Что такое сальниковый компенсатор и как он работает

Трубопроводы, применяемые в теплосетях и системах водоснабжения, подвергаются во время эксплуатации высоким нагрузкам. На них воздействуют перепады температуры, изменения давления, механические вибрации, из-за которых компоненты системы могут разрушаться или деформироваться.

Чтобы этого не происходило, в трубопроводную магистраль встраивают компенсаторные устройства, принимающие нагрузку на себя. Они могут быть разных видов в зависимости от своего назначения и характеристик системы. В этой статье мы поговорим о сальниковых компенсаторах, которые предотвращают повреждение труб при перепадах давления и температуры.

Что такое сальниковый компенсатор

Сальниковые компенсаторы применяются в тепловых системах, где температура меняется с короткими интервалами и с большой амплитудой. При каждом изменении металлические трубы сжимаются или, наоборот, расширяются. Если эти деформации ничем не компенсировать, то возникает риск разрушений и аварий на трубопроводе. 

Сальниковый компенсатор принимает на себя нагрузку и нивелирует ее воздействие на детали трубопровода. Компенсация деформаций осуществляется за счет подвижных элементов конструкции. Само изделие представляет собой «трубу в трубе»: снаружи размещается статичный корпус, а внутри нее — скользящий стакан. Размеры и диаметр компонентов позволяют им свободно входить друг в друга, оставляя нужный зазор. В прежние времена его заполняли пенькой, смешанной с салом, из-за чего такое устройство стали называть «сальниковым». В наши дни межтрубное расстояние заполняется специальным герметиком.

Виды и конструкции

В общем случае конструкция сальникового компенсатора включает в себя:

• Грундбуксу (втулку);
• Контрбуксу;
• Фасонный патрубок;
• Болт;
• Гайку;
• Шайбу;
• Упорное кольцо.
• Набивку.

В зависимости от количества подвижных стаканов конструкция компенсатора бывает двух видов:

1. Односторонний сальниковый — включает стандартный корпус и один скользящий стакан.
2. Двухсторонний сальниковый — имеет удлиненный корпус и два стакана, размещенных с противоположных сторон.

Изделия изготавливаются в двух сериях: 4.903-10 и 5.903-13. Обе серии рассчитаны на использование в водяных и паровых трубопроводных магистралях при давлении 25 кгс/см2. 

Из чего изготавливаются

Сальниковые компенсаторы производятся из стали. Ее разновидность зависит от условий, в которых будут применяться изделия:

• Углеродистая (ст20, ст25, ст3сп5) — технологичный и доступный материал, подходит в большинстве случаев, используется чаще других;
• Низколегированная конструкционная (09Г2С) — сплав повышенной устойчивости, используется в трубопроводах, которые контактируют с агрессивной средой или подвергаются высоким нагрузкам.
• Нержавеющая сталь — аналогично конструкционной.

Как устанавливаются

Монтаж сальниковых компенсаторов в систему трубопровода осуществляется методом сварки. Выполнять сварочные работы могут только специалисты с практическим опытом. При монтаже мастера обязаны руководствоваться технической документацией и соблюдать технику безопасности. 

Обязательные правила установки: 

1. Обеспечить изделиям безопасное хранение и транспортировку. Исключить риск механического повреждения и прочих внешних воздействий. Если компенсаторы складируются вне помещений, то их необходимо держать в защитных корпусах.
2. Проверить целостность изделий перед установкой. Выполнять монтаж не разрешается, если на поверхности обнаружены следы механических повреждений, производственный брак, другие дефекты.
3. При подключении компонентов трубопроводной магистрали не перегружать их весом осевые и прямоугольные элементы.
4. При сваривании деталей не допускать попадания частиц во внутренние полости.
5. При монтаже придерживаться допустимых значений соосности и сдвигов, указанных в технической документации.
6. При использовании изоляционного слоя следить за тем, чтобы патрубки свободно перемещались по оси.
7. Компенсационные элементы размещать только в защитных коробах с жесткими стенками.
8. По завершении монтажа компенсаторов демонтировать все временно установленные вспомогательные элементы.

Также важно соблюдать некоторые математические параметры:

• Расстояние от оборудования до подвижной опоры должно быть не более двух условных диаметров трубы. 
• Разрешенная степень деформации не может превышать 5 мм, если диаметр сечения трубы менее 500 мм.
• Допустимая степень деформации для труб с диаметром сечения более 500 мм составляет 10 мм.

Перед тем, как трубопровод с компенсатором вводится в эксплуатацию, обязательно проводят его испытания. Проверяется устойчивость конструкции к давлению и герметичность соединения ее компонентов.

Где применяются

Сальниковые компенсаторы применяют в тепловых трубопроводных магистралях и в системах водообеспечения. Использование данных элементов разрешено в тех случаях, когда температура воды в трубах не превышает +200°С, а пар нагревается не более, чем до +300°С. 

Изделия получили широкое применение в нефтяной промышленности: в системах транспортировки нефти, насосных станциях и др. Они снижают нагрузку на детали трубопроводов, повышают надежность и герметичность узлов и соединений. В случае с нефтепроводами особенно важно не допускать разрушения металлических труб, поскольку это чревато утечкой нефтепродуктов.

Важно! Сальниковые компенсаторы запрещено применять в сетях, эксплуатируемых в суровых климатических условиях: например, в регионах, где бывают морозы ниже -40°С. 

Преимущества и недостатки

Данные элементы имеют важные преимущества перед другими технологическими решениями:

1. Они компенсируют деформационные нагрузки лучше других узлов. Односторонние компенсаторы способны нейтрализовать осевое смещение до 20 см, двухсторонние — еще больше.
2. Они отличаются компактностью и не требуют много рабочего пространства. Установить сальниковый компенсатор можно в ограниченных условиях.

В числе недостатков данного решения выделяют:

1. Оно не подходит для использования в трубопроводах, где транспортируются опасные, токсичные, воспламеняющиеся жидкости, агрессивные вещества.
2. Если компенсаторы монтируются в подземный трубопровод, то необходимо обеспечить возможность для доступа к ним к ним в случае ремонта и планового обслуживания.
3. Техническое обслуживание сальниковых элементов должно быть регулярным и профессиональным, поскольку набивка быстро изнашивается и появляется риск разгерметизации. 

При использовании данных деталей трубопровода важно понимать, что их преимущества работают только при грамотной установке и своевременном сервисном обслуживании. Монтаж сальниковых компенсаторов, их тестирование и замену разрешается проводить только специалистам. Это позволяет исключить риски повреждений, протечек и серьезных аварий на магистралях водоснабжения и тепловых сетях.