补偿器的选择.pptx

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1、11 1、前言、前言补偿器又称为伸缩器、伸缩节或膨胀节，主要用于补偿管道受温度变化补偿器又称为伸缩器、伸缩节或膨胀节，主要用于补偿管道受温度变化而产生的变形。如果温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩，管道中将而产生的变形。如果温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩，管道中将产生温度应力。在管道设计中必须考虑这种应力，否则它可能导致管道的破产生温度应力。在管道设计中必须考虑这种应力，否则它可能导致管道的破裂，影响生产的正常运行。燃气管道中有各种形式的补偿器，设计人员有必裂，影响生产的正常运行。燃气管道中有各种形式的补偿器，设计人员有必要了解各种补偿器的特点，并能够正确选择合适的补偿器。要了解各

2、种补偿器的特点，并能够正确选择合适的补偿器。下面就补偿器的选择向大家作简单的介绍。下面就补偿器的选择向大家作简单的介绍。第1页/共31页22 2、定义与公式、定义与公式为了更好的理解后面内容，首先介绍三个定义和两个计算公式为了更好的理解后面内容，首先介绍三个定义和两个计算公式（1 1）定义）定义a a、滑动支架：、滑动支架：管道轴向、横向均不受限制，即允许管道前后、左右有位移；管道轴向、横向均不受限制，即允许管道前后、左右有位移；b b、导向支架：、导向支架：是滑动支架的一种，一般只允许管道有轴向位移，而不允许有横向位移。是滑动支架的一种，一般只允许管道有轴向位移，而不允许有横向位移。第2页/

3、共31页32 2、定义与公式、定义与公式 对直管式导向支架进行定位，一般推荐：使补偿器靠近一对直管式导向支架进行定位，一般推荐：使补偿器靠近一个固定支架，使第一个导向支架与补偿器端面的间距不超过管个固定支架，使第一个导向支架与补偿器端面的间距不超过管径的径的4 4倍（倍（L14DNL14DN）。这种布设方式既可以使位移得到正确。这种布设方式既可以使位移得到正确的导向，又可以使补偿器的两端得到适当的支承。第二个导向的导向，又可以使补偿器的两端得到适当的支承。第二个导向支架与第一个导向支架的间距不得超过管径的支架与第一个导向支架的间距不得超过管径的1414倍倍（L214DNL214DN）。其它导向

4、支架的最大间距可按公式计算，也可）。其它导向支架的最大间距可按公式计算，也可按燃规上的规定执行。如下图所示：按燃规上的规定执行。如下图所示：第3页/共31页42 2、定义与公式、定义与公式c c、固定支架：、固定支架：管道轴向、横向均受限制，不允许管道有位移。管道轴向、横向均受限制，不允许管道有位移。固定支架分主固定支架和次固定支架，主固定支架一般设置在管道的盲固定支架分主固定支架和次固定支架，主固定支架一般设置在管道的盲端、弯头、阀门及侧支管线连接处等位置，端、弯头、阀门及侧支管线连接处等位置，次固定支架一般设在直管段上两次固定支架一般设在直管段上两个轴向型补偿器之间。个轴向型补偿器之间。第

5、4页/共31页52、定义与公式（2）管道伸长量的计算由于温差引起的管道长度变化，由下式计算：L Lt式中L管道的伸长量（m）；管道的线膨胀系数（m/m），其数值见表1L管道长度（m）；t温差（），架空管道在太阳直晒的情况下计算温差可取80；第5页/共31页62、定义与公式表1 各种管材的线膨胀系数（m/m）管道材料管道材料管道材料管道材料普通钢普通钢碳素钢碳素钢镍钢镍钢镍铬钢镍铬钢不锈钢不锈钢12.012.01010-6-611.711.71010-6-613.113.11010-6-611.711.71010-6-610.310.31010-6-6黄铜黄铜紫铜紫铜铸铁铸铁聚氯乙烯聚氯乙烯13

6、.413.41010-6-616.416.41010-6-610.410.41010-6-670.070.01010-6-6第6页/共31页7（2 2）温度应力）温度应力 当管道两端固定时，温度应力为：当管道两端固定时，温度应力为：=E=E式中式中温度应力（温度应力（MPaMPa）；）；E E弹性模数（弹性模数（MPaMPa），钢材取），钢材取2.1102.1105 5MPaMPa；管道的相对变形，管道的相对变形，L/LL/L 2、定义与公式第7页/共31页8自然补偿器是利用管道自身进行补偿，常用的有两种形式，自然补偿器是利用管道自身进行补偿，常用的有两种形式，L型型和和Z型，如下图：型，如下

7、图：3、自然补偿器第8页/共31页9自然补偿器短臂的计算方法如下：自然补偿器短臂的计算方法如下：（1 1）L L型补偿器短臂长度计算：型补偿器短臂长度计算：式中式中l lL L型补偿器的短臂长度型补偿器的短臂长度(m(m）；）；L LL L型补偿器长臂的热伸缩量（型补偿器长臂的热伸缩量（mmmm）；）；D D管道外径（管道外径（mmmm）3、自然补偿器第9页/共31页10（2 2）Z Z型补偿器的短臂长度计算：型补偿器的短臂长度计算：式中式中 l lZ Z型补偿器的短臂长度型补偿器的短臂长度(m(m）；）；t t计算温差（计算温差（）；E E弹性模数（弹性模数（MPaMPa）；）；D D管道外

8、径（管道外径（mmmm）；）；允许弯曲应力（允许弯曲应力（MPaMPa）；）；k=k=L L1 1/L L2 2 3、自然补偿器第10页/共31页11 小结：自然补偿的管道的长臂臂长一般不超过小结：自然补偿的管道的长臂臂长一般不超过25m25m，弯曲应力不应，弯曲应力不应超过超过80MPa80MPa。L L形与形与Z Z形补偿器可以利用管道中的弯头构成，且便于安装。在管形补偿器可以利用管道中的弯头构成，且便于安装。在管道设计中，应充分利用这两种补偿器做补偿，然后再考虑采用其它种道设计中，应充分利用这两种补偿器做补偿，然后再考虑采用其它种类的补偿器。自然补偿的优点是可以节省补偿器，缺点是管道变形

9、时类的补偿器。自然补偿的优点是可以节省补偿器，缺点是管道变形时产生横向位移。架空管道中自然补偿不能满足要求时才考虑装设其它产生横向位移。架空管道中自然补偿不能满足要求时才考虑装设其它类型的补偿器。类型的补偿器。3、自然补偿器第11页/共31页12 方方型型补补偿偿器器又又称称型型补补偿偿器器，它它一一般般用用优优质质无无缝缝钢钢管管煨煨弯弯而而成成，当当管管径径较较大大时时常常用用焊焊接接弯弯管管制制成成。曲曲率率半半径径通通常常为为3DN-4DN3DN-4DN。方方型型补补偿偿器器分分为为4 4种型号，补偿能力为种型号，补偿能力为30mm30mm一一250mm250mm。4、方型补偿器第12

10、页/共31页134、方型补偿器补偿能力L L(mm)(mm)型号公称直径（mm）253240506580100125150200250外伸臂长HA+2R50123465075085010607208309301120760870970114079088097010508609109801240930930980124010001000表表2 2补偿能力为补偿能力为50mm50mm的方型补偿器相关参数的方型补偿器相关参数第13页/共31页144、方型补偿器补偿能力L L(mm)(mm)型号公称直径（mm）253240506580100125150200250外伸臂长HA+2R1001234910

11、107012501600980117013601700105012401430178011001250145017001200133014701710127014001500172014001530160017301590167017501840173018301830198020502100210021902300表表3 3补偿能力为补偿能力为100mm100mm的方型补偿器相关参数的方型补偿器相关参数补偿能力为30mm、75mm、150mm、200mm、250mm的方型补偿器均有相关的参数列表。第14页/共31页15 小小结结：方方形形补补偿偿器器的的优优点点是是制制造造方方便便，轴轴向向

12、推推力力较较小小，补补偿偿量量大大，运运行行可可靠靠，严严密密性性好好，不不需需要要经经常常维维修修。其其缺缺点点是是介介质质流流动动阻阻力力大大、单单面面外外伸臂较长，占空间较大，当管径较大时不宜采用。伸臂较长，占空间较大，当管径较大时不宜采用。4、方型补偿器第15页/共31页165、波纹补偿器 波纹补偿器是采用先进的、对波纹管无损伤的利用薄不锈钢板整体一次液压成型制作的。波纹补偿器在管线上可作轴向、横向和角向三个方向的补偿。波纹补偿器的种类很多，包括轴向型波纹补偿器、自由复式型波纹补偿器、拉杆型波纹补偿器等。后两种结构较为复杂，且在燃气管道中用的较少，主要介绍轴向型波纹补偿器。第16页/共

13、31页175、波纹补偿器轴向型波纹补偿器由一个波纹管和两个接管构成。它通过波纹管的柔性变形来吸收管线轴向位移（也有少量横向、角向位移），一般通过法兰与管道连接。补偿器上的小拉杆主要是运输过程中的刚性支承或作为产品预变形调整用，它不是承力件。如下图所示：轴向型波纹补偿器为了减少介质的流动阻力，在内部设有内套管，在很大程度上限制了横向补偿能力，故一般仅用以吸收或补偿管道的轴向位移；第17页/共31页185、波纹补偿器 波纹补偿器补偿能力为：L=sN式中L补偿器的补偿能力（mm）；N波节数；s单节波纹的补偿能力（mm）；一般为15-20mm，产品说明书中有相关参数。波纹补偿器允许的补偿能力一般按最大

14、补偿能力的1223计算。第18页/共31页195、波纹补偿器单节波纹的补偿能力s 可按下式计算：式中：E补偿器钢材的弹性模量（MPa）；s补偿器钢材屈服极限（MPa）；d管道内径（cm）；补偿器壁厚（cm）；k安全系数。当P0.25MPa时，k=1.2；当0.25MPa P0.6MPa时，k=1.3；波形补偿器计算系数，据d/D值查表3 D波形补偿器的外径（cm）。第19页/共31页205、波纹补偿器表4波形补偿器计算系数d/Dd/Dd/Dd/D0.400.460.500.540.580.600.6414.368.5106.0334.2803.0162.5241.7620.680.700.72

15、0.760.800.840.901.2030.9870.80650.5120.3110.17250.0476第20页/共31页215、波纹补偿器 为了使补偿器处于一个良好的工作位置和改善管道的受力状态，在安装前对补偿器进行“预变形”轴向型补偿器的轴向预变形量X由下式确定：X=X1/2-（T0-Tmin）/（Tmax-Tmin）式中X轴向补偿量 Tmax最高使用温度 T0安装温度Tmin最低使用温度第21页/共31页225、波纹补偿器 小结：波纹补偿器具有工作可靠、结构紧凑、重量轻、位移补偿量大、变形应力小等优点，广泛应用于燃气管道的补偿中，但由于其管壁较薄、强度低，不能承受扭力、振动，安全性差

16、，施工时应注意保护。第22页/共31页236、金属软管 金属软管由不锈钢波纹管、不锈钢网套、金属软管接头组成。如右图所示：不锈钢波纹管是由极薄壁的无缝不锈钢管经过高精度塑性加工而成。有两种形式:一种是环形金属软管、一种是螺旋型金属软管。如下图：环形金属软管螺旋型金属软管第23页/共31页246、金属软管 不锈钢网套是金属软管安装在压力管路中的主要承压件，同时对金属软管起保护作用，根据管道中的压力大小及应用场所，可选择一层或多层的不锈钢丝或钢带按一定的参数进行编织。压力范围一般为 PN0.632.0Mpa，最高达42.0MPa。金属软管接头主要包括螺纹连接、法兰连接、快速接头连接。第24页/共3

17、1页256、金属软管常用的金属软管主要参数：第25页/共31页26 金属软管的主要外形尺寸：公称直径mm公称压力MPa最大横向位移量Y（mm）50100150200250300350400金属软管全长L（mm）400.6-4.0550700900100011001200130014005065080010001100120013001400150065700900110012001300140015001600808001000120013001400150016001700100900120013001500160017001800190012510001200140016001800190

18、021002200150100013001500160018001900210022006、金属软管第26页/共31页27 金属软管的主要技术特性：6、金属软管公称直径mm内径mm外径mm最小弯曲半径mm4039.8053.94005049.8063.95006574.80100.06508079.8010880010099.801301000125124.801711250150149.801961500第27页/共31页286、金属软管 小结：金属软管具备良好的柔软性、抗疲劳性、耐高压、耐高低温、耐蚀性等诸多特性，可广泛应用于燃气管道中进行横向位移的补偿，也可用于燃气管道与用气设备的连接，吸收设备的振动，降低振动对燃气管道的影响。第28页/共31页297、总结架空管道中补偿器的选择应首先应考虑自然补偿，当自然补偿不能满足要求时才考虑装设方型补偿器、波纹补偿器或金属软管。在进行燃气管道设计时应充分地考虑到管道的走向和支撑体系的设计，综合考虑补偿器的选型和配置，以求达到安全、合理、适用、经济的最佳组合。第29页/共31页30第30页/共31页31公司名称信息感谢您的观看。第31页/共31页