Линзовый компенсатор - представляет собой устройство изготавливаемое из листового металлопроката с помощью холодной штамповки. Изготавливаются следующие виды линзовых компенсаторов: осевые; угловые; угловые сдвоенные; круглого сечения; прямоугольного сечения; по чертежам ОСТ, ПГВУ, а также такие виды как КЛО и КДМ. Компенсирующая способность зависит от количества линз и используемых материалов. Устройство обладает достаточной жесткостью для сдвигового и углового перемещений, так как при изготовлении линз применяются материалы с толщиной от 3 до 10 мм из особых сталей и сплавов, для достижения требуемых эксплуатационных показателей.  Эксплуатируется в неагрессивных или слабоагрессивных средах, при условном давлении не превышающем 1,6МПа (16 кгс/см2), и температуре до - 300-425 С.

   Основным рабочим элементом изделия являются полулинзы, сваренные продольными и кольцевыми швами между собой и оснащенные приваренными к ним монтажными патрубками или фланцами. Сварной способ монтажа применяется для жесткой фиксации компенсатора к трубопроводу путем приварки конца трубопровода к концевым деталям компенсатора, имеющими одинаковое сечение и толщину стенки, либо приварки самой линзы компенсатора имеющей меньшую толщину к элементам трубопроводной арматуры (такой вид монтажа обеспечивает надежное герметичное соединение). Фланцевый способ монтажа позволяет обеспечить разъемное соединение элементов трубопровода и быструю их замену, но требует контроля межфланцевого уплотнения. По количеству линз, изделия делятся на следующие группы: однолинзовый; двухлинзовый; трехлинзовый; четырехлинзовый. В зависимости от назначения, устройство может оснащаться внешним защитным кожухом или внутренней направляющей гильзой (стаканом). Внутренняя гильза позволяет обеспечить защиту линз (гофр) от воздействия различных механических примесей, содержащихся в проводимой рабочей среде. Кроме того, линзовый компенсатор может быть оснащен ограничительными шпильками (стяжками) и кронштейнами, которые предназначены для удержания стяжных шпилек, а также дренажными трубками, для слива конденсата скапливающегося в полостях линз. В зависимости от климатических условий района в котором планируется эксплуатация изделий, материал исполнения может быть разным. Допускается изготовление из сталей марок: Ст3сп5, 09Г2С, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т и др. Цена на линзовый компенсатор включает в себя все установленные элементы и зависит от выбранного типа конструкции и материала исполнения.

   Линзовые компенсаторы трубопроводов разработаны для применения в широком диапазоне отраслей промышленности и энергетики. В основном в газовой, нефтеперерабатывающей, химической и металлургической промышленности, а также энергетических комплексах, строительстве, военно-промышленных и авиа-космических комплексах, судостроении и коммунальных хозяйствах. Необходимость применения линзовых компенсаторов на газопроводах вызвана опасностью лавинного разрушения трубопровода, которое может произойти при проведении испытаний или в процессе эксплуатации. Практика показывает, что даже при использовании труб со сплошной стенкой, с достаточно высокими показателями по ударной вязкости, не удается предотвратить разрушение системы без использования компенсирующих элементов. Компенсаторы линзовые изготавливаемые по ГОСТ применяются для компенсации температурного удлинения корпусов теплообменного и газотурбинного оборудования, пыле- газо- воздуховодов и систем вентиляции, изменения длин трубопроводов круглого и прямоугольного сечения в осевом направлении. Линзовый компенсатор ПГВУ прямоугольного сечения применяется для компенсации всех видов перемещений (осевых, сдвиговых, угловых) в паропроводах, газопроводах, воздухопроводах прямоугольного сечения. Линзы компенсатора изготавливаются в виде V- или U- образной волны из нержавеющий или углеродистой стали.

Типы линзовых компенсаторов
 

Расчет линзового компенсатора

   Наиболее важной эксплуатационной характеристикой любого типа компенсаторов является допустимое количество циклов срабатывания, которые он способен выдержать до разрушения или образования усталостных трещин. Этот параметр обуславливает его циклическую долговечность. Исходя из этих данных и предполагаемого количества срабатываний за определенный период на проектируемой системе, можно произвести расчет долговечности и срока эксплуатации выбранного устройства. При этом подразумевается количество полных циклов растяжения - сжатия. На циклы, связанные с незначительными изменениями температуры окружающей и проводимой среды берется запас в 10-20%. Если количество срабатываний недостаточно, то следует выбирать изделия с большей компенсирующей способностью, так как при такой же величине растяжения, количество циклов у них будет больше. Необходимое количество циклов, для имеющихся условии определяется во время разработки проекта, на основе числа пусков и остановок системы за выбранный период, включая остановки системы на запланированные ремонтно-профилактические работы, и возможные незапланированные остановки. На циклическую долговечность компенсатора влияет целый ряд факторов, которые следует принимать во внимание: рабочее давление, температура, профиль волны, толщина и материал линз. Кроме того величина растяжения - сжатия гибкого элемента в значительной степени определяет его циклическую долговечность. Чем меньше величина растяжения линзы, тем больше число циклов ее срабатывания до разрушения. Допустимое количество циклов срабатывания при определенной величине растяжения указывается в технической документации изделия, и может отличаться у разных заводов производителей линзовых компенсаторов. Зачастую в паспортных данных указывается только величина компенсирующей способности, соответствующая допустимому числу срабатываний, которое как правило составляет не менее 1000 циклов.
   Для определения циклической долговечности гибких элементов, на предприятиях изготовителях и в испытательных центрах, используется несколько методов: расчетный и экспериментальный. Существующие расчетные формулы, как правило, показывают близкую сходимость с результатами экспериментальных испытаний, но только в условиях упругой деформации, при небольших величинах растяжения линз. При расчетах показателей работы в условиях пластических деформаций получают эмпирические формулы, пригодные только для компенсаторов определенных габаритов и типоразмеров. Поэтому целесообразнее производить определение циклической долговечности гибких элементов на основе данных усталостных испытаний, полученных экспериментальным путем.