管道補償器參數(shù)表

1、波紋補償器產(chǎn)品目錄一、單式軸向型（DZ）波紋補償器二、外壓單式型（WZ）補償器三、無約束（WY）波紋補償器四、復式自由型（FZ）補償器五、復式鉸鏈（FJ）、萬向鉸鏈（FW）型補償器六、復式拉桿型（FI）橫向補償器七、單式鉸鏈型（DJ）補償器八、單式萬向鉸鏈型（DW）補償器九、內(nèi)外壓平衡式（NP）波紋補償器十、彎管壓力平衡型（WP）補償器十-一、直管壓力平衡型（ZP）補償器十二、矩形（JX）波紋補償器十三、直埋式（ZM）波紋補償器軸向型單式波紋補償器軸向型復式波紋補償器軸向型外壓式波紋補償器補償器簡介1 補償器的功能及工作原理波紋管補償器習慣上也叫膨脹節(jié)、伸縮節(jié)，由構(gòu)成其工作主體的波紋管（一種彈

2、性元件）和端管、支架、法蘭、導管等附件組成。是用以利用波紋管補償器的彈性元件的有效伸縮變形來吸收管線、導管或容器由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化的一種補償裝置，屬于一種補償元件?？蓪S向，橫向，和角向位移的的吸收，用于在管道、設(shè)備及系統(tǒng)的加熱位移、機械位移吸收振動、降低噪音等在現(xiàn)代工業(yè)中用途廣泛。2. 補償器執(zhí)行標準：金屬波紋管采用GB/T12777-2008并參照美國""EJMA""標準，優(yōu)化設(shè)計，結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定，強度大，彈性好、抗疲勞度高等優(yōu)點，材料采用1Cr18Ni9Ti,OCr19Ni9奧氏體不銹鋼，兩端接管或法蘭采用低碳鋼或低合金鋼。金屬波

3、紋管-補償器選用U形波，分單層和多層制成，有較大的補償量，耐壓可高達4Mpa,使用溫度-1960C一450度，結(jié)構(gòu)緊湊，使用成本低，耐腐蝕，彈性好，鋼度值低，允許疲勞度壽命1000次，解決了管道熱脹冷縮，位移和機械高頻振動與管道之間的柔性聯(lián)接，廣泛用于石油、熱力、電力、煤氣、化工等管路上安裝。3. 補償器連接方式：補償器連接方式分為法蘭連接和焊接兩種。直埋管道補償器一般采用焊接方式（地溝安裝除外）4. 補償器類型：補償器分為軸向型、橫向型、角向型三大類型二十多個品種。軸向型補償器主要包括：內(nèi)壓式、外壓式、復式、平衡式、直埋式補償器等。橫向型補償器包括：大拉桿橫向補償器、萬向鉸鏈橫向型補償器等。

4、角向型補償器包括：鉸鏈補償器、萬向鉸鏈補償器等。二. 補償器作用：補償器也稱伸縮器、膨脹節(jié)、波紋補償器。補償器分為：波紋補償器、套筒補償器、旋轉(zhuǎn)補償器、方形自然補償器等幾大類型，其中以波紋補償器較為常用，主要為保障管道安全運行，具有以下作用：1補償吸收管道軸向、橫向、角向熱變形。2. 波紋補償器伸縮量，方便閥門管道的安裝與拆卸。3. 吸收設(shè)備振動，減少設(shè)備振動對管道的影響。4吸收地震、地陷對管道的變形量。方形自然補償器有兩個作用：1在管道穿越基礎(chǔ)梁或地下室墻的時候，為了避免基礎(chǔ)的沉降對管道的壓力，需要安裝方形補償器。2在熱力管道過長的情況下，需要安裝方形補償器來減小熱脹冷縮'對管道的拉

5、伸。三. 管道的熱變形計算：計算公式：X=a*L*ATx管道膨脹量a為線膨脹系數(shù)，取mL補償管線（所需補償管道固定支座間的距離）長度T為溫差（介質(zhì)溫度-安裝時環(huán)境溫度）三關(guān)于軸向型、橫向型和角向型補償器對管系及管架設(shè)計的要求（一）軸向型補償器1、安裝軸向型補償器的管段，在管道的盲端、彎頭、變截面處，裝有截止閥或減壓閥的部們及側(cè)支管線進入主管線入口處，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。推力計算公式如下：Fp=100*P*AFp-補償器軸向壓力推（N），A-對應于波紋平均直徑的有效面積（cm2），P-此管段管道最高壓力（MPa）。軸向彈性力的計算公式如下：Fx=

6、f*Kx*XFX-補償器軸向彈性力（N），KX-補償器軸向剛度（N/mm）；f-系數(shù)，當"預變形”（包括預變形量厶X=0）時，f=1/2，否則f=1o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、在管段的兩個固定管架之間，僅能設(shè)置一個軸向型補償器。3、固定管架和導向管架的分布推薦按下圖配置。補償器一端應靠近固定管架，若過長則要按第一導向架的設(shè)置要求設(shè)置導向架，其它導向架的最大間距可按下計算：LGmax-最大導向間距（m）；E-管道材料彈性模量（N/cm2）；i-tp管道斷面慣性矩（cm4）；KX-補償器軸向剛度（N/mm）,X0-補償額定位移量（mm）

7、。當補償器壓縮變形時，符號"+”，拉伸變形時，符合為"-”。當管道壁厚按標準壁厚設(shè)計時，LGmax可按有關(guān)標準選取。（二）橫向型及角向型補償器1、裝在管道彎頭附近的橫向型補償器，兩端各高一導向支座，其中一個宜是平面導向管座，其上、下活動間隙按下式計算：£-活動間隙（mm）；L-補償器有效長度（mm）； Y-管段熱膨脹量（mm）； X-不包括L長度在內(nèi)的垂直管段的熱膨脹量（mm）；2、角向型補償器宜兩個或三個為一組配套使用，用以吸收管道的橫向位移，對Z形和L形管段兩個固定管架之間，只允許安裝一個橫向型補償器或一組角向型補償器。此時平面鉸鏈銷的軸線必須垂直于彎曲管段形

8、成的平面（萬向鉸鏈補償器不受此限制）。裝有一組鉸鏈補償器的管段，其平面導向架的間隙E亦可按上式計算。但是L長度應為兩補償器鉸鏈軸之間的距離，X是整個垂直管段的熱膨脹量。3、補償器兩側(cè)的導向支座應接近補償器，支座的型式應使補償器能定向運動。三.供熱管道直埋式補償器安裝要求（一）用途：直埋式波紋補償器主要用于直埋管線的軸向補償，具有抗彎能力，所以可不考慮管道下沉的影響，產(chǎn)品具有補償量大，壽命長的特點。（二）使用說明：直埋式波紋補償器主要適用于軸向補償，同時具有超強抗彎能力，所以不考慮管道下沉的影響。直埋式波紋補償外殼及導向套筒保護下實現(xiàn)自由伸縮補償，其它性能跟普通波紋補償器相同。（三）選用與安裝：

9、管道最大安裝長度計算有補償直埋的管道應在二處高固定點，一是在直管段的端部，二是在管道的分支處。長的無分支的直線管道兩補償器之間可以不設(shè)固定點，靠管道自然形成的“駐點”即可發(fā)揮固定點的作用。駐點是兩補償器之間管道的那個不動點，在管徑相同，埋深一致時，駐點與兩補償器間的距離相等褡補償器（包括轉(zhuǎn)角處自然補償器）至固定點之間的距離不得超過管道的最大安裝長度Lmax，管道最大安裝長度的定義是固定點至自由端（補償器）的長度，在此長度下產(chǎn)生的摩擦力不得超過管道許用應力下相應的彈性力。Lmax按下式計算：常用管道的最大安裝長度Lmax。應考慮16kgf/cm2內(nèi)壓力所產(chǎn)生的環(huán)向應力的綜合影響。固定支座的設(shè)計計

10、算具有2個管道分支并在主干線上有一處轉(zhuǎn)角管道平面，補償器的布置應滿足LnVLmax的條件。駐點G1、G2的推力為零，所以，此點處不必設(shè)置固定支座，但為了防止回填土的不均勻，埋深的不一致和預制保溫管外殼粗糙度的不規(guī)則等可能會造成駐點的漂移，所以，對處于駐點位置的管道分支處G1、G2需設(shè)置支座，以G1為例其軸向推力可按下式計算：F1=Pb2+（Pb3+L2f）式中F1-固定支座G1的水平推力，kgf；f-管道單位長度摩擦力，Kgf/mPb2-B2膨脹節(jié)的彈性力，Kg；Pb3-B3膨脹節(jié)的彈性力，Kgfk2-B2膨脹節(jié)的剛度，Kgf/mm； L2-B2膨脹節(jié)的補償量，mm；L2-膨脹節(jié)至G1的距離，

11、m；假如某一分支如自G2接出的分支帶有補償器B。那么，G2還受到一側(cè)向推力的作用，如圖中的F2（y），當L5很短（實際布置時L5也應很短），那么，側(cè)向力F2（y）的大小為：F2（y）=Pn*A5+Pb5式中Pn-管道工作壓力，Kgf/cm2A5-B5膨脹節(jié)的有效面積，cm2；Pb5-B5膨脹節(jié)的彈性力kgf。固定支座G3也駐點位置，從管道和土壤的摩擦力來講，該點也受到大小相等，方向相反的兩個時作用，但應注意到該點同時又受到轉(zhuǎn)角處的盲板力的作用，考慮駐點漂移的影響，固定支座G3的推力F3=*A4式中F3-作用在固定支座G3的水平推力，Kgf；Pn-管道工作壓力，Kgf/cm2；A4-B4膨脹節(jié)的

12、有效面積，cm2。補償器的選用計算直埋管道由于土壤摩擦力的影響，實際熱伸長量要比架空和地溝敷設(shè)的管道熱熱伸長量要小。架空和地溝敷設(shè)時的伸長量：atL直埋敷設(shè)時，因土壤摩擦力影響的熱伸長減少量：實際熱伸長量為：式中E-鋼管彈性模理，kgf/cm2；a-鋼管的線膨脹系數(shù)，取mC；t-管道溫差；A、f-同公式；L-兩固定點之間的距離（最大安裝長度）m。在實際工作中，直埋管道的熱伸長量，采用丹麥摩勒公司的簡化算法。式中符號同以上公式相同。按或式計算出實際熱伸長量后，按系列表選用相應的補償器。安裝直埋式膨脹節(jié)（不包括一次性直埋式）安裝時應有兩個后年度護圈（如下圖），且護圈的壁厚不應小于管道的壁厚，設(shè)置護

13、圈1的目的是為管道受熱膨脹時，A尺寸范圍內(nèi)有土、砂等進入，圖中的各尺寸為：直埋式波紋補償器出廠時，所有外露表面已刷防銹漆兩遍，直埋式波紋補償器及其直埋管道的其它要求為：（1）保溫管埋于地下時，四周需用粒度小于20毫米的砂子填充，然后再覆蓋原土，填充砂子的厚度不小于200毫米。（2）保溫管頂?shù)穆裆钜话悴怀^米，但也盡量不要小于米，保溫管可直接埋在各種管道下面。（3）如圖，除A處外，其余均保溫，因管道膨脹時A處不保溫并不會造成顯著的熱損失。也是由于護圈的作用，直埋補償器可以直埋處于車行道下面。（4）直埋式補償器安裝不必冷緊，也不必按全線鋼管接好后再割下和膨脹節(jié)等長管道之后再焊接的方法。使用直埋型膨

14、脹節(jié)，不必設(shè)導向支架。（5）安裝時要注意保證導流套筒的方向與流動方向的一致。（6）補償器內(nèi)介質(zhì)應進行除游離氧和除氯離子處理，氯離子含量不得超過25PPm。（7）補償器允許不超過倍公稱壓力的系統(tǒng)水壓試驗。（8）補償器安裝完畢進行系統(tǒng)水壓試驗前，要將管道兩端固定，防止內(nèi)壓推力拉伸補償器。四補償器安裝和使用要求1、補償器在安裝前應先檢查其型號、規(guī)格及管道配置情況，必須符合設(shè)計要求。2、對帶內(nèi)套筒的補償器應注意使內(nèi)套筒子的方向與介質(zhì)流動方向一致，鉸鏈型補償器的鉸鏈轉(zhuǎn)動平面應與位移轉(zhuǎn)動平面一致。3、需要進行"冷緊”的補償器，預變形所用的輔助構(gòu)件應在管路安裝完畢后方可拆除。4、嚴禁用波紋補償器變

15、形的方法來調(diào)整管道的安裝超差，以免影響補償器的正常功能、降低使用壽命及增加管系、設(shè)備、支承構(gòu)件的載荷。5、安裝過程中，不允許焊渣飛濺到波殼表面，不允許波殼受到其它機械損傷。6、管系安裝完畢后，應盡快拆除波紋補償器上用作安裝運輸?shù)狞S色輔助定位構(gòu)件及緊固件，并按設(shè)計要求將限位裝置調(diào)到規(guī)定位置，使管系在環(huán)境條件下有充分的補償能力。7、補償器所有活動元件不得被外部構(gòu)件卡死或限制其活動范圍，應保證各活動部位的正常動作。8、水壓試驗時，應對裝有補償器管路端部的次固定管架進行加固，使管路不發(fā)生移動或轉(zhuǎn)動。對用于氣體介質(zhì)的補償器及其連接管路，要注意充水時是否需要增設(shè)臨時支架。水壓試驗用水清洗液的96氯離子含量

16、不超過25PPM。9、水壓試驗結(jié)束后，應盡快排波殼中的積水，并迅速將波殼內(nèi)表面吹干。10、與補償器波紋管接觸的保溫材料應不含氯離子。補償器產(chǎn)品分類：QB型球補償器，DSB-I、II型、單向自導式伸縮補償器，JTW型通用軟管，不銹鋼減震波紋補償器，直埋式波紋補償器，F(xiàn)UB風道補償器，軸向型外壓式波紋補償器JZW型，鉸鏈橫向型JJH、萬向鉸鏈JWJ型補償器，軸向型內(nèi)壓式波紋補償器JDZ型，三維補償器。補償器淺析波紋管補償器失效原因波紋管補償器之所以能夠在許多行業(yè)中得到廣泛應用，除具有良好的補償能力之外，高可靠性是主要原因。其可靠性是通過設(shè)計、制造、安裝、運行管理等多個環(huán)節(jié)來保證的，任何一個環(huán)節(jié)的失

17、控都會導致補償器壽命的降低甚至失效。作者經(jīng)過多年統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，造成波紋管補償器失效的原因：設(shè)計占10%，制造廠家偷工減料占50%，安裝不符合設(shè)備說明要求占20%，其余由運行管理不當引起。2、波紋管補償器的失效類型及原因分析失效類型波紋管的失效在管線試壓和運行期間均有發(fā)生。管線試壓時出現(xiàn)問題主要有三種類型：由于管系臨時支撐不當，或管系固定支架設(shè)置不合理，導致支架破壞，波紋管過量變形而失效；由于波紋管設(shè)計所考慮的壓力或位移安全富裕度不夠，管線試壓時波紋管產(chǎn)生失穩(wěn)變形失效；補償器制造質(zhì)量問題，制造廠偷工減料，5層不銹鋼私自改為3層或更少。波紋管在運行期間的失效主要表現(xiàn)為腐蝕泄漏和失穩(wěn)變形兩種形式，其中以

18、腐蝕失效居多。從腐蝕失效波紋管的解剖分析發(fā)現(xiàn)，腐蝕失效通常分點腐蝕穿孔和應力腐蝕開裂，其中氯離子應力腐蝕開裂約占整個腐蝕失效的95%。波紋管失穩(wěn)有強度失穩(wěn)和結(jié)構(gòu)失穩(wěn)兩種類型，強度失穩(wěn)包括內(nèi)外壓波紋管平面失穩(wěn)和外壓波紋管周向失穩(wěn)；結(jié)構(gòu)失穩(wěn)是內(nèi)壓波紋管補償器的柱失穩(wěn)。設(shè)計疲勞壽命與穩(wěn)定性及應力腐蝕的關(guān)系波紋管的設(shè)計主要考慮耐壓強度、穩(wěn)定性和疲勞性能等三個方面的因素。雖然國家標準和美國EJMA標準對這幾方面的計算和評定都有明確的規(guī)定，但從多年的應用實踐和波紋管失效分析中發(fā)現(xiàn)，標準中給出的關(guān)于穩(wěn)定性的計算和評定方法不夠全面，且疲勞壽命也僅給出了比較粗的界限范圍（平均疲勞壽命在103105適用）。有時一

19、個完全符合標準要求的產(chǎn)品，在實際使用時也會出現(xiàn)一些問題。如內(nèi)壓軸向型補償器預變位狀態(tài)在壓力試驗時波紋管易產(chǎn)生平面失穩(wěn)，大直徑外壓軸向型補償器全位移工作狀態(tài)波紋管易產(chǎn)生周向失穩(wěn)，小直徑復式拉桿型補償器、鉸鏈型補償器全位移工作狀態(tài)易產(chǎn)生柱失穩(wěn)。波紋管過大的變形不僅對其穩(wěn)定性造成影響，還會為應力腐蝕提供有利的環(huán)境條件。波紋管疲勞壽命與其綜合應力波紋管的補償量取決于其疲勞壽命，疲勞壽命越高，波紋管單波補償量越小。為了降低成本，提高單波補償量，有些生產(chǎn)廠家將波紋管的許用疲勞壽命降得很低，這樣會導致由位移引起的波紋管子午向彎曲應力很大，綜合應力很高，大大降低了波紋管的穩(wěn)定性。表1給出了無加強U形波紋管許用

20、疲勞壽命與子午向綜合應力及單波補償量之間的關(guān)系。波紋管的綜合應力與其耐壓強度由標準中給出的波紋管平面穩(wěn)定性和周向穩(wěn)定性的計算方法和評定標準可以看出，二者反映的均為強度問題。當波紋管設(shè)計的許用壽命較低時，不僅其子午向綜合應力較高，環(huán)向應力也比較高，使波紋管局部很快進入塑性變形，導致波紋管失穩(wěn)。對于內(nèi)壓波紋管，位移應力在波紋管波峰和波谷處形成塑性鉸，再加上壓力應力，波紋管很快產(chǎn)生平面失穩(wěn)。這就是低疲勞壽命波紋管在位移條件下平面失穩(wěn)壓力遠低于高疲勞壽命的波紋管的根本原因。例如在預變位狀態(tài)下，即波紋管位移量為許用值的1/2時，一個許用疲勞壽命為200次的波紋管，尚未達到其允許設(shè)計壓力時，已經(jīng)產(chǎn)生平面失

21、穩(wěn)；許用疲勞壽命為1000次的波紋管，達到設(shè)計壓力時，波紋管處于平面穩(wěn)定狀態(tài)，達到倍設(shè)計壓力時，波紋管處于臨界失穩(wěn)狀態(tài)；許用疲勞壽命為2000次的波紋管達到設(shè)計壓力倍時，波紋管仍處于平面穩(wěn)定狀態(tài)。從外壓波紋管縱向剖面看，相當于一個受壓力的拱梁，工作時波紋管處于拉伸狀態(tài)，相當于拱梁降低了拱高，其抗失穩(wěn)的能力自然降低。當波紋管單波位移過大時，波紋平直部分傾斜，使得波紋管波峰直徑有縮小的趨勢，但波峰圓環(huán)直徑是確定的，為了協(xié)調(diào)變形，就會產(chǎn)生波峰塌陷，波紋管周向失穩(wěn)。在國內(nèi)外相應的標準中，關(guān)于位移對波紋管外壓周向穩(wěn)定性的影響均未涉及，有待于深入探討。綜上所述，雖然至今為止在熱力管網(wǎng)的應用過程中尚未發(fā)現(xiàn)由

22、疲勞而引起的破壞，但波紋管過低的設(shè)計疲勞壽命，將會導致災難性的后果。補償器位移與其柱穩(wěn)定性對于復式拉桿型和鉸鏈型補償器，橫向位移是由波紋管角變位引起中間管段傾斜實現(xiàn)的。當波紋管產(chǎn)生角變位時，波紋管凸出側(cè)承壓面積大于凹陷側(cè)承壓面積，導致補償器附加了一個橫向力，較之軸向型補償器更易產(chǎn)生柱失穩(wěn)。顯然波紋管單波位移越大，補償器橫向位移越大，越易產(chǎn)生柱失穩(wěn)。3、波紋管補償器的可靠性波紋管補償器的可靠性是由設(shè)計、制造、安裝及運行管理等多個環(huán)節(jié)構(gòu)成的?？煽啃砸矐搹倪@幾個方面進行考慮?？煽啃栽O(shè)計材料選擇對用于供熱管網(wǎng)的波紋管的選材，除應考慮工作介質(zhì)、工作溫度和外部環(huán)境外，還應考慮應力腐蝕的可能性、水處理劑和

23、管道清洗劑對材料的影響等，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格比，優(yōu)選出經(jīng)濟實用的波紋管制作材料。一般情況下，選用波紋管的材料應滿足下列條件：（1）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度。（2）高彈性極限、抗拉強度和疲勞強度，保證波紋管正常工作。（3）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。（4）較好的耐腐蝕性能,滿足波紋管在不同環(huán)境下工作要求。大多數(shù)生產(chǎn)廠家都采用奧氏體不銹鋼，如材料牌號為0Cr18Ni9（相當于304）、00Cr19Ni10（相當于304L）、0Cr17NiMo2（相當于316）、00Cr17Ni4Mo2（相當于316L）。為了提高波紋管的耐蝕性，現(xiàn)供熱管網(wǎng)波紋管的用材多選用316或316L，這兩種材料用于熱力管網(wǎng)應該是性能價格比較為優(yōu)良的材料。