技能培训资料：补偿器的选用.docx

补偿器又称为伸缩器、伸缩节或膨胀节，主要用于补偿管道受温度变化而产生的变形。如果温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩，管道中将产生温度应力。在管道设计中必须考虑这种应力，否则它可能导致管道的破裂，影响生产的正常运行。定义与公式：定义与公式：（1）定义a、滑动支架：管道轴向、横向均不受限制，即允许管道前后、左右有位移；b、导向支架：是滑动支架的一种，一般只允许管道有轴向位移，而不允许有横向位移。对直管式导向支架进行定位，一般推荐：使补偿器靠近一个固定支架，使第一个导向支架与补偿器端面的间距不超过管径的 4 倍（L14DN）。这种布设方式既可以使位移得到正确的导向，又可以使补偿器的两端得到适当的支承。第二个导向支架与第一个导向支架的间距不得超过管径的 14 倍（L214DN）。其它导向支架的最大间距可按公式计算，也可按燃规上的规定执行。如下图所示：c、固定支架：管道轴向、横向均受限制，不允许管道有位移。固定支架分主固定支架和次固定支架，主固定支架一般设置在管道的盲端、弯头、阀门及侧支管线连接处等位置，次固定支架一般设在直管段上两个轴向型补偿器之间。（2）管道伸长量的计算由于温差引起的管道长度变化，由下式计算：L LL Lt t式中：L管道的伸长量（m）；管道的线膨胀系数（m/m），其数值见表 1；L管道长度（m）；t温差（），架空管道在太阳直晒的情况下计算温差可取 80；表 1各种管材的线膨胀系数（m/m）（2）温度应力当管道两端固定时，温度应力为：=E式中：-温度应力（MPa）；E-管道的相对变形，L/L。自然补偿器：自然补偿器：自然补偿器是利用管道自身进行补偿，常用的有两种形式，L 型和 Z 型，如下图：自然补偿器短臂的计算方法如下：（1）L 型补偿器短臂长度计算：式中 l-L 型补偿器的短臂长度(m）；L-L 型补偿器长臂的热伸缩量（mm）；D-管道外径（mm）。（2）Z 型补偿器的短臂长度计算：式中：l-Z 型补偿器的短臂长度(m）；t-计算温差（）；E-弹性模数（MPa）；D-管道外径（mm）；小结：自然补偿的管道的长臂臂长一般不超过 25m，弯曲应力不应超过 80MPa。L 形与 Z 形补偿器可以利用管道中的弯头构成，且便于安装。在管道设计中，应充分利用这两种补偿器做补偿，然后再考虑采用其它种类的补偿器。自然补偿的优点是可以节省补偿器，缺点是管道变形时产生横向位移。架空管道中自然补偿不能满足要求时才考虑装设其它类型的补偿器。方型补偿器：方型补偿器：方型补偿器又称型补偿器，它一般用优质无缝钢管煨弯而成，当管径较大时常用焊接弯管制成。曲率半径通常为 3DN-4DN。方型补偿器分为 4 种型号，补偿能力为 30mm-250mm。表 2 补偿能力为 50mm 的方型补偿器相关参数表 3 补偿能力为 100mm 的方型补偿器相关参数补偿能力为 30mm、75mm、150mm、200mm、250mm 的方型补偿器均有相关的参数列表。小结：方形补偿器的优点是制造方便，轴向推力较小，补偿量大，运行可靠，严密性好，不需要经常维修。其缺点是介质流动阻力大、单面外伸臂较长，占空间较大，当管径较大时不宜采用。波纹补偿器：波纹补偿器：波纹补偿器是采用先进的、对波纹管无损伤的利用薄不锈钢板整体一次液压成型制作的。波纹补偿器在管线上可作轴向、横向和角向三个方向的补偿。波纹补偿器的种类很多，包括轴向型波纹补偿器、自由复式型波纹补偿器、拉杆型波纹补偿器等。后两种结构较为复杂，且在燃气管道中用的较少，主要介绍轴向型波纹补偿器。轴向型波纹补偿器由一个波纹管和两个接管构成。它通过波纹管的柔性变形来吸收管线轴向位移（也有少量横向、角向位移），一般通过法兰与管道连接。补偿器上的小拉杆主要是运输过程中的刚性支承或作为产品预变形调整用，它不是承力件。如下图所示：轴向型波纹补偿器为了减少介质的流动阻力，在内部设有内套管，在很大程度上限制了横向补偿能力，故一般仅用以吸收或补偿管道的轴向位移；波纹补偿器补偿能力为：L=sN式中：L-补偿器的补偿能力（mm）；N-波节数；s-单节波纹的补偿能力（mm）；一般为 15-20mm，产品说明书中有相关参数。波纹补偿器允许的补偿能力一般按最大补偿能力的 1223 计算。单节波纹的补偿能力s 可按下式计算：式中：E-补偿器钢材的弹性模量（MPa）；s-补偿器钢材屈服极限（MPa）；d-管道内径（cm）；-补偿器壁厚（cm）；k-安全系数。当 P0.25MPa 时，k=1.2；当 0.25MPa P0.6MPa 时，k=1.3；-波形补偿器计算系数，据d/D 值查表 3D-波形补偿器的外径（cm）。表 4波形补偿器计算系数为了使补偿器处于一个良好的工作位置和改善管道的受力状态，在安装前对补偿器进行“预变形”轴向型补偿器的轴向预变形量X