熱力管道方形熱補(bǔ)償器的制作安裝技術(shù).doc

. . . .熱力管道方形熱補(bǔ)償器的制作安裝技術(shù)黃位昌，馬錦靜（廣西建工集團(tuán)第一安裝有限公司，廣西 南寧 530001） 摘 要文章系統(tǒng)分析了熱力管道熱膨脹情況和介紹常用方形補(bǔ)償器的制作與安裝技術(shù)。 關(guān)鍵詞熱膨脹；方形補(bǔ)償器；制作安裝 中圖分類號 TK11+4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1008-1151(2005)10-0094-03 收稿日期2005-06-17 作者簡介黃位昌（1972），男，廣西平南人，廣西建工集團(tuán)第一安裝有限公司工程師，研究方向：工程施工技術(shù)管理。 1熱力管道膨脹長度及膨脹力分析1.1膨脹長度熱力管道安裝完畢、投入運(yùn)行后，常因溫度變化較大而產(chǎn)生伸縮。溫度變化有兩方面的因素，一方面是由于環(huán)境溫度的變化，冬季和夏季的溫差可達(dá)到30以上；另一方面是由于管道本身的工作介質(zhì)溫度較高，熱膨脹量較大。鋼管道受熱后的膨脹量，按下式計(jì)算：L=atL式中：L管道膨脹長度（毫米）a管材的線膨脹系數(shù)（毫米/米度）t 管道工作溫度與安裝時(shí)溫度之差（）L管道長度（米）鋼管道在安裝中應(yīng)用最廣，一般可用以下公式計(jì)算： L=0.012tL毫米1.2膨脹應(yīng)力分析如果在受熱膨脹的管道兩端加以限制，不讓管道膨脹，這時(shí)在管道內(nèi)部將產(chǎn)生很大的熱膨脹應(yīng)力，根據(jù)虎克定律，熱膨脹應(yīng)力可按以下公式進(jìn)行計(jì)算：=E kg/cm2式中：熱膨脹應(yīng)力；相對壓縮量，=L/L；E鋼材的彈性模數(shù)，隨材質(zhì)品種和工作溫度的不同而變化，常用鋼材的彈性模數(shù)為2106。上式表明，熱膨脹應(yīng)力的大小與相對壓縮量和彈性模數(shù)成正比，而與管道的長度無關(guān)。上式用L/L代替，用atL代替L，則變?yōu)椋?Eat kg/cm2這表明熱膨脹應(yīng)力與管道的材質(zhì)、工作溫度和溫差有關(guān)。在這三個(gè)因素中，溫度差是最主要的因素。對于常用的鋼管，其線膨脹系數(shù)通常取1210-6 ，彈性模數(shù)常取2106，熱脹應(yīng)力公式可簡化為： =24t kg/cm2利用上述公式，可以很容易地計(jì)算出鋼管道熱膨脹受到限制時(shí)產(chǎn)生的熱脹應(yīng)力。例如有一根3258的無縫管，投入運(yùn)行后的溫度為150，而安裝時(shí)的溫度為25，則：熱膨脹應(yīng)力=24t=24（150-25）=3000 kg/cm2截面積A=（D/2）2-（d/2）2=3.142（32.5/2）2-（30.9/2）2=79.7cm2 故管道產(chǎn)生的軸向推力為F=A = 3000 79.7 =239100公斤。由此可見，管道受熱膨脹時(shí)，能產(chǎn)生極大的軸向推力。因此，熱力管道受熱后產(chǎn)生的膨脹必須得到補(bǔ)償，否則將對管架和構(gòu)筑物造成破壞，危及管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2 固定支架的間距管道的熱補(bǔ)償，就是合理地確定固定支架的位置，使管道在一定范圍內(nèi)進(jìn)行有控制的伸縮，以便通過補(bǔ)償器和管道本身的彎曲部分進(jìn)行長度補(bǔ)償。固定支架的間距必須滿足以下條件：2.1管道伸長量不能超過補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力，因膨脹而產(chǎn)生的軸向推力不能超過固定支架所能承受的限度。2.2不得使管子產(chǎn)生縱向彎曲架空敷設(shè)和地溝敷設(shè)的熱力管道，固定支架的最大間距見下表： 3 常用熱力管道熱補(bǔ)償?shù)男问?.1布置熱力管道的固定支架和補(bǔ)償器時(shí)，應(yīng)首先考慮利用管道的彎曲部分進(jìn)行自然補(bǔ)償。自然補(bǔ)償大致可分為三種：3.1.1 L形補(bǔ)償：當(dāng)管道有90轉(zhuǎn)彎時(shí)，稱為L形補(bǔ)償，如下圖： 3.1.2 Z形補(bǔ)償：如圖所示: 3.1.3 T形補(bǔ)償：當(dāng)干管與支管作丁字形連接時(shí)，形成了T形補(bǔ)償。如圖：3.2當(dāng)自然補(bǔ)償無法滿足要求時(shí)，熱力管道一般采用方形補(bǔ)償器。方形補(bǔ)償器一般由管子煨制而成，或由沖壓彎頭組對而成。方形補(bǔ)償器的優(yōu)點(diǎn)是；制作簡單、工作可靠，不需要進(jìn)行專門的維修。其缺點(diǎn)是：占地面積大、水流阻力大。管道采取地溝敷設(shè)時(shí)，應(yīng)把地溝局部加寬；架空敷設(shè)時(shí)，應(yīng)設(shè)置專用的管架。方形補(bǔ)償器主要有以下四種形式: 3.2.1 型：B=2A；3.2.2 型：B=A；3.2.3 型：B=A/2；3.2.4 型：B=0。4 方形補(bǔ)償器的選擇選擇方形補(bǔ)償器前，首先要計(jì)算管道的熱膨脹長度（即補(bǔ)償量），根據(jù)熱膨脹長度和管徑，確定補(bǔ)償器的形式，一般選用型、型。方形補(bǔ)償器的補(bǔ)償性能如附表。 5方形補(bǔ)償器的制作 方形補(bǔ)償器必須用優(yōu)質(zhì)流體用無縫管制作。整個(gè)補(bǔ)償器可以用一根管子彎制而成，制作尺寸大的補(bǔ)償器也可以用兩根或三根管子焊接而成。 制作方形補(bǔ)償器的技術(shù)條件和具體規(guī)定如下： 5.1公稱直徑不大于150mm的方形補(bǔ)償器，用冷彎法彎制；公稱直徑大于150毫米的則用熱彎法彎制，也可以采用折皺彎頭。 5.2彎頭的彎曲半徑應(yīng)等于管子公稱直徑的4倍。 5.3方形補(bǔ)償器的4個(gè)彎頭的角度必須保持90，并要求處于同一個(gè)平面內(nèi)。平面扭曲偏差不應(yīng)大于3mm/m，且不得大于10mm。垂直長臂的長度偏差應(yīng)小于10mm，但兩條臂的長度必須一致，水平臂長度偏差應(yīng)小于20mm。5.4方形補(bǔ)償器的每個(gè)焊縫應(yīng)位于管道直管段，距彎頭由開始點(diǎn)的距離應(yīng)等于管子外徑，但公稱直徑小于150mm的管子其焊縫距離不小于100mm，公稱直徑大于150mm的管子則不小于200mm。6 方形補(bǔ)償器的安裝6.1制作好的補(bǔ)償器經(jīng)過檢驗(yàn)合格后才能允許安裝；6.2方形補(bǔ)償器通常成水平安裝，只有在空間上較狹窄不能水平安裝時(shí)，才容許垂直安裝。6.2.1水平安裝時(shí)，平行臂應(yīng)與管線坡度及坡向相同，垂直臂應(yīng)水平。6.2.2方形補(bǔ)償器可以垂直安裝。當(dāng)向上設(shè)置時(shí)應(yīng)在最高點(diǎn)安裝排氣裝置，兩側(cè)分別安裝疏水裝置；當(dāng)向下設(shè)置時(shí)應(yīng)在最低點(diǎn)安裝疏水裝置。無論采用何種方式安裝，均應(yīng)保持整個(gè)補(bǔ)償器的各個(gè)部分處于同一平面內(nèi)。6.3補(bǔ)償器的預(yù)拉伸或預(yù)壓縮值必須符合設(shè)計(jì)的規(guī)定，允許偏差為10mm。補(bǔ)償器的預(yù)拉伸可按下述方式進(jìn)行：假設(shè)管段的熱膨脹長度為100毫米，則應(yīng)預(yù)留安裝補(bǔ)償器的空位應(yīng)為補(bǔ)償器總長度加上熱膨脹長度的一半（50毫米）。然后把補(bǔ)償器的兩臂強(qiáng)制向外拉伸50毫米，即恰好與預(yù)留空位的尺寸相等，此時(shí)即可焊接管口。也可以將未撐開的補(bǔ)償器的一端先與管道焊接固定，此時(shí)另一側(cè)則有50毫米間隙，然后再強(qiáng)制拉伸并與管道焊接固定。6.4方形補(bǔ)償器的安裝距離必須在三個(gè)活動支架以上，當(dāng)其安裝在有坡度的管線上時(shí)，補(bǔ)償器的兩側(cè)垂直臂應(yīng)以水平儀測量其安裝水平度；補(bǔ)償器的中間水平臂及與管道段連接的端點(diǎn)允許有坡度。6.5在設(shè)置固定支架時(shí)，還必須考慮到支管的安裝位移，一般不得使支管的位移超過50毫米。6.6安裝補(bǔ)償器應(yīng)當(dāng)在兩個(gè)固定支架之間的管道安裝完畢后進(jìn)行。6.7當(dāng)多條管道上的方形補(bǔ)償器配置在同一平面內(nèi)（一個(gè)套在另一個(gè)的里面）時(shí)，這些補(bǔ)償器先不作預(yù)拉伸，而是最后再將補(bǔ)償器同管道一起進(jìn)行拉伸。這樣，可用通常的方法裝配管道，即先用螺栓把法蘭連接或?qū)⒑缚谧鼽c(diǎn)焊定位。但留一個(gè)接口不連且保留適當(dāng)?shù)目障叮丝障吨稻偷扔谘a(bǔ)償器的規(guī)定拉伸值。拉伸補(bǔ)償器的接口位置通常在施工圖中給出。如果施工圖未給出此值，為了避免補(bǔ)償器傾斜，則不應(yīng)利用臨近補(bǔ)償器的第一個(gè)接口作拉伸，而應(yīng)以與他臨近的第二個(gè)接口留出調(diào)整間隙。6.8補(bǔ)償器的拉伸值和壓縮值須做好記錄，其中包括補(bǔ)償器在拉伸前及拉伸后、壓縮前及壓縮后的長度值。7小 結(jié) 熱力管道是較常見的一類管道安裝，在投入運(yùn)行時(shí)工作介質(zhì)的溫度一般都較高，對整個(gè)系統(tǒng)將會產(chǎn)生很大的熱膨脹和軸向推力。為了確保整個(gè)系統(tǒng)的安全，應(yīng)保證系統(tǒng)有足夠的伸縮余量。在施工中一般應(yīng)充分利用管道的自然膨脹進(jìn)行補(bǔ)償，當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足要求時(shí)，可優(yōu)先考慮采用方形補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。方形補(bǔ)償器安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范或設(shè)計(jì)文件的要求進(jìn)行，按要求設(shè)置固定支架和對方形補(bǔ)償器進(jìn)行預(yù)拉伸，保證補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力能補(bǔ)償熱力管道投入運(yùn)行后所產(chǎn)生的熱膨脹，從而保證熱力管道的運(yùn)行質(zhì)量和安全?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1顧順符，潘秉勤管道安裝工程手冊M北京：中國建筑工業(yè)出版社，19872張志賢管道施工M山東：山東科學(xué)技術(shù)出版社，19873工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB5023597S北京：中國計(jì)劃出版社，1998附表