволило повысить качество строительства, в значительной мере сократить трудозатраты и сроки прокладки тепловых сетей.  [44]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Универсальные сильфонные компенсаторы для нефтепродуктов

Универсальные компенсаторы для нефтепродуктов используются на добывающих и перерабатывающих предприятиях. Они устойчивы к агрессивному воздействию, имеют значительный эксплуатационный ресурс.

Компенсационные устройства предотвращают деформацию (разрыв) трубопровода, нивелируя напряжения, вызванные сменой температуры транспортируемой среды. Изделия различаются конструкцией, компенсирующей способностью, показателями осевого хода.

При подборе универсальных сильфонных компенсаторов для нефтепродуктов стоит учитывать:

  • Химический состав и температуру транспортируемой среды.
  • Диаметр трубопровода и способы фиксации компенсатора.
  • Предписания нормативной документации по объекту.

Компенсационное устройство состоит из сильфона и креплений. Сильфон представляет собой гофрированную металлическую вставку, изготовленную из легированной стали с повышенным содержанием хрома. В роли креплений выступают патрубки, муфты или фланцы. Первые соединяются с магистралью посредством сварки, вторые – посредством болтов. Муфты крепятся к трубопроводу посредством резьбового соединения.

Специфика универсальных компенсирующих устройств

Универсальные компенсаторы успешно справляются с любыми типами нагрузок: сдвиговыми, осевыми и угловыми. Устройства задействуются при решении базовых и нестандартных задач.

Особенности монтажных работ

Универсальные сильфонные компенсаторы для нефтепродуктов устанавливаются между двух неподвижных опор на расстоянии 2-4 Ду. Допускается работа с трубопроводами, имеющими врезки и несоосности. При этом должны использоваться дополнительные опорные конструкции. Монтажное расстояние – 16 Ду.

Мероприятия, предшествующие установке компенсатора:

  • Предварительный осмотр устройства. На поверхности сильфона не должно быть трещин и деформаций. Это же касается креплений.
  • Зачистка места соединения компенсатора и трубопровода.
  • Визуальный осмотр опорных конструкций, проверка монтажных размеров.

Правильной установленный компенсатор обеспечит долгую и бесперебойную эксплуатацию магистрали.

Покупка универсального сильфонного компенсатора для нефтепродуктов

Компания «Компенс» осуществляет производство универсальных компенсационных устройств. Изготавливаются типовые и нестандартные изделия. Предприятие использует сертифицированное оборудование и качественные отечественные материалы.

К услугам клиентов квалифицированные консультанты. Они расскажут об особенностях представленных устройств, порекомендуют изделия, отвечающие требованиям покупателя. Принимаются заявки от частных лиц, обслуживающих организаций, профильных предприятий.

Обращение в компанию «Компенс» позволит:

  • Получить качественные компенсационные устройства по привлекательной цене.
  • Заказать доставку продукции в любую точку России.
  • Купить оборудование, изготовленное по индивидуальному заказу.

Компания «Компенс» реализует продукцию со склада завода. Товар сопровождается паспортами и сертификатами, поставляется в фирменной упаковке. Оставить заявку на приобретение компенсаторов можно по телефону либо посредством электронной формы.

kompens.ru