[科普中國]-管道伸縮補償器

為了防止供熱管道升溫時，由于熱伸長或溫度應力而引起管道變形或破壞，需要在管道上設置管道伸縮補償器，簡稱補償器。以補償管道的熱伸長，從而減小管壁的應力和作用在閥件或支架結(jié)構(gòu)上的作用力。1

簡介為了防止供熱管道升溫時，由于熱伸長或溫度應力而引起管道變形或破壞，需要在管道上設置管道伸縮補償器，簡稱補償器。以補償管道的熱伸長，從而減小管壁的應力和作用在閥件或支架結(jié)構(gòu)上的作用力。

供熱管道上采用補償器的種類很多，主要有管道的自然補償、方型補償器、波紋補償器、套筒補償器和球形補償器等。前三種是利用補償器材料的變形來吸收熱伸長；后兩種利用管道的位移來吸收熱伸長。1

自然補償如圖1所示，利用供熱管道自身的彎曲管段(如L型或Z型)來補償管段的熱伸長的補償方式，稱為自然補償。其中(a)L型補償器，(b)Z形補償器。自然補償不必特設補償器，因此考慮管道的熱補償時，應盡量利用其自然彎曲的補償能力。自然補償?shù)娜秉c是管道變形時會產(chǎn)生橫向位移，而且補償?shù)墓芏尾荒芎荛L。1

方型補償器如圖2(Ⅰ型B=2a；Ⅱ型B=a；Ⅲ型B=0.5a；IV型B=0；L-開口距離)為常用的方型補償器的四種形式。它主要靠其彎管的變形來補償管段的熱伸長。方型補償器通常用無縫鋼管煨彎或機制彎頭組合而成。此外，也有將鋼管彎曲成“S”形或“π”的補償器。這種用與供熱直管同徑的鋼管構(gòu)成呈彎曲形狀的補償器，也總稱為彎管補償器。

彎管補償器的優(yōu)點是制造方便；不用專門維修，因而不需要為它設置檢查室；工作可靠；作用在固定支架上的軸向推力較小。其缺點是介質(zhì)流動阻力大，占地多。方型補償器在供熱管道上應用很普遍。安裝彎管補償器時，經(jīng)常采用冷拉(冷緊)的方法，來增加其補償能力或減少對固定支座推力的目的。1

套管(筒)補償器套管補償器，又稱填料式補償器。有單向和雙向兩種，圖3所示為單向套管補償器。補償器的芯管(又稱導管)直徑與連接的管道直徑相同，芯管可在補償器的套管內(nèi)移動，從而起到吸收管道熱量伸長量的作用。在芯管與套管之間的環(huán)形縫隙內(nèi)裝填料，端環(huán)使填料靠實，用壓蓋將填料壓緊，以保證芯管移動時不出現(xiàn)介質(zhì)滲漏。常用的填料有方形浸油石棉盤根涂石墨和耐熱橡膠。

套管補償器適用于工作壓力小于或等于1.6MPa，工作溫度低于300℃的管道，補償器與管道的連接采用焊接。

套管補償器的補償能力大，占地小。缺點是軸向推力大，易發(fā)生介質(zhì)泄漏，故需經(jīng)常檢修、更換填料；當管路出現(xiàn)橫向彎曲或位移時，易造成芯管卡住，不能自由活動。故套管補償器只可裝設在直線管路上，并應安裝在固定支架近旁，在活動側(cè)管路上還要設置導向支座。1

球形補償器它由球體及外殼組成。球體與外殼可相對折曲或旋轉(zhuǎn)一定的角度(一般可達30)，以此進行補償，兩個配對成一組，如圖4所示。球形補償器的球體與外殼間的密封性能好，壽命更長，能作空間變形，補償器能力大，適用于架空敷設上。1

波紋管補償器波紋管補償器是利用波紋形管壁的彈性變形來吸收管道的熱膨脹，故又稱其為波形補償器。波紋管補償器的形式很多，有軸向型、鉸鏈型、萬向型等，以及單式和復式等。圖5(1-端管；2-導流管；3-波紋管；4-限位拉桿；5-限位螺母)所示是供熱管道上最常用的軸向型波紋管補償器。這種補償器的體積小，重量輕。占地面積和占用空間小，易于布置，安裝方便。由于在波紋管內(nèi)側(cè)裝有導流管，減小了流體的流動阻力，同時也避免了介質(zhì)流動對波紋管壁面的沖刷．使波紋管的使用壽命延長了許多。在采用不銹鋼波紋管后，補償器的性能和壽命又提高了許多。波紋管補償器具有良好的密封性能，與套管補償器相比，它不需要進行維修，承壓能力和工作溫度都比較高。因此，在供熱管道補償器設計中經(jīng)常采用。波紋管補償器在國內(nèi)已有專業(yè)生產(chǎn)廠，產(chǎn)品的最大規(guī)格為DN2400mm，最大公稱壓力為2.5MPa，最高使用溫度可達450℃。但波紋管補償器還存在補償能力小的缺點，其價格也較貴，致使使用成本偏高。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

鄭國忠 - 副教授 - 華北電力大學