补偿器
补偿器(Compensator)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,属于一种补偿元件1。
补偿器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2。
补偿器是为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力,而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构;由于具备一种能自由伸缩的弹性补偿元件,具有工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点,已广泛应用在化工、冶金、电力、核能等部门3。对防震、减振、吸振、降噪都具有良好作用4。
基本信息
- 别名
膨胀节、伸缩节、软连接
- 作用
减噪防震;防止变形
- 中文名
补偿器
- 外文名称
compensator
- 材质
金属、非金属
产品分类
轴向型
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。
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。