波纹补偿器:
波纹补偿器属于一种补偿元件。利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形,以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化,或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。也可用于降噪减振。在现代工业中用途广泛。
波纹补偿器,习惯上也叫膨胀节,或伸缩节。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。主要用在各种管道中,它能够补偿管道的热位移,机械变形和吸收各种机械振动,起到降低管道变形应力和提高管道使用寿命的作用。波纹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)。
中文名:补偿器 外文名:compensator 别名:膨胀节、伸缩节、软连接 作用:减噪防震、防止变形 材质;金属或非金属 工程应用:燃气、液压管道配件 分类;轴向型、横向型、角向型
分类:
轴向型
主要用于补偿轴向位移,也可以补偿横向位移或轴向与横向的合成位移,具有补偿角位移的能力,但一般不应用通用型补偿器来补偿角位移。
对管架设计的要求:
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门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、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。
横向型
主要吸收横向位移和少量的轴向位移。
对管架设计的要求:
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 、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。
补偿器角向型
由接管,波纹管以及与接管相连的一对铰链构成。它只能吸收单平面的角向位移。吸收位移时应有两个或者三个角向补偿器组合使用,同时铰链具有承受内压推力能力。 工作温度≤420℃,疲劳寿命1000次。
对管架设计的要求:
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。
常见型号
1、轴向型内压式波纹补偿器(ZN)
表示:公称通径为Φ500,工作压力为0.6MPa,(6kg/cm2)波数为4个,带导流筒,碳钢法兰连接的内压式波纹补偿器。
2、轴向型外压式波纹补偿器(ZW)
表示:公称通径为500mm,工作压力为0.6MPa(6kg/cm2)波数为8个,不锈钢管连接的轴向型外压式波纹补偿器。
注:疏水口的设置按用户要求。
3、轴向复式波纹补偿器(ZF)
表示:工作压力为0.6MPa,通径DN=100mm,波数为20,法兰连接的复式波纹补偿器。
4、轴向复式拉杆波纹补偿器(FL)
表示:工作压力为0.6MPa,通径DN=200mm,波数为12,接管连接的复式拉杆波纹补偿器。
5、直埋式内压波纹补偿器(ZMNY)
表示:工作压力为1.6MPa,公称通径为200mm,波数为6波,接管连接的直埋式>波纹补偿器。
6、万向铰链波纹补偿器(WJ)
表示:工作压力为0.6MPa,公称通径为500mm,波数为4,碳钢法兰连接的万向铰链波纹补偿器。
7、直管压力平衡式波纹补偿器(ZP)
表示公称通径为500,工作压力为0.6MPa,大波纹管为8个波,小波纹管为16个波,连接形式为不锈钢接管连接的直管压力平衡式波纹补偿器。
8、曲管压力平衡式波纹补偿器
表示:公称通径为φ700mm,工作压力0.25Mpa,波数为8/4,不锈钢接管连接的曲管压力平衡式波纹补偿器
9、内外压力平衡式波纹补偿器(NP)
表示:工作压力为1.6Mpa,通径DN=200mm,波数为8,接管连接的内外压平衡式波纹补偿器。
10、金属柔性补偿器(FJ)
示例:
(1)FXDA4500×4000F400
表示方形非金属补偿器,长期工作≤100℃,内壁为4500×4000mm,法兰连接,产品长度400mm
(2)YXDB800F250
表示圆形非金属性补偿器,长期工作≤200℃,内径为DN800mm,法兰连接的补偿器,长度为250mm
金属波纹补偿器的可靠性是由设计、制造、安装及运行管理等多个环节构成的。可靠性也应该从这几个方面进行考虑。材料选择对用于供热管网的波纹管的选材,除应考虑工作介质、工作温度和外部环境外,还应考虑应力腐蚀的可能性、水处理剂和管道清洗剂对材料的影响等,并在此基础上结合波纹管材料的焊接、成型以及材料的性能价格比,优选出经济实用的波纹管制作材料。
一般情况下,选用波纹管的材料应满足下列条件:
高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证波纹管正常工作。
良好的塑性,便于波纹管的加工成形,且能通过随后的处理工艺(冷作硬化、热处理等)获得足够的硬度和强度。
较好的耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求。
良好的焊接性能,满足波纹管在制作过程中的焊接工艺要求。
对于地沟敷设的热力管网,当补偿器所处管道地势较低时,雨水或事故性污水会浸泡波纹管,应考虑选用耐蚀性更强的材料,如铁镍合金、高镍合金等。由于此类材料价格较高,在制造波纹管时,可以考虑仅在与腐蚀性介质接触的表面增加一层耐蚀合金。 疲劳寿命设计由波纹管补偿器的失效类型及原因分析可以看出,波纹管的平面稳定性、周向稳定性及耐腐蚀性能均与其位移量即疲劳寿命相关。过低的疲劳寿命将会导致金属波纹管稳定性及耐蚀性能下降。
大拉杆横向波纹补偿器(膨胀节或伸缩节)可以补偿管道的横向位移和角位移。
说明
大拉杆横向波纹补偿器对支座作用力的计算:
横向弹力: Fy=Ky•Y 弯矩:M=Fy•L
式 中: Ky-横向刚度 N/mm Y-横向实际位移(变形量)mm
L-管架到补偿器中点的距离m。
安装注意事项
1、补偿器到货后,需对以下内容进行开箱检查:
文档资料:需检查补偿器标牌、合格证上所列型号、规格及技术参数是否与订货合同一致,其它所需的附属技术文件是否齐全。
外观检查:补偿器无明显的划伤或尖压痕;补偿器内部(波谷)应无异物;连接端口应完好,如法兰联接密封面应无贯穿伤痕,涂层无起皮、龟裂、剥落,大拉杆、运输拉杆及紧固件应完整。
2、补偿器吊装及运输注意事项:
吊装时应使用专用的吊装工夹具或起重吊耳,严禁使用运输拉杆作为承力部件。无起重吊耳的小口径补偿器,因其重量轻,可用绳索捆在接管上。
运输、储存过程中要防止日晒雨淋、水浸泡、有害气体腐蚀。
运输、储存过程中要防止跌落、碰撞,不要与其它物品堆放在一起,以免碰伤损坏波纹管。
运输过程中要捆绑牢固,防止窜动及滚动。
JDZ轴向内压式波纹补偿器:
JDZ型轴向内压式波纹补偿器习惯上也叫减震式波纹补偿器,波纹管,膨胀节,或伸缩节。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。轴向内压式波纹补偿器属于一种补偿元件。JDZ型轴向内压波纹补偿器主要用于补偿轴向位移,具有补偿角位移的能力,但一般不应用它来补偿角位移。
【产品名称】:JDZ型轴向内压式波纹补偿器
【产品别名】:通用型波纹补偿器、波纹补偿器
【产品规格】:【DN32mm-DN1000mm】
【产品压力】:0.6-2.5MPa
【产品认证】:ISO9001-2008
【适用范围】:【弱酸、弱碱、弱腐蚀类、油、热水、冷水等】
【产品材质】:碳钢,球墨铸铁,不锈钢.
【产品颜色】:蓝色,可根据客户要求调色.
【工作温度】:-40度至80度
产品特点
JDZ型内压式波纹补偿器对支座作用力的计算:
内压推力:F=100·P·A 轴向弹力:Fx=Kx·(f·X)
横向弹力:Fy=Ky·Y 弯 矩:My=Fy·L
弯 矩:Mθ=Kθ·θ 合成弯矩:M=My+Mθ
式中:Kx:轴向刚度N/mm X:轴向实际位移量mm
Ky:横向刚度N/mm Y:横向实际位移量mm
Kθ:角向刚度N·m/度 θ :角向实际位移量度
P:工作压力MPa A:波纹管有效面积cm2(查样本)
L:补偿器中点至支座的距离m
JDZ型轴向内压式波纹补偿器应用举例:
某碳钢管道,公称通径500mm,工作压力0.6MPa,介质温度300°C,环境最低温度-10°C,补偿器安装温度20°C,根据管道布局(如图),需安装一内压式波纹补偿器,用以补偿轴向位移X=32mm,横向位移Y=2.8mm,角向位移θ=1.8度,已知L=4m,补偿器疲劳破坏次数按15000次考虑,试计算支座A的受力。
零部件材料:
序号 | 名称 | 数量 |
1 | 波纹管 | 1 |
2 | 端接管 | 2 |
3 | 导流管 | 1 |
4 | 螺栓 | n |
5 | 螺母 | 4n |