ГОЗ - мониторинг
Баннер

Военным показали
систему оповещения
для опасных объектов
и военных городков

Авторизация

Логин:
Пароль:

Поиск

Сильфонные компенсаторы в судостроении: как формировался рынок

На корабле малозначительных комплектующих не бывает. Трубопроводы – не исключение. Они постоянно подвержены разрушающим воздействиям: высокой температуре проводимых сред, давлению, коррозии и вибрации. Однако есть изделия, специально предназначенные для снижения негативного эффекта от этих процессов – сильфонные компенсаторы. Продолжая серию публикаций о судовой арматуре, редакция Mil.Press FlotProm рассказывает о важности этих изделий. Корреспондент издания связался с учеными, изобретателями и производителями из России, Европы и США, чтобы они подробнее рассказали о роли компенсаторов в оборонной промышленности, устройстве мирового рынка и появлении технологии их производства в России.

Зачем нужны сильфонные компенсаторы?


В названии изделий уже заложено их назначение – компенсация статических и динамических перемещений трубопроводов, снижение уровня их вибрации, а также амортизация механизмов.

Сильфонные компенсаторы

Менее технологичная и более старая альтернатива компенсатору – П-образный изгиб трубопровода. Недостатки такого решения кроются в необходимости выделять дополнительный объем пространства для размещения колена трубопровода. Также увеличение длины трубопровода требует больше материала при производстве и опор при монтаже.

Компенсаторы применяются в любых отраслях, где есть трубопроводы: от энергетической отрасли (в том числе атомной) до автопрома. И, конечно, в составе трубопроводов кораблей и судов ВМФ.
Наглядно иллюстрирует критическое значение этих комплектующих авария 1981 года на дизельной подлодке БС-486 "Комсомолец Узбекистана". "При очередном всплытии в надводное положение была дана команда на пуск дизеля, что и было выполнено. В дизельном двигателе прогорел компенсатор. В результате двуокись углерода пошла в систему вентиляции", – говорится в описании событий. В результате из 105 человек, находящихся на борту, 86 потеряли сознание, а двое подводников скончались.
Ранее, в серии статей о проблемах российского рынка судовой арматуры, редакция Mil.Press на основании исторического анализа пришла к выводу - большинство аварий на подводном флоте так или иначе связана с арматурой. В некоторых случаях неисправный клапан приводил к беде сразу, в других – на технические проблемы накладывался человеческий фактор. Компенсаторы – еще один вид комплектующих, способный доставить неприятностей экипажу. Поэтому и требования к их качеству по всему миру находятся в районе верхней границы возможностей производства.

Станислав Глебович, аспирант Тульского государственного университета, автор научных статей о сильфонных компенсаторах, рассказал корреспонденту Mil.Press FlotProm о видах этих изделий.

По словам специалиста, существует четыре вида компенсаторов. Сальниковые применяются для компенсации температурных деформаций паровых трубопроводов теплосетей. Линзовые компенсаторы используются для компенсации температурных расширений трубопровода. При необходимости снижения передачи вибрации в трубопроводах применяют гибкие вибровставки.

В корабельных системах, где принципиально важны компактность и надежность компенсирующих элементов, применяются только сильфонные компенсаторы. Они имеют ряд преимуществ перед другими видами компенсаторов.
"В отличие от сальниковых и линзовых, сильфонный компенсатор не требует обслуживания в течение всего срока службы. Он представляет собой простое, надежное и экономически эффективное решение" , – рассказал Станислав Глебович.
Сильфон – это гофрированная металлическая часть компенсатора, которая поглощает негативные эффекты от давления, вибрации и температурного расширения.

Многослойные сильфоны

Применяются сильфонные компенсаторы и в авиастроении, в системах авиационных двигателей, например, трубопроводах, обеспечивающих работу противообледенительных систем самолета, и системах кондиционирования воздуха.

В сухопутной военной инфраструктуре также широко используются сильфонные компенсаторы. Наглядно продемонстрировать их место в системах помогают чертежи из документации на ремонт водяной помпы на авиабазе Корпуса морской пехоты США в Черри-Пойнт. Компенсаторы располагаются непосредственно у турбин.

1 / 3

Западное происхождение, западные производители, западные стандарты


Технология изготовления компенсирующих устройств имеет немецкое происхождение. В 1885 году Генрих Витценманн совместно с французским инженером Эженом Левавассером разработал гибкий металлический шланг. 24 года спустя брат Генриха, Эмиль Витценманн, изобрел сильфонный компенсатор.

Фамилией изобретателей названа группа компаний Witzenmann, которая, по словам опрошенных европейских и американских производителей сильфонных компенсаторов, считается ведущим мировым производителем гибких металлических соединений под торговой маркой Hydra.

Историческая реклама изделий компании Witzenmann

Группа компаний Witzenmann стала основой для создания EJMA (The Expansion Joint Manufacturers Association, Inc. – Ассоциация производителей сильфонных компенсаторов). Принципов EJMA придерживаются 14 предприятий из Германии, США, Китая, Южной Кореи, Великобритании, Испании, Франции, Бразилии.

Корреспондент Mil.Press FlotProm связался с несколькими представителями компаний-членов Ассоциации. Некоторые отказались отвечать на вопросы журналиста российского СМИ, освещающего сферу ВПК. Другие, из компаний Witzenmann, EagleBurgman и American BOA, ответили на часть вопросов.
Специалист из EagleBurgman в ответ на редакционный запрос Mil.Press рассказал, что даже организации, которые не входят в состав EJMA, ориентируются на ее стандарты. По его словам, с 1955 года Ассоциация объединяла ведущие мировые компании-производители сильфонных компенсаторов, поэтому накопила большой опыт. Это позволяет ей создавать стандарты с высокими, но достижимыми требованиями.
Компания EagleBurgman поставляет свои сильфонные компенсаторы для производителей двигателей Wärtsilä, GE Energy, Deutz, MAN Diesel, MTU, Doosan, Caterpillar Energy Solutions, STX. Поставки идут как для гражданского, так и для военного рынка.

Например, трубопроводы кораблей верфи Fassmer оснащаются сильфонными компенсаторами EagleBurgman.

1 / 2

Скотт Стелмар, главный инженер из American BOA, более подробно раскрыл, какие стандарты применяются для производства судовых сильфонных компенсаторов.
"При производстве компенсаторов для судостроительной отрасли мы следуем требованиям ASTM F1120, который, в свою очередь, требует соответствия стандарту ASME B31.3, который ссылается на стандарты EJMA", – рассказал главный инженер компании.
Специалист также рассказал, что для военных кораблей раньше применялся стандарт MIL-E-17813, который впоследствии заменили на MIL-DTL-17813. В самом стандарте даны ссылки на документы ASTM (International American Society for Testing and Materials – Американское общество тестирования и материалов), ASME (American society of mechanical engineers – Американское общество машиностроителей) и EJMA.

1 / 3

По мнению Скотта Стелмара, American BOA – один из ведущих американских производителей сильфонных компенсаторов. Тем не менее, по его словам, объем производства изделий для судостроения составляет всего около 5% загрузки предприятия.

American BOA поставляет свои сильфонные компенсаторы таким компаниям как Northrop Grumman Corporation (судостроение, авиакосмическая отрасль), верфи Bath Iron Works, входящей в General Dynamics (судостроение, сухопутная техника, авиакосмическая отрасль), Bollinger Shipyards (судостроение), US Navy Sealift Command (военно-морская логистика).

1 / 2

Что касается официальных поставок для вооруженных сил, то American BOA выполняет заказы для Department of the Navy (министерство ВМС США), US Pacific Fleet Forces (Силы Тихоокеанского флота США).

Поставки American BOA для эксплуатантов кораблей США

Источник в компании American BOA также сказал, что среди производителей сильфонных компенсаторов стоит отметить компании Hyspan Precisions Products, Inc и Senior Flexonics Pathway. В компаниях отвечать на вопросы корреспондента не стали, однако по открытым данным удалось выяснить, что они поставляют свою продукцию для морских служб и департаментов министерства обороны США и Береговой охраны.

1 / 2

Другой участник EJMA, который поставляет свои сильфонные компенсаторы для военной техники, – испанская компания MACOGA. Ее изделия применяются в дизельных агрегатах универсальных десантных кораблей (например, УДК "Хуан Карлос I"), фрегатов (корабли класса "Альваро де Базан") и, по данным компании, подводных лодок, патрульных кораблей, десантных вертолетоносных кораблей-доков. На австралийских ракетных эсминцах класса "Хобарт" тоже установлены сильфонные компенсаторы от MACOGA.

Спуск на воду ракетного эсминца "Брисбен" класса "Хобарт" (ВМС Австралии)

Компания Witzenmann, от которой по сути произошла технология, тоже поставляет свои гибкие металлические соединения для оборонной промышленности. Например, в рамках работы с Airbus Group, ESA (European Space Agency – Европейское космическое агенство) и Thales Group. О поставках для военных кораблей и судов в компании рассказывать не стали.

Трансфер технологии в Россию и собственные разработки


Сильфонные компенсаторы в России точно известны с 1961 года. Об этом свидетельствует патент №151167, опубликованный в "Бюллетене изобретений № 20" за 1962 год. Заявка на "Компенсатор для трубопроводов" подана в декабре 1961 года.

Другой патент под номером 152598 с аналогичным названием, но опубликованный в 1963 году, подтверждает, что к началу 1960-х годов в судовых системах уже применялись сильфонные компенсаторы.

Патент 152598. Компенсатор для трубопроводов

"Компенсаторы для трубопроводов, например, судовых систем, выполненные в виде многослойного металлического фланцевого сильфона, облицованного неметаллическим материалом (полиэтиленом) и снабженного разгружающим устройством, известны", – говорится в описании изобретения к авторскому свидетельству.
Однако при этом в 1978 году на территории Ленинградского судостроительного завода имени Жданова начали осваивать лицензию на сильфонные компенсаторы Hydra от компании Witzenmann. Производственное оборудование также закупалось в ФРГ.

По словам к.т.н. Владимира Кулухова, изобретателя, патентообладателя на "Способ испытания сильфонных компенсаторов", "Сильфонное компенсирующее устройство" и ряд других изобретений, автора научных работ, сильфонные компенсаторы действительно производились в Советском Союзе и до покупки лицензии и оборудования из-за границы.
"Покупка лицензии на производство компенсаторов и оборудования связана с необходимостью производить компенсирующие устройства не только для оборонной промышленности, но и для народного хозяйства", – рассказал эксперт.
Дело в том, что сильфонные компенсаторы советского производства применялись не повсеместно, а исключительно на кораблях ВМФ СССР. Разрабатывало компенсаторы НПО "Ритм" – первое научно-производственное объединение судостроительной промышленности СССР.

По информации Владимира Кулухова, отечественные изделия как минимум не уступали западным.

Патент 337608. Сильфонный компенсатор для трубопроводов морской воды

Принципиальное отличие заключалось в методе формовки изделий. Советские компенсаторы создавали при помощи гидроформовки, а по приобретенной технологии – методом формования резиновыми эластомерами.

Также существует способ создания сильфонов методом механической формовки. По словам Станислава Глебовича и Скотта Стелмара, изделия, изготовленные этим способом, уступают по качеству тем, которые произвели методом гидравлического формования или формования резиновыми эластомерами.

Подробнее о методах производства сильфонных компенсаторов, оборудовании, применяемых материалах, российских стандартах и испытаниях готовой продукции Mil.Press FlotProm расскажет в следующем материале цикла.

Валерий Бутымов

Есть, чем дополнить? Свяжитесь с редакцией Mil.Press:

+7(812)309-8-505, доб. 102;

Новинки главных военных выставках этого лета:
спецраздел «Форум Армия», спецраздел «Военно-морской салон», спецраздел «Авиасалон МАКС».