施工資料：常見(jiàn)管道補(bǔ)償器的選擇與安裝解析

一、管道補(bǔ)償器的由來(lái)補(bǔ)償?shù)幕疽馑加袕浹a(bǔ)缺陷，抵消損失。任何材料隨溫度變化，其幾何尺寸將發(fā)生變化，當(dāng)管道輸送介質(zhì)或管道所處環(huán)境有溫度變化時(shí)，管道由溫度引起的熱脹冷縮是不可避免的，如果不采取一定的方式補(bǔ)償該尺寸變化，將會(huì)在管壁內(nèi)產(chǎn)生很高的應(yīng)力，通過(guò)管道傳至固定管架或設(shè)備，當(dāng)溫差過(guò)某一范圍時(shí)，溫差應(yīng)力大于管子可承受的應(yīng)力范圍，這時(shí)就必須考慮補(bǔ)償問(wèn)題，補(bǔ)償器概念因此而產(chǎn)生。

二、管道補(bǔ)償器的作用及應(yīng)用場(chǎng)景管道補(bǔ)償器可以補(bǔ)償并吸收管道的軸向，橫向和角向熱變形。吸收設(shè)備振動(dòng)，減少設(shè)備振動(dòng)對(duì)管道的影響，并吸收由于地震和地陷引起的管道變形。補(bǔ)償器用于建筑有沉降縫，長(zhǎng)距離直管段，冷熱管網(wǎng)，設(shè)備的出入口處。

三、常用補(bǔ)償器的種類(lèi)1、根據(jù)補(bǔ)償器的形成和外形可分為兩類(lèi)：1）凡是因工藝需要在布置時(shí)自然形成的彎曲管段稱為自然補(bǔ)償器，如L形補(bǔ)償器和Z形補(bǔ)償器。2）凡是專門(mén)設(shè)置的用來(lái)吸收管道熱膨脹的彎曲管段和伸縮裝置稱為人工補(bǔ)償器，如П形補(bǔ)償器（方形補(bǔ)償器）、波紋式補(bǔ)償器、套管式補(bǔ)償器(填料式補(bǔ)償器)等。

四、幾種常見(jiàn)補(bǔ)償器的分析1、自然彎管補(bǔ)償器（L和Z型）1、自然補(bǔ)償器組成與工作原理：

1）自然補(bǔ)償是利用管路幾何形狀所具有的彈性來(lái)吸收熱變形。2）最常見(jiàn)的是將管道兩端以任意角度相接，多為兩管道垂直相交。3）自然補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)是管道變形時(shí)會(huì)產(chǎn)生橫向的位移，而且補(bǔ)償?shù)墓芏尾荒芎艽蟆?）自然件償器分為L(zhǎng)形（管段中90o~150o彎管）和Z形（管段中兩個(gè)相反方向90o彎管），安裝時(shí)應(yīng)正確確定彎管兩端固定支架的位置。

2、自然補(bǔ)償器的優(yōu)缺點(diǎn)：1)優(yōu)點(diǎn)是：自然補(bǔ)償器由于自然補(bǔ)償器是布置管道時(shí)自然形成的，不必多費(fèi)管材，也不增加介質(zhì)的流動(dòng)阻力。2)缺點(diǎn)是：占用空間大，有一定的局限性。3、自然補(bǔ)償器的應(yīng)用條件：1）供暖供回水管道應(yīng)充分利用自然補(bǔ)償?shù)目赡苄?，造價(jià)低。2）自然補(bǔ)償每段臂長(zhǎng)長(zhǎng)度受限，一般不宜大于20~30m。3）用彎管伸縮器時(shí)，應(yīng)預(yù)拉伸縮管。＜380℃時(shí)預(yù)拉伸量宜取管道熱伸長(zhǎng)量的50％；當(dāng)輸送熱介質(zhì)溫度＞380℃而＜450℃時(shí)，預(yù)拉伸量宜取管道熱伸長(zhǎng)量的70％。4）管道公稱直徑＜300mm時(shí)，宜利用自然補(bǔ)償，當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足要求時(shí)應(yīng)采用補(bǔ)償器；管道公稱直徑≥300mm時(shí)宜采用補(bǔ)償器。5）焊接鋼管管徑大于32mm的管道轉(zhuǎn)彎，在作為自然補(bǔ)償時(shí)應(yīng)使用煨彎。6）塑料管及鋁塑復(fù)合管除必須使用直角彎頭的場(chǎng)合外應(yīng)使用管道直接彎曲轉(zhuǎn)彎。7）直埋敷設(shè)熱水管道自然補(bǔ)償轉(zhuǎn)角管段應(yīng)布置成60~90°。8）當(dāng)彎管轉(zhuǎn)角大于150°時(shí)不能用自然補(bǔ)償，自然補(bǔ)償?shù)膹澢鷳?yīng)力不應(yīng)超過(guò)80MPa。

2、方形補(bǔ)償器1）方形補(bǔ)償器的工作原理及組成（1）方型補(bǔ)償器也叫方脹力或脹力彎，由管子彎制的彈性變形吸收管道的熱膨脹，П（方型）形補(bǔ)償器最常用的人工補(bǔ)償器。（2）制作方形補(bǔ)償器必須選用質(zhì)量好的無(wú)縫鋼管，整個(gè)補(bǔ)償器最好用一根管子煨制而成，由4個(gè)90°彎管組成。（3）如需接口則接口應(yīng)設(shè)在垂直臂的中間位置，且接口應(yīng)焊接；DN≤40mm時(shí)也可用水煤氣管制造，彎曲半徑R=4D；適合于小直徑管道。2）方形補(bǔ)償器的優(yōu)點(diǎn)：（1）П形補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力大(可達(dá)400mm)，使用和維護(hù)都很簡(jiǎn)便。（2）制造安裝方便，與套筒補(bǔ)償器和波紋補(bǔ)償器相比，作用在固定支架上的軸向推力較小，熱補(bǔ)償量較大，適用于各種壓力和溫度條件；（3）安全性較高，正常運(yùn)行中無(wú)需維護(hù)，不需要設(shè)置檢查井。3）方形補(bǔ)償器的缺點(diǎn)：缺點(diǎn)是尺寸大，占地面積大，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，還增加了介質(zhì)的流動(dòng)阻力。4）方形補(bǔ)償器的應(yīng)用條件：（1）安裝方形補(bǔ)償器時(shí)，為減小補(bǔ)償器的變形彈力和提高補(bǔ)償能力，須將其外臂預(yù)先拉開(kāi)一定的長(zhǎng)度，再安裝在管道上。（2）П形補(bǔ)償器在油庫(kù)和煉油廠得到廣泛應(yīng)用，只有當(dāng)安裝地點(diǎn)受限制時(shí)才選用其它類(lèi)型補(bǔ)償器。3、波紋補(bǔ)償器1）波紋補(bǔ)償器的組成工作原理：（1）波紋補(bǔ)償器是利用波紋管的彈性元件的有效伸縮變形來(lái)吸收管線、導(dǎo)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(bǔ)償裝置，屬于一種補(bǔ)償元件。

（2）波紋式補(bǔ)償器這種補(bǔ)償器是用3～4mm的鋼板、紅銅、鋁板等金屬薄片制成的。（3）它利用金屬本身的彈性伸縮來(lái)減小管道的熱應(yīng)力。每個(gè)波紋可吸收膨脹值5～15mm，波紋總數(shù)一般不超過(guò)6個(gè)。（4）其補(bǔ)償能力與波形管的外形尺寸、壁厚和管徑大小有關(guān)：（5）壓力越高、波壁越厚、管徑越小、其剛性越大，補(bǔ)償能力越小。3）波紋補(bǔ)償器的分類(lèi)：（1）波紋補(bǔ)償器（波紋管）按位移形式分類(lèi)，基本可分為軸向型、橫向型、角向型及壓力平衡型波紋膨脹節(jié)（波紋管）。（2）按是否能吸收管道內(nèi)介質(zhì)壓力所產(chǎn)生的壓力推力（盲板力）分類(lèi)，可分為無(wú)約束型波紋膨脹節(jié)（波紋管）和有約束型波紋膨脹節(jié)（波紋管）。（3）按波紋補(bǔ)償器的波形結(jié)構(gòu)參數(shù)分類(lèi)，可分為U形、Ω形、S形、V形波紋膨脹節(jié)（波紋管），當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的膨脹節(jié)（波紋管）產(chǎn)品以采用U狀波形結(jié)構(gòu)者居多。4）波紋補(bǔ)償器的優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，占空間較少，可直埋；（2）使用場(chǎng)景多，波形補(bǔ)償器一般用于公稱壓力≤1.0MPa、公稱直徑≥150mm的場(chǎng)合，也可用于常壓和低壓的大口徑管道。（3）在鍋爐煙風(fēng)管道中應(yīng)用的可以達(dá)到DN4000mm。5）波紋補(bǔ)償器的缺點(diǎn)：（1）缺點(diǎn)是制造比較困難、耐壓低、補(bǔ)償能力小。（2）波紋補(bǔ)償器管壁較薄不能承受扭力、振動(dòng)，安全性差；（3）設(shè)備投資高、設(shè)計(jì)要求嚴(yán)、施工安裝精度高、往往達(dá)不到預(yù)期壽命；（4）軸向型波紋補(bǔ)償器對(duì)固定支架產(chǎn)生壓力推力，造成固定支架推力大，從而造價(jià)高。6）波紋補(bǔ)償器的應(yīng)用條件：（1）通常只適用于直徑大于150mm的低壓管道和內(nèi)壓力小于0.7MPa的氣體管道上。（2）波紋補(bǔ)償器不能承重，應(yīng)單獨(dú)吊裝，除非對(duì)波紋補(bǔ)償器采用加固措施，否則不允許波紋補(bǔ)償器與管道焊后一起吊裝。（3）在安裝中應(yīng)按照廠家推薦的數(shù)據(jù)來(lái)正確設(shè)計(jì)波紋補(bǔ)償器的度，在任何情況下不能拉伸或壓縮或扭轉(zhuǎn)波紋管去補(bǔ)償安裝偏差，以免影響波紋補(bǔ)償器的正常功能，降低使用壽命和增加管系、設(shè)備接管及支撐構(gòu)件的載荷。（4）膨脹節(jié)周?chē)粲凶銐虻目臻g，以保證膨脹節(jié)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)能自由運(yùn)動(dòng)。

4、套管式補(bǔ)償器1）套筒式補(bǔ)償器的原理內(nèi)外管的間隙用填料密封，內(nèi)插管可以隨溫度變化自由活動(dòng)，從而起到補(bǔ)償作用。2）套筒式補(bǔ)償器的組成（1）主要由三部分組成：帶底腳的套筒、插管和填料。（2）套管式補(bǔ)償器這種補(bǔ)償器是用鑄鐵或鋼制成的。用鑄鐵制成的用于內(nèi)壓不超過(guò)10MPa的管道上，用鋼制成的用于內(nèi)壓不超過(guò)1.6MPa的管道上。3）套筒式補(bǔ)償器的優(yōu)缺點(diǎn)（1）填料式補(bǔ)償器安裝方便，占地面積小，流體阻力較小，抗失穩(wěn)性好，補(bǔ)償能力較大(可達(dá)150～300mm)；（2）缺點(diǎn)是軸向推力較大，易漏水漏氣，需經(jīng)常檢修和更換填料，對(duì)管道橫向變形要求嚴(yán)格。4）套筒式補(bǔ)償器的使用場(chǎng)景使用于因地域受到限制不宜采用П形補(bǔ)償器的管道上，如地溝中的管道和油碼頭上的管道等。五、各類(lèi)補(bǔ)償器的安裝的一般要求1、自然補(bǔ)償器1）自然補(bǔ)償器的安裝最簡(jiǎn)單，但是占用空間大，有一定的局限性。2）通常情況下，L形補(bǔ)償器長(zhǎng)臂的長(zhǎng)度不宜過(guò)大，一般為20～25m，否則會(huì)造成短臂的側(cè)向移動(dòng)力過(guò)大而失去作用;Z形補(bǔ)償器的有效長(zhǎng)度一般控制在40～50m的范圍內(nèi)。3）在制作安裝自然補(bǔ)償器時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照施工圖進(jìn)行，不宜對(duì)其長(zhǎng)短臂和支架進(jìn)行隨意改動(dòng)，以免補(bǔ)償器失去應(yīng)有的作用。2、П形補(bǔ)償器安裝（方形補(bǔ)償器）1）П形補(bǔ)償器前必須對(duì)補(bǔ)償器進(jìn)行預(yù)拉伸或預(yù)壓縮。2）補(bǔ)償器吊裝就位后，對(duì)正式生產(chǎn)運(yùn)行后管道膨脹的進(jìn)行預(yù)拉伸，對(duì)管道收縮的進(jìn)行預(yù)壓縮。3）預(yù)拉伸或預(yù)壓縮的值為其設(shè)計(jì)補(bǔ)償量的一半，偏差不得大于±10mm，以充分利用其補(bǔ)償能力。4）預(yù)拉伸、預(yù)壓縮的焊縫位置應(yīng)選擇在距補(bǔ)償器彎曲點(diǎn)2.0～2.5m處。5）П形補(bǔ)償器通常采用水平安裝，只有在空間狹小不能水平安裝時(shí)，才允許垂直安裝。6）水平安裝時(shí)，平行臂應(yīng)與管線坡度相同，兩垂直臂應(yīng)平行并呈水平狀態(tài)。7）垂直安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)不同介質(zhì)設(shè)置排氣或疏水裝置，但不得設(shè)置在彎曲處。8）埋地管道補(bǔ)償器上下游2m范圍內(nèi)，應(yīng)采用易壓縮土替換較硬的土質(zhì)，敷設(shè)于凍土地帶的補(bǔ)償器，應(yīng)水平安裝在不凍土層。9）安裝П形補(bǔ)償器時(shí)，應(yīng)用3個(gè)以上受力點(diǎn)起吊，將兩垂直臂撐牢，并把撐拉結(jié)構(gòu)和補(bǔ)償器一起固定好，以防變形。10）當(dāng)補(bǔ)償器與兩個(gè)固定支架之間的管道組對(duì)焊接后，才可把撐拉結(jié)構(gòu)從補(bǔ)償器上取下。3、波紋式補(bǔ)償器1）安裝前應(yīng)檢查補(bǔ)償器的類(lèi)型，規(guī)格和管路配置，且需要符合設(shè)計(jì)要求；2）波紋式補(bǔ)償器安裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)補(bǔ)償零點(diǎn)溫度(t補(bǔ))定位，補(bǔ)償零點(diǎn)溫度就是在管道設(shè)計(jì)時(shí)考慮達(dá)到的最高和最低溫度的中點(diǎn)。3）當(dāng)環(huán)境溫度(t環(huán))等于補(bǔ)償零點(diǎn)溫度時(shí)安裝，可不進(jìn)行預(yù)拉伸或預(yù)壓縮；當(dāng)環(huán)境溫度高于補(bǔ)償零點(diǎn)溫度時(shí)安裝，應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓縮；當(dāng)環(huán)境溫度低于補(bǔ)償零點(diǎn)溫度時(shí)安裝，應(yīng)進(jìn)行預(yù)拉伸。4）預(yù)拉伸或預(yù)壓縮的數(shù)值見(jiàn)表1。波紋式補(bǔ)償器的預(yù)拉伸或預(yù)壓縮應(yīng)在干凈平整場(chǎng)地上進(jìn)行，并保證各波節(jié)的周?chē)较蚴芰鶆?，拉伸或壓縮的偏差應(yīng)小于5mm，當(dāng)拉伸或壓縮達(dá)到要求的數(shù)值時(shí),應(yīng)立即安裝固定。5）水平安裝時(shí)應(yīng)注意使管道內(nèi)輸送介質(zhì)的流動(dòng)方向從有焊縫的一端流向另一端，并與管道的坡向一致，防止凹槽內(nèi)大量積水，同時(shí)還需在波峰下端設(shè)置防水裝置。垂直安裝時(shí)內(nèi)套有焊縫的一端應(yīng)置于上部。6）波紋式補(bǔ)償器的中心線不得偏離管道中心線。7）吊裝過(guò)程中，不得將吊繩綁扎在波節(jié)上，更不能在波節(jié)上焊接支架和其它附件。8）波紋式補(bǔ)償器安裝完畢應(yīng)對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)檢查，確認(rèn)波紋管沒(méi)有損壞。9）嚴(yán)禁使用金屬波紋補(bǔ)償器的方法來(lái)調(diào)節(jié)管道的安裝公差，以免影響補(bǔ)償器的正常功能。減少使用壽命及增加管系、設(shè)備、支承構(gòu)件的載荷；10）在安裝過(guò)程中，不允許焊渣濺落在波殼表面。不允許波殼受到其他機(jī)械損壞；11）補(bǔ)償器的所有活動(dòng)部件均不得被外部部件卡住或局限其活動(dòng)范圍，并應(yīng)確保每個(gè)活動(dòng)部件的正常運(yùn)動(dòng)。12）在管道系統(tǒng)安裝后，應(yīng)盡快拆除用于在金屬波紋補(bǔ)償器上安裝和運(yùn)輸?shù)狞S色輔助定位部件和緊固件，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整至規(guī)定位置。使管路系統(tǒng)在環(huán)境條件下具有足夠的補(bǔ)償能力；13）在水壓測(cè)試期間，應(yīng)在帶有補(bǔ)償器的管線末端的輔助固定管架上進(jìn)行加固，以使管線不會(huì)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，對(duì)用于氣體介質(zhì)的補(bǔ)償器及其連接管路，要注意充水時(shí)是否需要增設(shè)臨時(shí)支架；4、套管式補(bǔ)償器1）套管式補(bǔ)償器應(yīng)按設(shè)計(jì)文件規(guī)定的安裝長(zhǎng)度及溫度變化留有剩余收縮余量。2）套管式補(bǔ)償器在安裝時(shí)也可不經(jīng)過(guò)計(jì)算，按2所示條件留出剩余收縮余量。3）套管式補(bǔ)償器分為單向和雙向補(bǔ)償兩種，單向補(bǔ)償器應(yīng)安裝在固定支架旁邊的平直管道上；雙向補(bǔ)償器應(yīng)安裝在兩固定支架中部，同時(shí)兩側(cè)應(yīng)設(shè)1～2個(gè)導(dǎo)向支架。4）安裝前