常见的几种热力管道补偿器的补偿形式分析机械

　　金属波纹补偿器(习惯也称为膨胀节)在人类工业时代的进程中得了广泛的应用，该产 品主要在航空航天、石油化工、水利、电力、冶金等工业领域，作为补偿元件应用于产生热 胀冷缩、振动、位移的管道、设备中。由于城市市政基础设施的不断发展、完善，八十年代 以来我国的城市集中供热事业得以迅速发展，随着城市集中供热规模的不断扩大，为满足城 市规划发展的要求，绝大部分供热管网的敷设方式逐渐由架空、地沟敷设的方式转入直埋敷 设，由于金属波纹补偿器外形结构紧凑、补偿量较大、阻力小、具有较高的承压能力、耐疲 劳、耐温、零泄漏，并且具有一定的柔韧性及耐腐蚀能力。因此，在城市供热管网敷设中得 到广泛的应用。

　　1.自然补偿

　　自然补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性，来吸收管道的热变形。管道弹性，是指管道在应力作用下产生弹性变形，几何形状发生改变，应力消失后，又能恢复原状的能力。实践证明，当弯管角度大于30°时，能用作自然补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然补偿。自然补偿的管道长度一般为15～25m，弯曲应力бbw不应超过80MPa。

　　管道工程中常用的自然补偿有：L型补偿和Z型补偿。

　　2.补偿器补偿

　　热力管道自然补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。

　　补偿器是设置在管道上吸收管道热胀冷缩和其他位移的元件。常用的补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。

　　(1)方形补偿器。方形补偿器是采用专门加工成U型的连续弯管来吸收管道热变形的元件。这种补偿器是利用弯管的弹性来吸收管道的热变形，从其工作原理看，方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。

　　方形补偿器由水平臂、伸缩臂和自由臂构成。方形补偿器是由4个90°弯头组成，其优点是：制作简单，安装方便，热补偿量大工作安全可靠，一般不需要维修;缺点是：外形尺寸大，安装占用空间大，不太美观。

　　方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型-标准式(c=2h)，Ⅱ型-等边式(c=h)，Ⅲ型—长臂式(c=0.5h)，Ⅳ型-小顶式(c=0)，其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。

　　制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。焊制方形补偿器时，当DN≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN>200mm时，焊缝与轴线成45°角。

　　(2)波纹管补偿器。波纹管补偿器又称波纹管膨胀节，由一个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。

　　波纹管补偿器具有结构紧凑、承压能力高、工作性能好，配管简单、耐腐蚀、维修方便等优点。

　　波纹管材料。波纹管补偿器是采用疲劳极限较高的不锈钢板或耐蚀合金板制成的，不锈钢板厚度为0.2～10mm，适用于工作温度在550℃以下，公称压力PN为0.25～25MPa，公称直径为DN25～DN1200mm的弱腐蚀性介质的管路上。

　　(3)套筒式补偿器。套筒式补偿器又称填料式补偿器，它由套管、插管和密封填料等三部分组成，它是靠插管和套管的相对运动来补偿管道的热变形量的。

　　套筒式补偿器按壳体的材料不同分为铸铁制和钢制两种，按套筒的结构分为单向套筒和双向套筒，按连接方式的不同分为螺纹连接，法兰连接和焊接。

　　套筒式补偿器结构简单、紧凑、补偿能力大，占地面积小，施工安装简便，这种补偿器的轴向推力大，易渗漏，需经常维修和更换填料;当管道稍有径向位移和角向位移时，易造成套筒被卡住现象，故使用单向套筒式补偿器，应安装在固定支架附近，双向套筒式补偿器应安装在两固定支架中部，并应在补偿器前后设置导向支架。

　　(4)球形补偿器。球形补偿器是利用补偿器的活动球形部分角向转弯来补偿管道的热变形，它允许管子在一定范围内相对转动，因而两直管可以不保持在一条直线上。