补偿器的作用以及管道的计算

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　　一、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。

　　二、管道的热变形计算

　　计算公式：X=a*L*△T

　　x 管道膨胀量

　　a为线膨胀系数，取0.0133mm/m

　　L补偿管线(所需补偿管道固定支座间的距离)长度

　　△T为温差(介质温度-安装时环境温度)

　　(1) 轴向型补偿器

　　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。

　　(2) 横向型及角向型补偿器

　　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。