Сильфонные компенсаторы MACOGA

Компания «Кронштадт» представляет металлические сильфонные компенсаторы своего официального партнера MACOGA (Испания). Наши специалисты хорошо знакомы с этой продукцией и всегда готовы оказать помощь в оптимальном выборе моделей, включая нестандартные разработки по вашим спецификациям.

Что такое металлический компенсатор?

Металлические сильфонные компенсаторы используются в качестве компонентов трубопроводов из металлических труб и в качестве герметичных соединительных деталей для узлов под давлением.

Металлический компенсатор — устройство, содержащее один или несколько металлических сильфонов, используемых для поглощения изменений размеров вследствие тепловых расширений трубопровода, канала или емкости, а также для поглощения вибраций и смещений, вызванных работой двигателя, насоса и других механических систем.

Ключевым элементом компенсатора является сильфон. Сильфон представляет собой гибкий элемент, состоящий из одной или нескольких гофр и концевых соединений. Гофра является гибким узлом сильфона, а концевые соединения — прямые не гофрированные участки на концах сильфона.

Степень гибкости сильфона обуславливается его формой, конструкцией и используемыми материалами. Кроме гибкости необходимо учитывать и другие параметры, такие как давление, температура и химическая стойкость к рабочей среде.

Типы перемещений, обрабатываемых металлическими компенсаторами

Существует три основных типа перемещений, которые могут быть поглощены компенсатором:

• Осевое перемещение — расширение или сжатие металлического сильфона в направлении, параллельном его продольной оси.
• Угловое перемещение — вращательное смещение продольной оси сильфона в сторону точки вращения или изгиба компенсатора вдоль его центральной линии.
• Боковое перемещение — относительное смещение одного конца сильфона к другому в направлении, перпендикулярном его продольной оси.

Металлические сильфонные компенсаторы — основные детали и элементы

Основным узлом металлического сильфонного компенсатора является сильфон. За счет добавления дополнительных компонентов и аксессуаров повышается сложность и производительность компенсаторов, что делает их пригодными для широкого спектра применения.

Это некоторые из основных компонентов и аксессуаров металлических сильфонных компенсаторов.

Сильфон — гибкий элемент, состоящий из одного или нескольких гофр и прямых нескрученных участков. Сильфон может быть однослойным или многослойным.

Соединения — сварные концы или фланцы. В некоторых случаях используются резьбовые концы с наружной или внутренней резьбой.

Сварные концы компенсатора служат для крепления к смежному оборудованию или трубопроводу посредством сварки. Сварные концы обычно делают со скосом для стыковой сварки. Фланцевые концы компенсатора снабжены фланцами для крепления болтами к соединительному фланцу смежного оборудования или трубопровода. Фланцевые концы могут быть фиксированными или поворотными.

Армирующие хомуты — усиливающие втулки или кольца, прикрепленные к торцевым соединениям для усиления.

Вспомогательный воротник — кольцо, расположенное вокруг концевых соединений, которое облегчает сварку.

Усиливающие и выравнивающие кольца — устройства, плотно прилегающие к корням гофр для усиления сильфона против внутреннего давления и/или для равномерного распределения осевого перемещения по всем изгибам, ограничивая при этом величину перемещения на каждый изгиб.

Внутренняя втулка — устройство, которое сводит к минимуму контакт между внутренней поверхностью сильфона компенсатора и рабочей средой. Эти устройства также называются вкладышами или перегородками.

Внутренние втулки используются в следующих случаях:

• Когда скорости потока высоки и могут вызывать резонансную вибрацию сильфона.
• Когда необходимо свести к минимуму потери на сопротивление, и требуется плавный поток.
• При возможности эрозии, например, в линиях, несущих химически агрессивные или абразивные среды.
• При наличии обратного потока могут потребоваться втулки большого калибра или телескопические втулки.
• При высоких температурах с целью снизить температуру сильфона и позволить его металлу сохранять свои физические свойства. При этом кольцевая область между сильфоном и вкладышем может быть заполнена изоляцией из керамического волокна или использоваться охлаждающая газовая продувка.

Тяги — устройства, обычно в виде стержней, основная функция которых заключается в непрерывном ограничении нагрузки на сильфон во время нормальной работы, позволяя при этом только боковое отклонение. Угловое вращение может быть обеспечено только в том случае, если используются две тяги, расположенные под углом 90° против направления вращения.

Тяги управления — устройства, обычно в виде стержней, основной функцией которых является распределение движения между двумя сильфонами универсального компенсатора. Тяги управления не предназначены для ограничения нагрузки.

Концевые стержни — устройства, основная функция которых заключается в ограничении диапазона перемещения сильфона (осевого, поперечного и углового) во время нормальной работы. В случае отказа основного якоря они предназначены для предотвращения чрезмерного растяжения или чрезмерного сжатия сильфона при одновременном ограничении нагрузки и динамических сил, создаваемых отказом якоря.

Шарнирные компенсаторы

Шарнирные компенсаторы включают систему шарнирных опор, которая допускает угловое перемещение только в одной плоскости. Петли и шарнирные штифты сконструированы так, чтобы ограничивать нагрузки на компенсатор из-за воздействия посторонних сил.

Эти узлы не допускают осевого перемещения, однако некоторые типы шарнирных систем могут быть снабжены отверстиями для шарнирного пальца, которые имеют прорези для обеспечения ограниченного осевого перемещения. Эти типы «шарниров с прорезями» не могут эффективно противостоять нагрузкам, поэтому необходимо обеспечить их надлежащее крепление.

Сильфонные карданные компенсаторы

Сильфонные карданные компенсаторы включают две пары шарниров, прикрепленных к общему плавающему карданному кольцу. Карданное кольцо может быть круглым или квадратным.

Для круглых карданов следует учитывать крутящий момент, а для квадратных - нестабильность из-за изгиба. Карданные компенсаторы предназначены для обеспечения углового перемещения в любой плоскости, а карданное кольцо, шарниры и штифты ограничивают сдвиговые нагрузки.

Пантографические компенсаторы

Пантографические компенсаторы содержат устройство, похожее на ножницы. Специальная форма управляющего стержня, прикрепленного к узлу компенсатора, позволяет равномерно распределять движение между двумя сильфонами универсального шарнира во всем диапазоне его перемещения. Рычаги пантографа, как и тяги управления, не предназначены для ограничения нагрузки.

Как формируются металлические сильфоны?

Каждый производитель использует свои собственные методы изготовления металлических сильфонов, хотя во всех случаях сильфоны изготавливаются с использованием бесшовных труб или металлических цилиндров, сваренных по их длине.

В зависимости от ряда различных сопутствующих факторов (например, диаметров, количества используемых листов, используемых материалов и т.д.), наиболее часто используемыми методами формования сильфонов являются следующие:

Расширение (расширяющаяся оправка)

Отдельные извилины формируются в трубе, расширяющейся внутренней оправкой. Плоские фрагменты сводятся к минимуму за счет частичного расширения оправки и небольшого поворота трубки. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута промежуточная высота свертки. Каждая свертка впоследствии подгоняется по размеру с помощью специальных внутренних и наружных роликов.

Гидравлическая формовка

Трубка помещается в гидравлический пресс или сильфонную формовочную машину. Кольцевые наружные штамповые кольца подходящего контура размещаются снаружи трубы с продольными интервалами, приблизительно равными длине завершенных извилин. Трубка заполняется средой, такой как вода, и находится под давлением до тех пор, пока не произойдет податливость по окружности. Эта операция формования продолжается с одновременной податливостью по окружности и контролируемым продольным укорочением трубы до тех пор, пока не будет получена надлежащая конфигурация.

Этим методом могут быть сформированы отдельные или множественные свертки. В зависимости от конфигурации сильфона может потребоваться несколько стадий частичного формования с промежуточной термической обработкой. Усиленные сильфоны могут быть сформированы с использованием внешних армирующих колец, которые действуют, как часть формовочных штампов. После завершения, когда штампы снимаются, кольца остаются неотъемлемой частью сильфона.

Эластомерная формовка

Продольная сварная труба вставляется поверх оправки, содержащей резиновый тор. Осевая сила, действующая на оправку, расширяет тор, образуя выпуклость в трубе. Затем тор расслабляется, и выпуклость в осевом направлении сжимается в извилину внешними штампами. Извилины формируются по одной за раз. Трубка может свободно укорачиваться по мере образования свертки.

Формировка профиля

Трубка помещается в формовочную машину, и отдельные или множественные извилины формируются с помощью давления, оказываемого формующими колесами. Как правило, колеса находятся как внутри, так и снаружи трубы. Во время операции формования происходит контролируемое продольное укорочение сильфонной трубы. Трубка может вращаться вокруг колес, образующих неподвижный вал, или трубка может быть неподвижной, а колеса вращаться вокруг окружности трубки.

Формовка пресс-штампами

Плоский лист сворачивается с помощью штампа с пресс-тормозом для формирования отдельных сверток. Этот метод используется в основном при изготовлении сильфонов для прямоугольных компенсаторов. Наиболее распространенными стилями являются профили "U" и "V".

Многослойные металлические сильфоны

Использование круговых многослойных сильфонов является идеальным решением для компенсаторов, которые подвергаются воздействию высоких давлений. Эта система включает в себя создание сильфона с использованием нескольких тонких листов вместо одного толстого слоя. Этот метод значительно улучшает гибкость сильфона, его самую важную характеристику.

Основные преимущества, которые можно получить от использования многослойных металлических сильфонов:

• Обладают устойчивостью к высоким давлениям.
• Имеют более низкую скорость пружинения, чем сильфоны из одного толстого листа.
• Обладают высокой скоростью поглощения при перемещениях на короткие расстояния, что обеспечивает более длительный срок службы.
• Предусматривают возможность отверстий и детекторов для обнаружения утечек.

Многослойные сильфоны обеспечивают существенную экономию:

• Требуется меньше единиц из-за их большей способности поглощать движения.
• Низкие цены на пружины снижают затраты, связанные с креплением и несущими конструкциями.
• Для защиты от температуры и коррозии дорогостоящие материалы (например, инконель, инколой) могут быть нанесены только на внутренний слой.

Используемые материалы

Существенной характеристикой компенсатора является степень гибкости его сильфона, и это зависит от конструкции его свертки и материалов, используемых в процессе производства.

Выбор металлов, которые используются при изготовлении сильфона, являющегося основным компонентом компенсатора, производится с учетом следующих критериев:

• Термостойкость.
• Устойчивость к коррозии.
• Формирующая способность.
• Механические характеристики.
• Устойчивость к усталости.
• Гибкость при использовании.

В таблицах показаны материалы, используемые для изготовления сильфонов MACOGA.

Аустенитные стали общего назначения

Аустенитные жаропрочные стали

Марки нержавеющей стали 254 SMO и 253 MA являются торговыми марками Outokumpu Stainless.

Никелевые сплавы

Никелевые сплавы инконель, монель и инколой являются торговыми марками корпорации Special Metals. Hastelloy является торговой маркой Haynes International, Inc.

Стандарты

Компенсаторы MACOGA спроектированы, изготовлены и испытаны в соответствии с:

• E. J. M. A. (Ассоциация Производителей компенсаторов, Inc.)
• АСМЕ VIII, Див. I, Приложение 26
• EN 14917, Европейский стандарт для металлических компенсаторов.

По специальному запросу или в соответствии с условиями контракта компенсаторы также могут быть спроектированы в соответствии с другими международными стандартами и кодексами (AD-Merkblatter B13, CODAP и т.д.).

Фотогалерея