Rohrleitungskompensatoren sind Verbindungspunkte zwischen Rohrabschnitten, die sich bewegen, ausdehnen und zusammenziehen, um Druck durch hitzebedingte Schwankungen, Vibrationen von Maschinen und Ausrichtungsfehler auszugleichen. Kompensatoren werden oft auch Kompensatoren, Kompensatoren oder flexible Verbindungen genannt und können für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, einschließlich der Übertragungsabschnitte in der Nähe von Kesseln, Motoren, Turbinen, Kondensatoren, Pumpen oder Wärmetauschern.
Vorteile von Rohrkompensatoren
Rohrkompensatoren schützen vor thermischer Ausdehnung
Der Hauptzweck eines Rohrkompensators besteht darin, einen Systemausfall und einen daraus resultierenden Stillstand sowie teure Reparaturen zur Wiederherstellung des Betriebszustands zu verhindern. Sie erreichen dies durch mehrere Mechanismen. Erstens verhindern Kompensatoren die Wärmeausdehnung, die auftritt, wenn die Temperaturen im System steigen. Steigende Temperaturen führen im Allgemeinen zu einer Ausdehnung, die dazu führt, dass sich ansonsten normale, gerade Rohrleitungen verbiegen und verziehen oder sogar reißen. Kompensatoren begrenzen dies, indem sie sich mit der Ausdehnung der Rohre bewegen und axiale, entlang der Leitung wirkende Kräfte aufnehmen. Grundsätzlich verleihen diese Verbindungen dem System eine gewisse Flexibilität, die auf Änderungen der Rohrgröße reagiert.
Sie schützen vor Schwingungsresonanzen
Ein weiterer Mechanismus, durch den Rohrkompensatoren ein Rohrsystem schonen, ist die Schwingungsresonanzminderung. Flüssigkeiten, die durch Rohre strömen, üben eine Kraft auf die Rohre aus, die, wenn sie sich im Laufe der Zeit aufbaut, gefährliche Resonanzen entlang der Rohrlänge erzeugt. Je länger das Rohr ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese Kräfte stark resonieren und Risse verursachen. Kompensatoren sind wichtige Hilfsmittel, um diese Resonanz zu stoppen, da sie Rohrsysteme in kleinere Segmente aufteilen und sich außerdem mit bestimmten aufgebauten Kräften in mehrere Richtungen bewegen können.
Vorteile gegenüber einer Rohrschleife
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Rohrkompensatoren sind die deutlichen Vorteile von Rohrkompensatoren gegenüber Rohrschlaufen. Während es sich bei beiden um wirksame Hilfsmittel zur Berücksichtigung der Wärmeausdehnung handelt, sind Kompensatoren deutlich platzsparender. Das charakteristische Merkmal einer Rohrschleife ist ihre U-Form, für deren Erstellung viel Platz innerhalb einer Anlage erforderlich ist. Andererseits schließen Kompensatoren nahezu bündig mit dem restlichen Rohrsystem ab und nehmen keinen zusätzlichen Platz ein. Dies bedeutet, dass sie praktischer für Einrichtungen sind, in denen wenig Platz zur Verfügung steht. Außerdem sind Rohrschleifen keine realistischen Einschlüsse in Niederdrucksystemen, weshalb Kompensatoren – die den Druck eines Systems gleichmäßiger aufrechterhalten – die bessere Option sind.
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Einzelkugel-GummikompensatorGröße: DN32-DN1200. Arbeitsdruck: PN16. Temperaturbereich: -15 Grad - 115 Grad. Flanschstandard: BS/DIN/ANSI/ASA.Mehr
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Doppelkugel-GummikompensatorGröße: DN40-DN800. Arbeitsdruck: PN16. Temperaturbereich: -15 Grad - 115 Grad. Flanschstandard: BS/DIN/ANSI/ASA.Mehr
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Struktur der Rohrkompensatoren
Rohr
Eine schützende, auslaufsichere Auskleidung aus synthetischem oder natürlichem Gummi. Die Hauptfunktion der Rohre besteht darin, die Möglichkeit auszuschließen, dass verarbeitete Materialien in die Karkasse eindringen.


Haltering
Wird verwendet, um den Dehnungsfugenflansch an den Gegenflansch zu drücken und so eine Abdichtung zu erzeugen. Auch Klemmstangen oder Stützstangen genannt. Gilt für die meisten Dehnungsfugen.
Karkasse
Die Karkasse oder der Körper der Rohrkompensatoren besteht aus Gewebe und bei Bedarf aus Metall.


Abdeckung
Die Außenfläche des Gelenks.
Stoffverstärkung
Die Gewebeverstärkung der Karkasse ist das flexible und stützende Element zwischen Rohr und Bezug.


Metallverstärkung
In die Karkasse eingebettete Draht- oder massive Stahlringe, die häufig zur Verstärkung verwendet werden.
Gegenflansch
Wird verwendet, um die Rohrverbindung mit dem Rohr zu verbinden, in das sie eingebaut wird.


Steuerstab
Wird verwendet, um die axialen Bewegungen während des Betriebs zu begrenzen und zu verhindern, dass das Gelenk seine Bewegungsmöglichkeiten überschreitet. Die Stangen befestigen den Gegenflansch und die Kompensatorverbindung. Wird normalerweise an Rohrleitungsverbindungen verwendet, kann aber bei Bedarf an fast jeder Verbindung installiert werden.
Die 5 häufigsten Arten von Rohrkompensatoren
Mittlerweile nehmen Universalkompensatoren neben Axialkräften auch Querkräfte und Winkeldrehungen auf. Querkräfte wirken senkrecht zu einer Ebene. In diesem Fall müsste man also die Getränkedose so halten, als würde man trinken, und mit einer Hand auf den Rand drücken. Winkelkräfte verdrehen sich, als würden Sie Ihre Hände gegeneinander drehen und die Getränkedose zusammendrücken. Dies ist möglich, da Kreuzgelenke aus zwei Bälgen und einem Rohrstück bestehen. Wenn die Axial-, Seiten- und Winkelkräfte stark sind, sind Universalgelenke eine gute Option.
Tragrahmen
Vergleichbar mit einem Scharniergelenk verfügt ein Kardangelenk über Scharniere, die eine freie Bewegung in jede Richtung ermöglichen. Dies ermöglicht ein hohes Maß an Rohrbewegung, da es sich bei jeder seitlichen Kraftrichtung bewegt. Kardanische Gelenke sind gute Hilfsmittel, um möglichst viel Druckschub zu eliminieren.
Einfach
Einfache Rohrkompensatoren nehmen gezielt axiale Kräfte auf. Auf die Rohrachse wirken Axialkräfte. Es ist vergleichbar mit der Kraft, mit der man eine Dose Limonade zerdrückt, indem man die Hände oben und unten auf die Dose legt und eine Hand auf die andere drückt. Durch die Abschwächung dieser Quetschkräfte können einfache Kompensatoren Ihre Rohre effektiv schützen.
Druckausgeglichen
Eine spezielle Art von Rohrkompensatoren ist der druckausgeglichene Kompensator. Dabei kann es sich entweder um eine Winkel- oder eine Inline-Variante handeln, die dann verwendet werden kann, wenn es nicht möglich ist, ein Gelenk zu verankern, um die axiale Bewegung zu begrenzen. Um sicherzustellen, dass die Axialkräfte das System nicht überfordern, werden bei druckausgeglichenen Verbindungen einander gegenüberliegende Faltenbälge eingesetzt, um einen Teil der Kraft aufzuheben. Außerdem nimmt das Gelenk axiale Kräfte auf, da es ein Querschnittselement gibt, das das Gelenk stabilisiert.
Aufklappbar
Gelenkkompensatoren wirken, ähnlich wie Universalgelenke, hauptsächlich auf seitliche Kräfte ein. Wie der Name schon sagt, zeichnet es sich durch ein Scharnier aus, das in der Nähe eines Faltenbalgs angebracht ist, um seitliche Kräfte in einer Richtung aufzunehmen. Sie können eine Richtung des Scharniers auch einschränken, indem Sie eine Seite anschweißen und abstützen und die andere nicht.
Materialien für Rohrkompensatoren
Metall
Rohrkompensatorstrukturen werden hauptsächlich in Anwendungen eingesetzt, bei denen Wärmeausdehnung ein Problem darstellt. Wenn die Temperatur des Rohrs steigt, wird der Metallkompensator zusammengedrückt, um die Bewegung auszugleichen, wodurch die Anker und das Rohr entlastet werden. Ein Metallkompensator ist ein Paradebeispiel für den Umgang mit expandierenden heißen Rohren.
Gummi
Gummi eignet sich zur Wärmeausdehnung und absorbiert Vibrationen und Stoßwellen hervorragend. Aus diesem Grund eignet sich diese Art der Rohrkompensatorkonstruktion hervorragend zur Minimierung der Übertragung von Geräuschen und Vibrationen von anderen Geräten, um Geräte wie Pumpen zu schützen. Sie wirken auch als Stoßdämpfer, um Traumata zu minimieren, die durch Wasserschläge, Druckstöße und seismische Ereignisse verursacht werden (nicht, dass es in Wisconsin viele Erdbeben gibt …).
Geflochten
Geflochtene Edelstahlschläuche mit flexibler oder metallischer Auskleidung sind technisch gesehen keine Dehnungsfuge, sondern eher eine flexible Verbindung. Sie eignen sich gut für Hochdruck- und Temperaturanwendungen, bei denen Vibrationsdämpfung oder Rohrfehlausrichtungen erforderlich sind. Sie werden häufig bei Pumpen und anderen Geräten eingesetzt, um die Schubbelastung der Gerätedüsen aufgrund der Wärmeausdehnung zu eliminieren. Die Eliminierung dieser Belastung ist für die Pumpenleistung von entscheidender Bedeutung.
Die Vor- und Nachteile der Lagerung Ihrer Metallrohrkompensatoren
Am besten lagern Sie Metallrohrkompensatoren immer in einem sauberen Innenbereich ohne direkte Sonneneinstrahlung, vorzugsweise auf Unterlegkeilen. Wenn Sie sie jedoch auf dem Boden aufbewahren, sollte die Oberfläche eben, fest und trocken sein, um Wasserflecken und Rost auf Stahl zu vermeiden. Dehnungsfugen sollten flach aufliegen, um Beschädigungen und Verformungen zu vermeiden, und sie sollten von scharfen Gegenständen ferngehalten werden. Außerdem ist es am besten, Expansionskomponenten von Öl, Fett und Chemikalien fernzuhalten, vorzugsweise in separaten Räumen.
Durch die Lagerung von Erweiterungsteilen in ihrer Originalverpackung bis zum Einbau bleibt die Komponentenintegrität erhalten. Die Verpackung schützt die Teile außerdem davor, dass Fremdkörper eindringen und sich in internen Strömungshülsen und Windungen festsetzen.
Viele Reinigungslösungen und Seifen enthalten aggressive Chemikalien, die für Spannungskorrosion verantwortlich sind. Beim Reinigen gelagerter Dehnungsfugen für Metallrohre sollten Sie nur Isopropylalkohol und ein weiches Tuch verwenden, um die Oberflächen vorsichtig abzuwischen. Vermeiden Sie beim Reinigen von Metalldehnungskomponenten die Verwendung von scheuernden Reinigungswerkzeugen wie Bürsten und Stahlscheuermitteln.
Metalldehnungsteile lagern Sie am besten nebeneinander. Es gibt jedoch extreme Fälle, in denen Sie nur über begrenzten Platz und keine Alternative verfügen. Wenn Sie sich in einer solchen Situation befinden, können Sie Faltenbälge so übereinander stapeln, dass die Komponenten geschont werden und das Risiko eines Umfallens der Stapel verringert wird. Dies sind die Gebote und Verbote für die Lagerung Ihrer Metallkompensatoren. Denken Sie daran, sie an einem sauberen, trockenen Ort ohne starken Verkehr oder schädliche Faktoren aufzustellen. Untersuchen Sie die Teile auf Schäden wie Dellen, gebrochene Komponenten und Wasserflecken auf den Lagerkartons. Bei richtiger Lagerung können Dehnungsfugen länger halten.
So wählen Sie Rohrkompensatoren aus
Rohrleitungsplan
Bevor Sie sich mit den Rohrkompensatoren selbst befassen, stellen Sie sicher, dass angrenzende Rohrleitungen und Geräte den guten, soliden Rohrleitungstechnikpraktiken entsprechen. Grundsätzlich bedeutet dies, dass die richtige Platzierung und Gestaltung der Anker, Führungen und Stützen für die ordnungsgemäße Funktion der Kompensatorfuge wichtig sind.
Gemeinsame Bewegung
Da Rohrkompensatoren und flexible Pumpenverbinder dazu dienen, axiale, seitliche und winklige Rohrbewegungen sowie Vibrationen zu absorbieren, sollte sorgfältig darauf geachtet werden, diese Bewegungen korrekt zu berechnen. Es ist wichtig, dass der richtige Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) verwendet wird. Das konkrete Rohrmaterial muss bekannt sein, da sich der CTE je nach Rohrmaterial stark unterscheidet. Diese Unterschiede können die berechnete Bewegung so weit beeinflussen, dass die Rohrbewegung die Leistungsfähigkeit des Kompensators erheblich übersteigt, wenn erste Berechnungen zeigen, dass sie innerhalb seiner Grenzen liegt.
Gepumpte Medien
Auch die Bestimmung der Prozessmedien ist wichtig, da jedes Jahr neue Chemikalien verarbeitet werden. Das Medium ist einer der wichtigsten Bestimmungsfaktoren für die Auswahl kompatibler Elastomere. Bei der Materialauswahl dürfen während des Spezifikationsprozesses keine Kompromisse eingegangen werden. Die Wahl eines minderwertigen Rohrmaterials ist riskant und zieht hohe Ersatzkosten und/oder Ausfallzeiten nach sich. Jegliches abrasive Material im Medium sollte ebenfalls untersucht werden, da selbst kleinste Mengen abrasives Material bei hoher Geschwindigkeit ein Rohr vorzeitig verschleißen können. Eine schützende Auskleidung oder ein gefülltes Bogendesign sollte untersucht werden. Konservatismus ist die beste Strategie, da ein beschädigtes Produkt zu einer schnellen Verschlechterung und einem Ausfall führen kann. Es wird empfohlen, dass für schwere Betriebsverbindungen Materialzertifizierungsanforderungen gelten und dass die Materialeigenschaften überprüft werden, um zu bestätigen, dass die Materialzertifizierung mit der gepumpten Flüssigkeit übereinstimmt.
Druck und Temperatur
Genaue Temperatur- und Druckdaten sind wichtig und sollten in die Analyse der Anwendungsanforderungen einbezogen werden. Wenn die Temperaturen 200 Grad Fahrenheit (93 Grad Celsius) überschreiten, sollte eine ordnungsgemäße Druckreduzierung vorgenommen werden, um sicherzustellen, dass die Dehnungsfuge oder der flexible Anschluss dem Systembetriebsdruck bei der maximal erhöhten Temperatur standhalten kann. Eine Druckreduzierung ist erforderlich, um eine mögliche Verschlechterung des Verstärkungsgewebes zu verhindern. Wenn Anschlüsse am Auslass verwendet werden, sollten pulsierende oder stoßartige Drücke untersucht werden. Als allgemeine Regel gilt, dass die Rohrkompensatoren oder flexiblen Anschlüsse so bemessen sein sollten, dass sie dem Vierfachen des Systemdrucks standhalten, um den Stoßdruck auszugleichen.
Anker
Es sollten qualitativ hochwertige, zuverlässige Anker verwendet werden, die dem Verbindungsdruck und der aus der Rohrbewegung resultierenden Kraft standhalten. Die Verwendung von Steuerstangen oder Begrenzungsbolzen wird auch als Absicherung für die Möglichkeit eines Ankerversagens empfohlen. Diese Stangen verhindern, dass sich die Verbindung ausdehnt oder auseinanderzieht, wenn ein Rückhalteanker versagt oder durchbrennt. Der Einsatz von Steuerstäben ist eine kostengünstige Versicherungspolice. Nichtmetallische Rohrkompensationssysteme können bei richtiger Planung und korrekter Anwendung 30 Jahre oder länger halten. Ein Beispiel ist eine Anwendung, bei der Hochdruckkühlwasser in einer Kernkraftwerksanlage bei mehr als 200 Grad F (93 Grad C) durch ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM)-Kompensator mit einem Innendurchmesser von 132- Zoll strömte . Nach dem Ausbau zeigte die Kompensatorfuge nach mehr als 25 Betriebsjahren einen geringen Verschleiß und eine erhöhte Durometer-Härte.
Anwendung von Rohrkompensatoren
HVAC-Systeme
Rohrkompensatoren werden in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK) eingesetzt, um die durch Temperaturänderungen verursachte Bewegung von Rohren aufzunehmen. Dazu können Rohrleitungen, Rohrleitungen und sogar die Ausrüstung selbst gehören.
Kraftwerke und industrielle Anwendungen
Rohrkompensatoren werden häufig in Kraftwerken und anderen industriellen Anwendungen eingesetzt, in denen hohe Temperaturen und Drücke herrschen. Sie werden in Dampfleitungen, Abgassystemen und anderen Bereichen eingesetzt, in denen thermische Ausdehnung und Kontraktion wesentliche Faktoren sind.
Chemische Verarbeitung
Auch die chemische Industrie setzt Rohrkompensatoren ein, um thermische Bewegungen auszugleichen. Diese Verbindungen werden typischerweise in Hochtemperatur-Rohrleitungssystemen verwendet, die Säuren, Chemikalien und andere gefährliche Materialien transportieren.
Marine- und Offshore-Anwendungen
Rohrkompensatoren werden auch in Schiffs- und Offshore-Anwendungen eingesetzt, um die Bewegung von Rohren aufgrund der Bewegung eines Schiffes oder einer Bohrinsel auszugleichen. Sie sind von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität des Systems und die Vermeidung von Schäden durch die Bewegung von Rohren.
Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Kompensatoren werden in Lebensmittel- und Getränkeverarbeitungsbetrieben eingesetzt, um thermische Veränderungen in Rohrleitungssystemen auszugleichen und Vibrationen von Geräten wie Pumpen und Kompressoren zu isolieren.
Pharmaindustrie
Rohrkompensatoren werden in pharmazeutischen Herstellungsprozessen eingesetzt, um Kontaminationsrisiken durch Systemvibrationen und -pulsationen zu minimieren und um thermische Ausdehnungen auszugleichen.
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