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波纹式补偿器的功能与产品分类

更新时间:2013-01-08 07:35 来源:华德供水 点击数:

        补偿器也统称膨胀节,或伸缩节。是用在管道之间连接的一种元件,其目的是用于补偿管线的个中作用力。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。 属于一种补偿元件。补偿器的功能如下:利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形,以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化,或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。也可用于降噪减振。在现代工业中用途广泛。供热上,为了防止供热管道升温时,由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏,需要在管道上设置补偿器,以补偿管道的热伸长,从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。

        波纹补偿器的作用  

      1.补偿吸收管道轴向、横向、角向冷热变形。   

      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。

        按产品分类分为轴向型和横向型,角向型
  轴向型补偿器主要用于补偿轴向位移,也可以补偿横向位移或轴向与横向的合成位移,具有补偿角位移的能力,但一般不应用通用型补偿器来补偿角位移。   对管架设计的要求:   

       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*A Fp-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*X FX-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、在架设管道的两个固定管架之间,仅能设置一个轴向型补偿器。   

       3、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。
       横向型
  主要吸收横向位移和少量的轴向位移。   对管架设计的要求:   

        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: ε-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 、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。
      角向型
  由接管,波纹管以及与接管相连的一对铰链构成。它只能吸收单平面的角向位移。吸收位移时应有两个或者三个角向补偿器组合使用,同时铰链具有承受内压推力能力。 工作温度≤420℃,疲劳寿命1000次。   对管架设计的要求:   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ε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。补偿器的可靠性是由设计、制造、安装及运行管理等多个环节构成的。可靠性也应该从这几个方   面进行考虑。材料选择对用于供热管网的波纹管的选材,除应考虑工作介质、工作温度和外部环境外,还应考虑应力腐蚀的可能性、水处理剂和管道清洗剂对材料的影响等,并在此基础上结合波纹管材料的焊接、成型以及材料的性能价格比,优选出经济实用的波纹管制作材料。   一般情况下,选用波纹管的材料应满足下列条件:   (1)高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证波纹管正常工作。   (2)良好的塑性,便于波纹管的加工成形,且能通过随后的处理工艺(冷作硬化、热处理等)获得足够   的硬度和强度。   (3)较好的耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求。   (4)良好的焊接性能,满足波纹管在制作过程中的焊接工艺要求。   对于地沟敷设的热力管网,当补偿器所处管道地势较低时,雨水或事故性污水会浸泡波纹管,应考虑选用   耐蚀性更强的材料,如铁镍合金、高镍合金等。由于此类材料价格较高,在制造波纹管时,可以考虑仅在与腐蚀性介质接触的表面增加一层耐蚀合金。   疲劳寿命设计由波纹管补偿器的失效类型及原因分析可以看出,波纹管的平面稳定性、周向稳定性及耐腐   蚀性能均与其位移量即疲劳寿命相关。过低的疲劳寿命将会导致金属波纹管稳定性及耐蚀性能下降。编辑本段疲劳测试  疲劳寿命设计由波纹管补偿器的失效类型及原因分析可以看出,波纹管的平面稳定性、周向稳定性及耐腐蚀性能均与其位移量即疲劳寿命相关。过低的疲劳寿命将会导致波纹管稳定性及耐蚀性能下降。根据试验和使用经验,用于供热工程的波纹管疲劳寿命应不小于1000次。   波纹管不能承重,应单独吊装;除设计要求预拉伸或冷紧的预变形量外,严禁用使波纹管变形的方法来调整管道的安装偏差;安装过程不允许焊渣飞溅到波纹管表面和受到其他机械性损伤;波纹管所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动部位正常工作。   大多数波纹管的失效是由外部环境腐蚀造成的,因此在进行补偿器的结构设计时,可考虑隔绝外部腐蚀介质与波纹管的接触。如对于外压轴向型补偿器可在出口端环与出口管之间增加填料密封装置,其作用相当于套筒补偿器,既可抵挡外部腐蚀介质的侵入,又给波纹管补偿器增加了一道安全屏障,即使波纹管破坏,补偿器还可以起到补偿作用并避免波纹管失效。   补偿器又有金属补偿器和非金属补偿器,根据介质用途不同,还可以分专业防腐补偿器和耐高温补偿器

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