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)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?br />
4)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、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 ~4 mm 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、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)400 mm),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。