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補(bǔ)償器習(xí)慣上也叫膨脹節(jié)，或伸縮節(jié)。由構(gòu)成其工作主體的波紋管(一種彈性元件)和端管、支架、法蘭、導(dǎo)管等附件組成。 屬于一種補(bǔ)償元件。利用其工作主體波紋管的有效伸縮變形，以吸收管線、導(dǎo)管、容器等由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化，或補(bǔ)償管線、導(dǎo)管、容器等的軸向、橫向和角向位移。也可用于降噪減振。在現(xiàn)代工業(yè)中用途廣泛。供熱上，為了防止供熱管道升溫時(shí)，由于熱伸長(zhǎng)或溫度應(yīng)力而引起管道變形或破壞，需要在管道上設(shè)置補(bǔ)償器，以補(bǔ)償管道的熱伸長(zhǎng)，從而減小管壁的應(yīng)力和作用在閥件或支架結(jié)構(gòu)上的作用力。
主要用于補(bǔ)償軸向位移，也可以補(bǔ)償橫向位移或軸向與橫向的合成位移，具有補(bǔ)償角位移的能力，但一般不應(yīng)補(bǔ)償器用通用型補(bǔ)償器來補(bǔ)償角位移。
對(duì)管架設(shè)計(jì)的要求:
1、安裝軸向型補(bǔ)償器的管段，在管道的盲端、彎頭、變截面處，裝有截止閥或減壓閥的部門及側(cè)支管線進(jìn)入主管線入口處，都要設(shè)置主固定管架。主固定管架要考慮波紋管靜壓推力及變形彈性力的作用。推力計(jì)算公式如下: Fp=100*P*A Fp-補(bǔ)償器軸向壓力推(N)， A-對(duì)應(yīng)于波紋平均直徑的有效面積(cm2)， P-此管段管道最高壓力(MPa)。 軸向彈性力的計(jì)算公式如下: Fx=f*Kx*X FX-補(bǔ)償器軸向彈性力(N)， KX-補(bǔ)償器軸向剛度(N/mm); f-系數(shù)，當(dāng)"預(yù)變形"(包括預(yù)變形量△X=0)時(shí)，f=1/2，否則f=1。 管道除上述部位外，可設(shè)置中間固定管架。中間固定管架可不考慮壓力推力的作用。
2、在管段的兩個(gè)固定管架之間，僅能設(shè)置一個(gè)軸向型補(bǔ)償器。
3、補(bǔ)償器一端應(yīng)靠近固定管架，若過長(zhǎng)則要按第一導(dǎo)向架的設(shè)置要求設(shè)置導(dǎo)向架，其它導(dǎo)向架的最大間距可按下計(jì)算: LGmax-最大導(dǎo)向間距(m); E-管道材料彈性模量(N/cm2); i-tp 管道斷面慣性矩(cm4); KX-補(bǔ)償器軸向剛度(N/mm)， X0-補(bǔ)償額定位移量(mm)。 當(dāng)補(bǔ)償器壓縮變形時(shí)，符號(hào)"+"，拉伸變形時(shí)，符合為"-"。當(dāng)管道壁厚按標(biāo)準(zhǔn)壁厚設(shè)計(jì)時(shí)，LGmax可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取。
主要吸收橫向位移和少量的軸向位移。
對(duì)管架設(shè)計(jì)的要求:
1、 裝在管道彎頭附近的橫向型補(bǔ)償器，兩端各高一導(dǎo)向支座，其中一個(gè)宜是平面導(dǎo)向管座，其上、下活動(dòng)間隙按下式計(jì)算: ε-活動(dòng)間隙(mm); L-補(bǔ)償器有效長(zhǎng)度(mm); △Y-管段熱膨脹量(mm); △X-不包括L長(zhǎng)度在內(nèi)的垂直管段的熱膨脹量(mm)。
2 、補(bǔ)償器兩側(cè)的導(dǎo)向支座應(yīng)接近補(bǔ)償器，支座的型式應(yīng)使補(bǔ)償器能定向運(yùn)動(dòng)。
由接管，波紋管以及與接管相連的一對(duì)鉸鏈構(gòu)成。它只能吸收單平面的角向位移。吸收位移時(shí)應(yīng)有兩個(gè)或者三個(gè)角向補(bǔ)償器組合使用，同時(shí)鉸鏈具有承受內(nèi)壓推力能力。 工作溫度≤420℃，疲勞壽命1000次。
對(duì)管架設(shè)計(jì)的要求:補(bǔ)償器
角向型補(bǔ)償器宜兩個(gè)或三個(gè)為一組配套使用，用以吸收管道的橫向位移，對(duì)Z形和L形管段兩個(gè)固定管架之間，只允許安裝一個(gè)橫向型補(bǔ)償器或一組角向型補(bǔ)償器。此時(shí)平面鉸鏈銷的軸線必須垂直于彎曲管段形成的平面(萬向鉸鏈補(bǔ)償器不受此限制)。 裝有一組鉸鏈補(bǔ)償器的管段，其平面導(dǎo)向架的間隙ε亦可按上式計(jì)算。但是L長(zhǎng)度應(yīng)為兩補(bǔ)償器鉸鏈軸之間的距離，△X是整個(gè)垂直管段的熱膨脹量。
1.補(bǔ)償吸收管道軸向、橫向、角向冷熱變形。
2.波紋補(bǔ)償器伸縮量，方便閥門管道的安裝與拆卸。
3.吸收設(shè)備振動(dòng)，減少設(shè)備振動(dòng)對(duì)管道的影響。
4.吸收地震、地陷對(duì)管道的變形量。
補(bǔ)償器采用矩形截面，圓角波形，管道中單個(gè)膨脹節(jié)承受二維方向位移。由2個(gè)膨脹節(jié)組成的肘接管道可承受三維方向位移。矩形圓角金屬波紋膨脹節(jié)有全高、半高型、按照煙道尺寸，應(yīng)力應(yīng)變要求用戶可多波節(jié)選用。
1、用戶根據(jù)管系熱位移情況選定了合適的補(bǔ)償器以后，至少還得提供管內(nèi)的流通介質(zhì)，煙風(fēng)道的設(shè)計(jì)壓力，運(yùn)行時(shí)的最高溫度，煙風(fēng)道橫截面的外形尺寸(長(zhǎng)、寬)所選用的波形(全高216mm、半高108mm)和波數(shù)(單個(gè)波紋單波數(shù)不超過6波)，以便進(jìn)行補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造。
2、每波最大允許膨脹量:全高型△α=±24mm半高型△α=±12mm。
3、擋灰板:對(duì)風(fēng)道或少塵的管道可以不采用，對(duì)多塵的煙道應(yīng)采用檔灰板。
4、為減少波紋管的波節(jié)數(shù)，應(yīng)考慮冷拉50%。
5、補(bǔ)償器適用于截面面積小于4.6平方米以及煙風(fēng)道外形尺寸中有一邊小于1.5m但大于0.6mm的場(chǎng)合。標(biāo)準(zhǔn)全高型波紋補(bǔ)償器適用于所有的煙風(fēng)道。
由于受到各方面的制約是相當(dāng)復(fù)雜的，但是任何復(fù)雜的管系都可以選用若干個(gè)固定支架在不同的部位選擇不同的設(shè)置，將其分成若干形狀相對(duì)簡(jiǎn)單的單獨(dú)管段，"Z"型管段和"∏" 型管段等，并分別確定各管段的變形及補(bǔ)償量，由于補(bǔ)償器的種類很多，正確地選型是非常重要的，因此在管系的總體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分地考慮到管線的走向和支撐體系(包括固定管架、導(dǎo)向滑動(dòng)管架等)的設(shè)計(jì)和綜合考慮補(bǔ)償器的造型和配置，以示達(dá)到安全、合理、適用、經(jīng)濟(jì)的最佳組合。 波紋管補(bǔ)償器它是以波紋管為核心的撓性元件，在管線上再作軸向、橫向和角向三個(gè)方向的補(bǔ)償。軸向型補(bǔ)償器為了減少介質(zhì)的自激現(xiàn)象。在產(chǎn)品內(nèi)部沒有內(nèi)套管，在很大程度上限制了徑向補(bǔ)償能力，故一般僅用以吸收或補(bǔ)償管道的軸向位移(如果管系中確需少量的徑向位移，可以訂貨時(shí)予以說明其徑最大位移量):橫向位移補(bǔ)償器(大拉桿)主要吸收垂直于補(bǔ)償器軸線的橫向位移，小拉桿橫向位移補(bǔ)償器適合于吸收橫向位移，也可以吸收軸向、角向和任意三個(gè)方向位移的組合:鉸鏈補(bǔ)償器(也稱角向補(bǔ)償器)。它以兩上或三個(gè)補(bǔ)償器配套使用(單個(gè)使用鉸鏈補(bǔ)償器沒有補(bǔ)償能力)，用以吸收單向平面內(nèi)的橫向變形，萬向鉸鏈(角向)補(bǔ)償器，由兩個(gè)或三個(gè)配套使用，可吸收三維方向的變形量。
金屬波紋補(bǔ)償器采用奧氏體不銹鋼材料或按用戶要求的材料制造，具有優(yōu)良的柔軟性，耐蝕性，耐高溫性(-矩形補(bǔ)償器235℃ ~ +450℃)，耐高壓性(最高為32MPa)，在管路中可對(duì)任何方向進(jìn)行連接，用以溫度補(bǔ)償和吸收振動(dòng)、降低噪聲、改變介質(zhì)輸送方向、消除管道間或管道與設(shè)備間的機(jī)械位移等，雙法蘭金屬波紋軟管對(duì)有位移、振動(dòng)的各種泵、閥等的柔性接頭尤為適用。
構(gòu)成其工作主體的彈性元件是非金屬材質(zhì)，通常是纖維織物有橡膠材質(zhì),此種材質(zhì)除了在超高溫度(400以上)情況下不能滿足使用條件的情況下,其他各種工況均可以替代纖維織物。
該產(chǎn)品主要利用橡膠的獨(dú)特性能。如高彈性、高氣密性、耐介質(zhì)性和耐候性及耐輻射性等。采用高強(qiáng)度、冷熱穩(wěn)定性強(qiáng)的聚酯簾布斜交與之復(fù)核后經(jīng)高壓、高溫模壓交聯(lián)而成。內(nèi)部致密度高，能承受較高壓力，彈性變形效果優(yōu)異。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)斷面弧高、曲線長(zhǎng)、具有較大的多向唯一功能。特別適用于地質(zhì)條件復(fù)雜、沉降幅度大和管道運(yùn)行中冷熱變化頻繁導(dǎo)致管道損壞的場(chǎng)所。利用橡膠的彈性滑動(dòng)轉(zhuǎn)移和變形機(jī)械力的傳熱散逸功能有效地消除泵、閥及管道自身的位移物理破壞。因橡膠屬不良傳導(dǎo)材料，所以它又是一種良好的降低震動(dòng)和噪聲傳遞的理想環(huán)保產(chǎn)品。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)內(nèi)壁光滑，經(jīng)實(shí)際測(cè)試，對(duì)介質(zhì)的流速，流量無任何影響，并且永不生銹。基本可以免除有效運(yùn)動(dòng)期內(nèi)的維修
其產(chǎn)品采用一次液壓成型和機(jī)械成型技術(shù)，并輔助以計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)、制造，具有尺寸準(zhǔn)確、表面整潔無創(chuàng)傷、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、補(bǔ)償量大、無泄漏、耐腐蝕、壽命長(zhǎng)，便于安裝、產(chǎn)品質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)也可根據(jù)用戶工作環(huán)境、條件以及疲勞破壞次數(shù)，為用戶研制其它類型和用途的波紋補(bǔ)償器。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、冶金、電力、給排水、建筑等行業(yè)。
1、安裝前，應(yīng)先檢查波紋補(bǔ)償器膨脹節(jié)的型號(hào)、規(guī)格及管道的支座配置必須復(fù)合設(shè)計(jì)要求。
2、對(duì)帶內(nèi)襯筒的膨脹節(jié)，應(yīng)注意使內(nèi)襯筒方向與介質(zhì)流動(dòng)方向一致(按膨脹節(jié)的流向標(biāo)志安裝)。平面角向型膨脹節(jié)的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)屏幕應(yīng)與位移平面一致。
3、需要進(jìn)行"冷緊"的膨脹節(jié)，其預(yù)變形所用的輔助構(gòu)件，應(yīng)在膨脹節(jié)預(yù)變形后拆除。
4、管系安裝完畢后應(yīng)立即拆除膨脹節(jié)上用作安裝運(yùn)輸保護(hù)的輔助定位機(jī)構(gòu)及緊固件，并按設(shè)計(jì)要求將限位裝置調(diào)到規(guī)定的位置，使管系在環(huán)境條件得以充分的補(bǔ)償。
5、除設(shè)計(jì)要求預(yù)拉壓或"冷緊"的預(yù)變形外，嚴(yán)禁使用波紋管變形的方法來調(diào)整管道的安裝偏差，以免影響膨脹節(jié)的正常功能，否則會(huì)降低其使用壽命和增加管系、設(shè)備及支承構(gòu)件的載荷。
6、膨脹節(jié)所有的活動(dòng)元件不得被外部構(gòu)件卡死或限制其活動(dòng)部位正常動(dòng)作。
7、安裝過程中不允許焊渣飛濺到小組紋管表面和使波紋管受到其它機(jī)械損傷。
8、對(duì)用于氣體介質(zhì)的膨脹節(jié)及其連接管道，作水壓試驗(yàn)時(shí)，要考慮充水時(shí)是否需要對(duì)膨脹節(jié)的接管加設(shè)臨時(shí)支架以承重。
9、水壓試驗(yàn)用水必須純凈，無腐蝕性，并控制水中的氯離子的含量不超過25ppm。水壓試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)盡快排盡波紋管中的積水，并迅速將波殼的內(nèi)表面吹干。
10、管道對(duì)中性要好，在無其它方法保證時(shí)，可采用直管敷設(shè)后切下等長(zhǎng)管道再安裝膨脹節(jié)的方法來保證。
11、須注意的是，膨脹節(jié)是不吸收扭矩的，因此在安裝膨脹節(jié)時(shí)，不允許膨脹節(jié)受到扭轉(zhuǎn)。
12、膨脹節(jié)所有的活動(dòng)元件不得被外部構(gòu)件卡死或限制其活動(dòng)部位正常運(yùn)作。
13、保溫層應(yīng)做在膨脹節(jié)外保護(hù)套上，不得直接做在波紋管上。不得采用含氯的保溫材料。
14、安裝過程中不允許焊渣飛濺到波紋管表面和使波紋管受到其它機(jī)械損傷。
15、支架必須符合設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁在支架未安裝好之前在管線內(nèi)試壓，以免將膨脹節(jié)拉壞。
16、膨脹節(jié)允許不超過1.5倍公稱系統(tǒng)壓力試驗(yàn)。
17、裝有膨脹節(jié)的管線在運(yùn)行操作中，閥門開啟和關(guān)閉要逐漸進(jìn)行，以免管線內(nèi)溫度和壓力急劇變化，造成支架或膨脹節(jié)損壞。
補(bǔ)償器的可靠性是由設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)行管理等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的。可靠性也應(yīng)該從這幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。材料選擇對(duì)用于供熱管網(wǎng)的波紋管的選材，除應(yīng)考慮工作介質(zhì)、工作溫度和外部環(huán)境外，還應(yīng)考慮應(yīng)力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對(duì)材料的影響等，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合波紋管材料的焊接、成型以及材料的性能價(jià)格比，優(yōu)選出經(jīng)濟(jì)實(shí)用的波紋管制作材料。
一般情況下，選用波紋管的材料應(yīng)滿足下列條件:
(1)高彈性極限、抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，保證波紋管正常工作。
(2)良好的塑性，便于波紋管的加工成形，且能通過隨后的處理工藝(冷作硬化、熱處理等)獲得足夠
的硬度和強(qiáng)度。
(3)較好的耐腐蝕性能，滿足波紋管在不同環(huán)境下工作要求。
(4)良好的焊接性能，滿足波紋管在制作過程中的焊接工藝要求。
對(duì)于地溝敷設(shè)的熱力管網(wǎng)，當(dāng)補(bǔ)償器所處管道地勢(shì)較低時(shí)，雨水或事故性污水會(huì)浸泡波紋管，應(yīng)考慮選用耐蝕性更強(qiáng)的材料，如鐵鎳合金、高鎳合金等。由于此類材料價(jià)格較高，在制造波紋管時(shí)，可以考慮僅在與腐蝕性介質(zhì)接觸的表面增加一層耐蝕合金。
疲勞壽命設(shè)計(jì)由波紋管補(bǔ)償器的失效類型及原因分析可以看出，波紋管的平面穩(wěn)定性、周向穩(wěn)定性及耐腐蝕性能均與其位移量即疲勞壽命相關(guān)。過低的疲勞壽命將會(huì)導(dǎo)致波紋管穩(wěn)定性及耐蝕性能下降。根據(jù)試驗(yàn)和使用經(jīng)驗(yàn)，用于供熱工程的波紋管疲勞壽命應(yīng)不小于1000次。
波紋管不能承重，應(yīng)單獨(dú)吊裝;除設(shè)計(jì)要求預(yù)拉伸或冷緊的預(yù)變形量外，嚴(yán)禁用使波紋管變形的方法來調(diào)整管道的安裝偏差;安裝過程不允許焊渣飛濺到波紋管表面和受到其他機(jī)械性損傷;波紋管所有活動(dòng)元件不得被外部構(gòu)件卡死或限制其活動(dòng)部位正常工作。
大多數(shù)波紋管的失效是由外部環(huán)境腐蝕造成的，因此在進(jìn)行補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮隔絕外部腐蝕介質(zhì)與波紋管的接觸。如對(duì)于外壓軸向型補(bǔ)償器可在出口端環(huán)與出口管之間增加填料密封裝置，其作用相當(dāng)于套筒補(bǔ)償器，既可抵擋外部腐蝕介質(zhì)的侵入，又給波紋管補(bǔ)償器增加了一道安全屏障，即使波紋管破壞，補(bǔ)償器還可以起到補(bǔ)償作用并避免波紋管失效。
補(bǔ)償器又有金屬補(bǔ)償器和非金屬補(bǔ)償器，根據(jù)介質(zhì)用途不同，還可以分專業(yè)防腐補(bǔ)償器和耐高溫補(bǔ)償器。
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