Нужны ли компенсаторы на трубопроводе сжатого воздуха

Отвечая на вопрос, нужны ли компенсаторы на трубопроводе сжатого воздуха, следует учитывать протяженность трассы и перепады температур. Компенсаторы на трубопроводе сжатого воздуха необходимы на длинных прямолинейных участках и при межцеховой прокладке. Они воспринимают температурные удлинения металла, предотвращают разрушение сварных стыков, вырывание опор и разгерметизацию арматуры. На коротких цеховых разводках роль компенсаторов часто выполняют естественные повороты и изгибы магистрали.

$\Delta L = \alpha \cdot L \cdot \Delta T$

Разбор по случаям

Примеры

Стальной цеховый трубопровод. Дано: стальной трассе длиной $L = 50$ м требуется проверка на удлинение при изменении температуры от $10^\circ C$ до $60^\circ C$ ($\Delta T = 50^\circ C$).

Удлинение составляет $\Delta L = 1{,}2 \cdot 10^{-5} \cdot 50 \cdot 50 = 0{,}03$ м (30 мм).

Для снятия внутреннего напряжения обязательна установка П-образного или сильфонного устройства.

Виброизоляция компрессора. На выходе из поршневого компрессора всегда возникают постоянные пульсации давления и сильные вибрации. Чтобы полностью предотвратить усталостное разрушение сварных швов магистрали, сразу после компрессорной установки перед жестким трубопроводом устанавливается гибкий сильфонный металлокомпенсатор. Это надежно изолирует стальную магистраль от механических колебаний работающего оборудования.

Наружная межцеховая магистраль. Наружная стальная магистраль сжатого воздуха длиной $L = 80\text{ m}$ проложена между двумя производственными зданиями.

При сезонном перепаде температур от $-30^\circ\text{C}$ до $+40^\circ\text{C}$ ($\Delta T = 70\text{ K}$) и коэффициенте расширения $\alpha = 1.2 \times 10^{-5}\text{ K}^{-1}$ тепловое удлинение трубы составляет $\Delta L = L \cdot \alpha \cdot \Delta T = 80 \cdot 1.2 \cdot 10^{-5} \cdot 70 = 0.0672\text{ m}$ ($67.2\text{ mm}$).

Из-за жесткого закрепления на неподвижных опорах такое линейное расширение приведет к разгерметизации фланцевых соединений и деформации трассы. Монтаж осевых сильфонных компенсаторов на этом участке является строго обязательным техническим условием.

Частые ошибки

• Отказ от компенсаторов на протяженных открытых участках приводит к изгибу труб и разгерметизации фланцевых соединений.
• Использование резиновых вибровставок вместо сильфонов без учета высокой температуры сжатого воздуха на выходе компрессора.
• Жесткое закрепление трубопровода на всех опорах без оставления подвижных направляющих точек.

Коротко

Подводя итог тому, нужны ли компенсаторы на трубопроводе сжатого воздуха, отметим их обязательность для протяженных магистралей и вибронагруженных зон. Правильно подобранные компенсаторы на трубопроводе сжатого воздуха гарантируют надежность всей пневмосистемы и защищают стыки от разрушения.