波纹补偿器

波纹补偿器的种类:

  1. 单式轴向型(DZ)波纹补偿器 
  2. 外压单式型(WZ)补偿器
  3. 无约束(WY)波纹补偿器
  4. 复式自由型(FZ)补偿器
  5. 复式铰链(FJ)、方向铰链型补偿器(FW) 
  6. 复式拉杆型(FL)横向补偿器
  7. 单式铰链型(DJ)补偿器
  8. 单式方向铰链型(DW)补偿器
  9. 内外压平衡式(NP)波纹补偿器
  10. 弯管压力平衡型(WP)补偿器
  11. 直管压力平衡型(ZP)补偿器
波纹补偿器 波纹补偿器 波纹补偿器
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一.轴向内压波纹补偿器

  1. 补偿器的功能及工作原理
  2. 波纹管补偿器习惯上也叫膨胀节、伸缩节,由构成其工作主体的波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件组成。是用以利用波纹管补偿器的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管线、导管或容器由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置,属于一种补偿元件。可对轴向,横向,和角向位移的的吸收,用于在管道、设备及系统的加热位移、机械位移吸收振动、降低噪音等.在现代工业中用途广泛。

  3. 补偿器执行标准:
  4. 金属波纹管采用GB/T12777-2008,并参照美国""EJMA""标准,优化设计,结构合理,性能稳定,强度大,弹性好、抗疲劳度高等优点,材料采用1Cr18Ni9Ti,OCr19Ni9奥氏体不锈钢,两端接管或法兰采用低碳钢或低合金钢。 金属波纹管----补偿器选用U形波,分单层和多层制成,有较大的补偿量,耐压可高达4Mpa,使用温度----196℃一≤450℃,结构紧凑,使用成本低,耐腐蚀,弹性好,钢度值低,允许疲劳度寿命1000次,解决了管道热胀冷缩,位移和机械高频振动与管道之间的柔性联接,广泛用于石油、热力、电力、煤气、化工等管路上安装。

  5. 补偿器连接方式:
  6. 补偿器连接方式分为法兰连接和焊接两种。直埋管道补偿器一般采用焊接方式(地沟安装除外)。

  7. 补偿器类型:
  8. 补偿器分为轴向型、横向型、角向型三大类型二十多个品种。

    轴向型补偿器主要包括:内压式、外压式、复式、平衡式、直埋式补偿器等。

    横向型补偿器包括:大拉杆横向补偿器、万向铰链横向型补偿器等。

    角向型补偿器包括:铰链补偿器、万向铰链补偿器等。

二.补偿器作用:

 补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。补偿器分为:波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型,其中以波纹补偿器较为常用,主要为保障管道安全运行,具有以下作用:

  1. 补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。
  2. 波纹补偿器伸缩量,方便阀门管道的安装与拆卸。
  3. 吸收设备振动,减少设备振动对管道的影响。
  4. 吸收地震、地陷对管道的变形量。

方形自然补偿器有两个作用:

  1. 在管道穿越基础梁或地下室墙的时候,为了避免基础的沉降对管道的压力,需要安装方形补偿器。
  2. 在热力管道过长的情况下,需要安装方形补偿器来减小‘热胀冷缩’对管道的拉伸。

三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计的要求

  1. 轴向型补偿器
  2. 1 安装轴向型补偿器的管段,在管道的盲端、弯头、变截面处,装有截止阀或减压阀的部们及侧支管线进入主管线入口处,都要设置主固定管架。主固定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力的作用。推力计算公式如下:

    Fp=100*P*A

    Fp-补偿器轴向压力推(N),

    A-对应于波纹平均直径的有效面积(cm2),

    P-此管段管道最高压力(MPa)。

    轴向弹性力的计算公式如下:

    Fx=f*Kx*X

    FX-补偿器轴向弹性力(N),

    KX-补偿器轴向刚度(N/mm);

    f-系数,当“预变形”(包括预变形量△X=0)时,f=1/2,否则f=1。

    管道除上述部位外,可设置中间固定管架。中间固定管架可不考虑压力推力的作用。

    2 在管段的两个固定管架之间,仅能设置一个轴向型补偿器。

    3 固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置。

    补偿器一端应靠近固定管架,若过长则要按第一导向架的设置要求设置导向架,其它导向架的最大间距可按下计算:

    LGmax-最大导向间距(m);

    E-管道材料弹性模量(N/cm2);

    i-tp 管道断面惯性矩(cm4);

    KX-补偿器轴向刚度(N/mm),

    X0-补偿额定位移量(mm)。

    当补偿器压缩变形时,符号“+”,拉伸变形时,符合为“-”。当管道壁厚按标准壁厚设计时,LGmax可按有关标准选取。

  3. 横向型及角向型补偿器
  4. 1 装在管道弯头附近的横向型补偿器,两端各高一导向支座,其中一个宜是平面导向管座,其上、下活动间隙按下式计算:

    ε-活动间隙(mm);

    L-补偿器有效长度(mm);

    △Y-管段热膨胀量(mm);

    △X-不包括L长度在内的垂直管段的热膨胀量(mm);

    2 角向型补偿器宜两个或三个为一组配套使用,用以吸收管道的横向位移,对Z形和L形管段两个固定管架之间,只允许安装一个横向型补偿器或一组角向型补偿器。此时平面铰链销的轴线必须垂直于弯曲管段形成的平面(万向铰链补偿器不受此限制)。

    装有一组铰链补偿器的管段,其平面导向架的间隙ε亦可按上式计算。但是L长度应为两补偿器铰链轴之间的距离,△X是整个垂直管段的热膨胀量。

    3 补偿器两侧的导向支座应接近补偿器,支座的型式应使补偿器能定向运动。

四.补偿器安装和使用要求

  1. 补偿器在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况,必须符合设计要求。
  2. 对带内套筒的补偿器应注意使内套筒子的方向与介质流动方向一致,铰链型补偿器的铰链转动平面应与位移转动平面一致。
  3. 需要进行“冷紧”的补偿器,预变形所用的辅助构件应在管路安装完毕后方可拆除。
  4. 严禁用波纹补偿器变形的方法来调整管道的安装超差,以免影响补偿器的正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件的载荷。
  5. 安装过程中,不允许焊渣飞溅到波壳表面,不允许波壳受到其它机械损伤。 
  6. 管系安装完毕后,应尽快拆除波纹补偿器上用作安装运输的黄色辅助定位构件及紧固件,并按设计要求将限位装置调到规定位置,使管系在环境条件下有充分的补偿能力。
  7. 补偿器所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围,应保证各活动部位的正常动作。
  8. 水压试验时,应对装有补偿器管路端部的次固定管架进行加固,使管路不发生移动或转动。对用于气体介质的补偿器及其连接管路,要注意充水时是否需要增设临时支架。水压试验用水清洗液的96氯离子含量不超过25PPM。
  9. 水压试验结束后,应尽快排波壳中的积水,并迅速将波壳内表面吹干。
  10. 与补偿器波纹管接触的保温材料应不含氯离子。
  11. 补偿器产品分类:QB型球补偿器,DSB-I、II型、单向自导式伸缩补偿器,JTW型通用软管,不锈钢减震波纹补偿器,直埋式波纹补偿器,FUB风道补偿器,轴向型外压式波纹补偿器JZW型,铰链横向型JJH、万向铰链JWJ型补偿器,轴向型内压式波纹补偿器JDZ型,三维补偿器。

结束语

 补偿器存在的问题主要有波纹管的稳定性及腐蚀。通过合理的设计波纹管波形参数和疲劳寿命、安装正确及管系应力分析完善等措施,可以解决波纹管的稳定性问题。对于腐蚀问题,可以通过两种方式解决:

  1. 合理的波纹管选材和补偿器结构设计,阻断腐蚀源。
  2. 加强小室积水管理,从根本上解决腐蚀问题。