Kompensatory
Elastyczny element rurociągów

Nawet stosunkowo mało skomplikowane systemy rurociągów wymagają stosowania kompensatorów – w celu zniwelowania wpływu rozszerzalności termicznej, kompensacji przemieszczeń statycznych i dynamicznych na skutek zmian obciążenia, skoków ciśnienia oraz w celu tłumienia wibracji i hałasu.

To szczególnie trudne zadania, wymagające dużej elastyczności elementów przy jednoczesnym zachowaniu najlepszej możliwej wytrzymałości na występujące czynniki wewnętrzne (ciśnienie, temperatura i właściwości fizykochemiczne medium) oraz zewnętrzne (praca w warunkach zewnętrznych o dużej amplitudzie zmian temperatury i ekspozycji na promieniowanie UV, sól morską, wysoką temperaturę czy ogień). Ponadto, kompensatory z zasady są stałym elementem instalacji i powinny charakteryzować się możliwie największą żywotnością, nawet w warunkach pracy o charakterze ciągłym – jak np. w instalacjach grzewczych, petrochemicznych czy instalacjach magazynowych. Oprócz wymagań związanych z trwałością nie można pominąć wymagań związanych z koniecznością zachowania czystości przesyłanych mediów – w przypadku takich substancji jak woda pitna czy produkty spożywcze.

Jak prawidłowo wybrać kompensator?

Przemieszczenia

Dla prawidłowego doboru kluczowe jest określenie rodzaju i zakresu dopuszczalnych przemieszczeń, które kompensator ma przyjąć, bez ryzyka uszkodzenia. W zależności od kierunku ruchu możemy wyróżnić trzy podstawowe rodzaje: wzdłużne (ściskanie lub rozciąganie), poprzeczne lub kątowe. Producenci kompensatorów podają dla swoich wyrobów szczegółowe informacje na temat granicznych wartości w tym zakresie. Należy podkreślić, że oprócz kierunków przewidywanego ruchu należy zwrócić uwagę na dynamikę. Szybkie zmiany w wysokiej częstotliwości – np. w postaci wibracji nawet w zakresie dopuszczalnych przemieszczeń mogą doprowadzić do szybkiego zużycia kompensatora.

Rodzaje przemieszczeń:

Parametry

Jako klasyczne kryteria wyboru pozostają w mocy podstawowe parametry aplikacji, takie jak:

• odporność chemiczna/czystość,
• ciśnienie i podciśnienie,
• temperatura,
• średnica nominalna

W przypadku kompensatorów również należy dokładnie przeanalizować wszystkie czynniki zewnętrzne wynikające z miejsca instalacji. Może to być podwyższona temperatura otoczenia (jak w przypadku instalacji w komorze silnika), ryzyko wystąpienia ognia lub agresywnej atmosfery korozyjnej. Pewne zastosowania – ze względu na konieczność zachowania pełnego bezpieczeństwa – dopuszczają stosowanie wyłącznie kompensatorów posiadających specjalistyczne certyfikaty jednostek notyfikowanych. Dotyczy to zwłaszcza zastosowań morskich.
W wielu przypadkach jednym z zasadniczych kryteriów wyboru może być długość zabudowy (odstęp) przy zachowaniu wymaganego zakresu przemieszczeń.

W sensie konstrukcyjno–materiałowym możemy wybierać pomiędzy kompensatorami wykonanymi z gumy, blachy metalowej (jedno i wielowarstwowych) oraz PTFE. Każdy z nich może posiadać dodatkowe elementy zabezpieczające przed przekroczeniem dopuszczalnego zakresu ruchu (ograniczniki).

Kompensatory gumowe

Kompensatory gumowe oferują bardzo duże zakresy przemieszczeń i jednocześnie są bardzo zwarte (mają małą długość zabudowy). Ze względu na duży wachlarz dostępnych mieszanek gumowych i materiałów tworzących wzmocnienie mogą być dobrane do bardzo szerokiego zakresu mediów. Nie są także zagrożone korozją naprężeniową i nie wykazują uszkodzeń zmęczeniowych na skutek wibracji – jednocześnie dobrze tłumią hałas i wibracje. Są też stosunkowo odporne na zewnętrzne uszkodzenia mechaniczne, np. poprzez uderzenia. Najczęściej stosowane są kompensatory gumowe z pojedynczym mieszkiem, wzmocnione kordem syntetycznym i wykładziną gumową dobraną do przewodzonego medium.

Pokazana przykładowa konstrukcja gumowego mieszka z luźnymi kołnierzami jest najpopularniejszym i wygodnym w montażu rozwiązaniem. W niektóry zastosowaniach, które wymagają szczególnej trwałości i np. odporności na ogień kord syntetyczny zastąpiony jest wzmocnieniem stalowym.

Opcje dodatkowe

Ograniczniki ruchu
Stosowane aby zabezpieczyć kompensator przed przekroczeniem dopuszczalnego zakresu przemieszczeń.
ZS – zewnętrzne
ZSS – zewnętrzno-wewnętrzne
RG – kątowe

Zabezpieczenia przed próżnią
W postaci spiral lub pierścieni zabezpieczających mieszek przed zassaniem na skutek wystąpienia podciśnienia.
VSD – spirala
VSR – pierścień
VSRV – pierścień segmentowy
TAS – pierścień z PTFE

Wykładziny i wkładki
Dla ochrony wnętrza mieszka przed bezpośrednim działaniem agresywnych chemicznie mediów stosuje się wykładziny teflonowe, natomiast w przypadku substancji o charakterze ściernym – wkładki metalowe.
SR – tuleja
TA – wykładzina

Osłony zewnętrzne
Stosowane są dla ochrony kompensatora przed działaniem wysokiej temperatury oraz oddziaływaniem czynników zewnętrznych atmosferycznych i słońca.
FSH – osłona ogniowa – zewnętrzno-wewnętrzne
RG – kątowe

Kompensatory ERV z gwintem
Kompensatory gumowe  w zakresie wielkości DN 15-65 z przyłączem gwintowym do kompaktowej zabudowy.
Karta katalogowa

Kompensatory z mankietami na rury
Kompensatory gumowe z miękkimi mankietami o niskim profilu fałdowania – do mocowania opaskami bezpośrednio po nałożeniu na rury. Wielkości DN 50-600. Dostępne różne materiały: EPDM, NBR, NBR-biały, CSM oraz FPM
Karta katalogowa

INFORMACJE TECHNICZNE

• Lista kontrolna – jak dobrać kompensator?
• Wskazówki dla konstruktorów
• Wpływ temperatury na zakres ciśnień i przemieszczeń
• Informacje dotyczące Dyrektywy Ciśnieniowej
• Przegląd Certyfikatów
• Zalecenia montażowe
• Kołnierze – typy i wymiary

Typy kompensatorów gumowych

Kompensatory metalowe

Kompensatory metalowe wykonane z fałdowanej blachy stalowej są tradycyjnym i często niezastąpionym elementem rurociągów. Aby osiągnąć odpowiednią wytrzymałość ciśnieniową i zachować wymaganą elastyczność wykonywane są w technologii wielowarstwowej. Rury wykonane z cienkiej blachy są fałdowane hydraulicznie lub mechanicznie przy pomocy walcowania, przy czym fałdy mogą mieć różne profile – stosownie do potrzeb. Technologia wielowarstwowa pozwala stosować różne materiały, np. warstwę wewnętrzną i zewnętrzną o zwiększonej odporności na korozję ze stopów specjalnych. Ponadto takie rozwiązanie posiada większą elastyczność niż pojedyncza blacha o dużej grubości. Produkowane są w bardzo dużym zakresie wielkości nominalnych – od kilkunastu milimetrów do kilku metrów.

W odróżnieniu od kompensatorów gumowych, które zawsze są wykonywane jako demontowalne elementy, kompensatory metalowe często są spawane na stałe do rurociągu lub konstruowane jako zespoły składające się z dwóch lub większej ilości mieszków oraz zespołu elementów ograniczających możliwość wykonania ruchu np. do określonej płaszczyzn i w przewidzianym zakresie bądź zapewniających skompensowania siły reakcji powstającej w mieszku na skutek działania ciśnienia. Istnieje wiele rozwiązań kompletnych zestawów kompensacyjnych wykorzystujących fałdowane mieszki metalowe.

Charakterystyczną cechą kompensatorów metalowych, jest relatywnie wysoka siła sprężystości, która jest na tyle wysoka że jest brana pod uwagę w obliczeniach konstrukcyjnych. Wobec tego, oprócz powierzchni efektywnej – służącej do obliczania siły reakcji powstającej w mieszku na skutek wzrostu ciśnienia wewnętrznego – producenci kompensatorów metalowych specyfikują również siłę sprężystości mieszka.

Kompensatory metalowe stosuje się ze względu na ekstremalne warunki pracy (temperatura, ciśnienie, agresywność chemiczna) lub ekstremalne wymiary (kompensatory o średnicy kilku metrów do procesów technologicznych – np. do reaktorów do syntezy chemicznej).

Typowe zakresy:

• DN od 15 – 5000 mm
• PN od próżni poprzez klasy ciśnieniowe 1, 6, 10, 25, 40, 63 bar,
• temperatury: od -30°C do 1200°C (standardowy materiał 1.4541 do +550°C),
• materiały: mieszki – najczęściej 1.4541 (AISI 321) Inne możliwości patrz Tabela Materiałów,
• trwałość (zaprojektowana ilość cykli): podstawowa kalkulacja dla 1.000 cykli – inna według potrzeb,
• przykładowe media: powietrze, spaliny, woda, para wodna, oleje mineralne i paliwa, gazy płynne itd.

Typy kompensatorów stalowych

Z pojedynczym mieszkiem (często zwany: aksjalnym)
Pozwala absorbować przemieszczenia wzdłużne, niewielkie poprzeczne i kątowe oraz wibracje oraz kombinacje przemieszczeń w jednej płaszczyźnie.
Jest rozwiązaniem najtańszym, o ograniczonych możliwościach ciśnieniowych, wymaga istnienia odpowiednich podpór stałych oraz prowadnic.

Uniwersalne (często zwany: lateralnym)
Pozwala absorbować duże przemieszczenia poprzeczne w każdym kierunku. Składa się z dwóch mieszków połączonych rurą.
Zazwyczaj stosowane ze zintegrowanymi prętami ograniczającymi eliminującymi obciążenie wynikające ze wzrostu ciśnienia, dzięki czemu nie jest konieczne stosowanie podpór stałych.

Uniwersalne przegubowe
Pozwala absorbować duże przemieszczenia poprzeczne oraz kątowe w jednej płaszczyźnie, poprzez zastosowanie wsporników z bolcami obrotowymi po obu stronach zespołu.

Z zawiasem (kątowe)
Pozwala wyłącznie na wygięcie w jednej płaszczyźnie dzięki zastosowaniu zawiasu. Ponieważ mocowanie zawiasów przytwierdzone jest na stałe z obu stron kompensatora, obciążenie ciśnieniem nie jest przenoszone na rurociąg. Zazwyczaj stosuje się je w po dwa lub więcej sztuk.

Z przegubem Cardana
Pozwala na wygięcie w dowolnej płaszczyźnie dzięki zastosowaniu układu dwóch zawiasów mocowanych do wspólnego pierścienia znajdującego się centralnie nad mieszkiem. Mocowanie zawiasów na stałe po obu stronach mieszka powoduje, że obciążenie ciśnieniem nie jest przenoszone na rurociąg.

Oprócz zaprezentowanych powyżej standardowych konfiguracji Istnieje wiele rozwiązań kompensatorów metalowych działających jako zintegrowane zespoły, np. układy z kompensacją ciśnienia wewnętrznego pozwalające na eliminacje podpór stałych, a także wersje w których obciążona ciśnieniowo jest zewnętrzna strona mieszka. Są to najczęściej konkretne i bardzo różnorodne rozwiązania opracowane dla potrzeb specyficznych aplikacji. Zapraszamy do kontaktu z naszym działem handlowym.

Oferta

Kompensatory metalowe, ze względu na swoją specyfikę, w większości przypadków są elementem projektowanym od podstaw i przeznaczonym do pracy w szczegółowo określonych warunkach. Aby móc przedstawić konkretną ofertę konieczne jest uzyskanie przez nas wszystkich niezbędnych informacji dotyczących przewidywanych parametrów pracy oraz danego zastosowania. Po ich uzyskaniu bardzo szybko przedstawimy ofertę techniczną ilustrowaną szczegółowymi rysunkami.

Ponieważ nasi doświadczeni dostawcy w 100% realizują samodzielnie wszystkie etapy produkcji kompensatorów, począwszy od zaprojektowania według wymagań, poprzez wytworzenie odpowiedniego mieszka z wybranych rodzajów blach, aż po wykonanie gotowego kompensatora lub zespołu kompensacyjnego, jesteśmy głęboko przekonani, że możemy dostarczyć kompletne, efektywne, niezawodne i atrakcyjne rozwiązania w tym zakresie.

Kompensatory teflonowe

Pojawienie się parę dekad temu PTFE zrewolucjonizowało wiele obszarów przemysłu. Tak też stało się w dziedzinie kompensatorów. Połączenie znakomitej czystości, odporności chemicznej oraz znacznie wyższych niż w przypadku gumy maksymalnych osiągalnych temperatur pracy spowodowało zainteresowanie możliwościami wyprodukowania i zastosowania mieszków z tego tworzywa. Obecnie zajęły one swoje stałe miejsce w palecie kompensatorów stanowiąc najlepsze dostępne obecnie techniczne rozwiązanie dla całego szeregu zastosowań, zwłaszcza w środowiskach silnie korozyjnych. Producenci kompensatorów metalowych wprowadzili do swojej oferty kompensatory z wykładziną PTFE, powstały też konstrukcje w których mieszek wykonany jest wyłącznie z czystego PTFE, które dzięki temu posiadają minimalną sprężystość.

Typowe zakresy:

• DN od 25 – 600 mm
• PN od próżni do 16 Bar
• Temperatury do +235°

Istnieje kilka metod produkcji kompensatorów z PTFE. Dostarczane przez nas kompensatory wykonywane są metodą wielowarstwowej laminacji dzięki czemu charakteryzuje je minimalna przenikalność i wysoka odporność na zmęczenie. Zamontowane standardowo ograniczniki chronią mieszek przed przekroczeniem dopuszczalnego zakresu przemieszczeń.

Ze względu na wyjątkową odporność chemiczną i wysoką temperaturę oraz na środowiska silnie korozyjne stosowane są w przemysłach papierniczym, chemicznym i petrochemicznym, natomiast ze względu na czystość i nietoksyczność PTFE oraz możliwości jego dokładnego oczyszczania, znajdują zastosowanie w przemysłach spożywczym i farmaceutycznym.

Wersje i opcje:

• antystatyczne (czarne) i antystatyczne, zgodne z FDA,
• mieszki z podwójną ścianką i detekcją wycieku,
• niestandardowe ograniczniki przemieszczeń,
• wkładki wewnętrzne chroniące mieszek,
• specjalnie dobrane materiały kołnierzy i elementów wzmacniających.

Rodzaje kompensatorów z PTFE

Oferujemy dwa główne typy

• Podstawowy: R – 10 bar
• Heavy Duty: R-HD – 16 bar

Parametry poszczególnych typów są przedstawione na kartach katalogowych, zachęcamy jednak do składania zapytań, ponieważ wtedy możliwe jest najlepsze dopasowanie oferty do konkretnego zastosowania oraz specyfiki potrzeb Klienta. Podczas doboru kompensatora do pracy w zakresie wysokich temperatur, należy zwrócić szczególną uwagę na zależność maksymalnego ciśnienia roboczego od temperatury oraz na ilość zastosowanych fałd.