波纹补偿器.docx

波纹管（膨胀节/补偿器）功能及工作原理补偿器的功能及工作原理＜B＞波纹管补偿器习惯上也叫膨胀节、伸缩节，由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件）和端管、支架、法兰、导管等附件组成是用以利用波纹管 补偿器的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管线、导管或容器由热胀冷缩等原因 而产生的尺寸变化的一种补偿装置，属于一种补偿元件可对轴向，横向，和 角向位移的的吸收，用于在管道、设备及系统的加热位移、机械位移吸收振 动、降低噪音等.在现代工业中用途广泛2. 补偿器执行标准：金属波纹管采用GB/T12777-2008并参照美国” ” EJMA ” ”标准，优化设 计，结构合理，性能稳定，强度大，弹性好、抗疲劳度高等优点，材料采用 1Cr18Ni9Ti,OCr19Ni9 奥氏体不锈钢，800, 800H, 600, 625,钛材（TA1, TA2），钛合金等材料两端接管或法兰采用低碳钢或低合金钢金属波纹管 补偿器选用 U 形波,分单层和多层制成,有较大的补偿量,耐压可高达4Mpa，使用温度----1960C 一＜450度，结构紧凑，使用成本低，耐 腐蚀,弹性好,钢度值低,允许疲劳度寿命1000 次,解决了管道热胀冷缩,位 移和机械高频振动与管道之间的柔性联接，广泛用于石油、热力、电力、煤 气、化工等管路上安装。

3. 补偿器连接方式：补偿器连接方式分为法兰连接和焊接两种直埋管道补偿器一般采用焊接 方式（地沟安装除外）4. 补偿器类型：补偿器分为轴向型、横向型、角向型三大类型二十多个品种轴向型补偿器主要包括：内压式、外压式、复式、平衡式、直埋式补偿器横向型补偿器包括：大拉杆横向补偿器、万向铰链横向型补偿器等角向型补偿器包括：铰链补偿器、万向铰链补偿器等二.补偿器作用：补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器补偿器分为：波纹补偿器、套 筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为 常用，主要为保障管道安全运行，具有以下作用：1. 补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形2. 波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸3. 吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响4.吸收地震、地陷对管道的 变形量方形自然补偿器有两个作用：1. 在管道穿越基础梁或地下室墙的时候，为了避免基础的沉降对管道的压 力，需要安装方形补偿器2. 在热力管道过长的情况下，需要安装方形补偿器来减小‘热胀冷缩'对管道 的拉伸三.管道的热变形计算：计算公式：X=a・L・A Tx 管道膨胀量a 为线膨胀系数，取 0.0133mm/mL 补偿管线（所需补偿管道固定支座间的距离）长度△ T 为温差（介质温度- 安装时环境温度）三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计的要求（一）轴向型补偿器1、安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面处，装有截止 阀或减压阀的部们及侧支管线进入主管线入口处，都要设置主固定管架。

主固 定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力的作用推力计算公式如下：Fp=100*P*AFp-补偿器轴向压力推（N）,A-对应于波纹平均直径的有效面积（cm2）,P-此管段管道最高压力（MPa）轴向弹性力的计算公式如下：Fx=f*Kx*XFX-补偿器轴向弹性力（N）,KX-补偿器轴向刚度（N/mm）；f-系数，当“预变形〃（包括预变形量△ X=0）时，f=1/2，否则f=1管道除上述部位外,可设置中间固定管架中间固定管架可不考虑压力推力的作用2、 在管段的两个固定管架之间，仅能设置一个轴向型补偿器3、 固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置补偿器一端应靠近固定管架，若过长则要按第一导向架的设置要求设置导 向架，其它导向架的最大间距可按下计算：LGmax -最大导向间距（m）；E-管道材料弹性模量（N/cm2）；i-tp管道断面惯性矩（cm4）；KX-补偿器轴向刚度（N/mm），X0-补偿额定位移量（mm ）当补偿器压缩变形时，符号“+”，拉伸变形时，符合为“-”当管道壁厚按标 准壁厚设计时，LGmax可按有关标准选取二）横向型及角向型补偿器1、 装在管道弯头附近的横向型补偿器，两端各高一导向支座，其中一个宜 是平面导向管座，其上、下活动间隙按下式计算：£-活动间隙（mm）；L-补偿器有效长度（mm）；△ Y-管段热膨胀量（mm）；△ X-不包括L长度在内的垂直管段的热膨胀量（mm）；2、 角向型补偿器宜两个或三个为一组配套使用，用以吸收管道的横向位 移，对 Z 形和 L 形管段两个固定管架之间，只允许安装一个横向型补偿器或一 组角向型补偿器。

此时平面铰链销的轴线必须垂直于弯曲管段形成的平面（万 向铰链补偿器不受此限制）装有一组铰链补偿器的管段，其平面导向架的间隙8亦可按上式计算但 是 L 长度应为两补偿器铰链轴之间的距离， △ X 是整个垂直管段的热膨胀量3、 补偿器两侧的导向支座应接近补偿器，支座的型式应使补偿器能定向运 动三.供热管道直埋式补偿器安装要求（一）用途：直埋式波纹补偿器主要用于直埋管线的轴向补偿，具有抗弯能力，所以可 不考虑管道下沉的影响，产品具有补偿量大，寿命长的特点二）使用说明：直埋式波纹补偿器主要适用于轴向补偿，同时具有超强抗弯能力，所以不 考虑管道下沉的影响直埋式波纹补偿外壳及导向套筒保护下实现自由伸缩补 偿，其它性能跟普通波纹补偿器相同三）选用与安装：3.1 管道最大安装长度计算有补偿直埋的管道应在二处高固定点，一是在直管段的端部，二是在管道 的分支处长的无分支的直线管道两补偿器之间可以不设固定点，靠管道自然 形成的“驻点”即可发挥固定点的作用驻点是两补偿器之间管道的那个不动 点，在管径相同，埋深一致时，驻点与两补偿器间的距离相等褡补偿器（包 括转角处自然补偿器）至固定点之间的距离不得超过管道的最大安装长度 Lmax，管道最大安装长度的定义是固定点至自由端（补偿器）的长度，在此长 度下产生的摩擦力不得超过管道许用应力下相应的弹性力。

Lmax 按下式计算：常用管道的最大安装长度Lmax应考虑16kgf/cm2内压力所产生的环向应 力的综合影响3.2 固定支座的设计计算具有2 个管道分支并在主干线上有一处转角管道平面，补偿器的布置应满 足LnVLmax的条件驻点G1、G2的推力为零，所以，此点处不必设置固定支 座，但为了防止回填土的不均匀，埋深的不一致和预制保温管外壳粗糙度的不 规则等可能会造成驻点的漂移，所以，对处于驻点位置的管道分支处G1、G2需 设置支座，以G1为例其轴向推力可按下式计算：F1二Pb2+L2f-0.8（Pb3+L2f）式中F1-固定支座G1的水平推力，kgf； f-管道单位长度摩擦力，Kgf/mPb2-B2 膨胀节的弹性力， Kg； Pb3-B3 膨胀节的弹性力， Kgfk2-B2 膨胀节的刚度， Kgf/mm；△L2-B2 膨胀节的补偿量， mm；L2-膨胀节至G1的距离，m；假如某一分支如自G2接出的分支带有补偿器B那么，G2还受到一侧向 推力的作用，如图中的F2 (y)，当L5很短(实际布置时L5也应很短)，那 么，侧向力F2 (y)的大小为：F2(y)二Pn*A5+Pb5式中Pn-管道工作压力，Kgf/cm2A5-B5 膨胀节的有效面积， cm2；Pb5-B5 膨胀节的弹性力 kgf。

固定支座G3也驻点位置，从管道和土壤的摩擦力来讲，该点也受到大小相 等，方向相反的两个时作用，但应注意到该点同时又受到转角处的盲板力的作 用，考虑驻点漂移的影响，固定支座G3的推力F3=1.2Pn*A4式中F3-作用在固定支座G3的水平推力，Kgf；Pn-管道工作压力，Kgf/cm2；A4-B4 膨胀节的有效面积， cm23.3 补偿器的选用计算直埋管道由于土壤摩擦力的影响,实际热伸长量要比架空和地沟敷设的管道 热热伸长量要小架空和地沟敷设时的伸长量：t・L直埋敷设时，因土壤摩擦力影响的热伸长减少量：实际热伸长量为：式中E-钢管弹性模理，kgf/cm2；a-钢管的线膨胀系数，取0.0133mm/mC；△ t-管道温差；A、f-同公式①；L-两固定点之间的距离（最大安装长度）m在实际工作中，直埋管道的热伸长量，采用丹麦摩勒公司的简化算法式中符号同以上公式相同按②或③式计算出实际热伸长量后，按系列表选用相应的补偿器3.4 安装直埋式膨胀节（不包括一次性直埋式）安装时应有两个后年度护圈（如下 图），且护圈的壁厚不应小于管道的壁厚，设置护圈1 的目的是为管道受热膨 胀时， A 尺寸范围内有土、砂等进入，图中的各尺寸为：直埋式波纹补偿器出厂时，所有外露表面已刷防锈漆两遍，直埋式波纹补 偿器及其直埋管道的其它要求为：（1） 保温管埋于地下时，四周需用粒度小于20 毫米的砂子填充，然后再 覆盖原土，填充砂子的厚度不小于200 毫米。

2） 保温管顶的埋深一般不超过1.2 米，但也尽量不要小于0.7 米，，保 温管可直接埋在各种管道下面 3）如图，除 A 处外，其余均保温，因管道膨胀时 A 处不保温并不会造成 显著的热损失也是由于护圈的作用，直埋补偿器可以直埋处于车行道下面 4）直埋式补偿器安装不必冷紧，也不必按全线钢管接好后再割下和膨胀 节等长管道之后再焊接的方法使用直埋型膨胀节，不必设导向支架5）安装时要注意保证导流套筒的方向与流动方向的一致 6）补偿器内介质应进行除游离氧和除氯离子处理，氯离子含量不得超过 25PPm7）补偿器允许不超过1.5 倍公称压力的系统水压试验8）补偿器安装 完毕进行系统水压试验前，要将管道两端固定，防止内压推力拉伸补偿器四.补偿器安装和使用要求1、补偿器在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况，必须符合设计 要求2、对带内套筒的补偿器应注意使内套筒子的方向与介质流动方向一致，铰 链型补偿器的铰链转动平面应与位移转动平面一致3、需要进行“冷紧”的补偿器，预变形所用的辅助构件应在管路安装完毕后 方可拆除4、严禁用波纹补偿器变形的方法来调整管道的安装超差，以免影响补偿器 的正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件的载荷。

5、安装过程中，不允许焊渣飞溅到波壳表面，不允许波壳受到其它机械损 伤6、管系安装完毕后，应尽快拆除波纹补偿器上用作安装运输的黄色辅助定 位构件及紧固件，并按设计要求将限位装置调到规定位置，使管系在环境条件 下有充分的补偿能力7、补偿器所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围，应保证各 活动部位的正常动作8、水压试验时，应对装有补偿器管路端部的次固定管架进行加固，使管路 不发生移动或转动对用于气体介质的补偿器及其连接管路，要注意充水时是 否需要增设临时支架水压试验用水清洗液的96 氯离子含量不超过 25PPM9、水压试验结束后，应尽快排波壳中的积水，并迅速将波壳内表面吹干10、与补偿器波纹管接触的保温材料应不含氯离子补偿器产品分类：QB型球补偿器，DSB-I、II型、单向自导式伸缩补偿器， JR型通用软管，JZ不锈钢减震波纹补偿器，直埋式波纹补偿器，风道补偿器， 轴向型外压式波纹补偿器ZW型，铰链横向型JH、万向铰链WJL型补偿器，轴 向型内压式波纹补偿器 TB 型，三维补偿器， DHB 大拉杆补偿器等。