管道的热变形计算

补偿器安装和使用要求

简述

管道热补偿 provision for expansion of district heat supply pipe

防止管道因温度升高引起热伸长产生的应力而遭到破坏所采取的措施。主要是利用管道弯曲管段的弹性变形或在管道上设置补偿器。

利用管道的弯曲管段（如L形或Z形，以及两者的组合）的弹性变形来补偿管道的热伸长，称自然补偿，所能补偿的管段较短。

方形补偿器（见图）常用钢管煨弯或焊接制成，制造方便，不用经常维修，但供热介质流动阻力较大，外形尺寸也较大。其实也属于一种自然补偿器，相当于L形或Z形的组合。

补偿器有多种形式。套管补偿器的补偿能力大，外形紧凑，供热介质流动阻力小，但由于内装填料，需要经常检修，不能承受横向位移，且使支座承受较大的轴向推力，故多用于管径大于200毫米的直管段上（在给水工程中称伸缩管）。

波纹管补偿器结构简单，补偿能力较小，成对配置时可补偿弯曲管段的热伸长。球形补偿器本身可沿轴线旋转任意角度，通常以两个为一组来补偿管道的热伸长补偿能力较大，易适应空间变动，供热介质的流动阻力也小，只是制造要求严格。

常见的补偿器

1、方形补偿器

用无缝钢管煨弯制成（大直径管道可用焊接弯管制成）。其优点是制造方便，轴向推力较小，补偿能力比L形和Z行自然补偿大，运行可靠，严密性好，不需要经常维修；其缺点是单面外伸臂较长，占地面积较大，需增设管架。

2、套管补偿器

通过芯管与外壳之间的相对位移来吸收管道热膨胀，可分单向式和双向式两种。

优点：补偿能力大，结构简单，占地面积小，流动阻力小，安装方便。

缺点：长时间运行会导致密封填料的磨损或失去弹性，造成介质泄露。

3、波纹补偿器

优点：补偿量大、补偿方式灵活；结构紧凑，工作可靠。

根据吸收热位移的方式，波纹补偿器可分为轴向型、横向型和角向型三大类。

4、球型补偿器

优点：补偿能力大；流体阻力小，无内压推力，钢材消耗少，安装简便，宜于架空管道上使用。

缺点：存在侧向位移，易泄露。

管道的热变形计算

计算公式：X=a·L·△T

x 管道膨胀量，mm；

a为线膨胀系数，钢铁取0.012mm/m.℃；

L补偿管线（所需补偿管道固定支座间的距离）长度，m；

T为温差（介质温度-安装时环境温度），℃。

补偿器安装和使用要求

1、补偿器在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况，必须符合设计要求。

2、对带内套筒的补偿器应注意使内套筒子的方向与介质流动方向一致，铰链型补偿器的铰链转动平面应与位移转动平面一致。

3、需要进行“冷紧”的补偿器，预变形所用的辅助构件应在管路安装完毕后方可拆除。

4、严禁用波纹补偿器变形的方法来调整管道的安装超差，以免影响补偿器的正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件的载荷。

5、安装过程中，不允许焊渣飞溅到波壳表面，不允许波壳受到其它机械损伤。

6、管系安装完毕后，应尽快拆除波纹补偿器上用作安装运输的黄色辅助定位构件及紧固件，并按设计要求将限位装置调到规定位置，使管系在环境条件下有充分的补偿能力。

7、补偿器所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围，应保证各活动部位的正常动作。

8、水压试验时，应对装有补偿器管路端部的次固定管架进行加固，使管路不发生移动或转动。对用于气体介质的补偿器及其连接管路，要注意充水时是否需要增设临时支架。水压试验用水清洗液的96氯离子含量不超过25PPM。

9、水压试验结束后，应尽快排波壳中的积水，并迅速将波壳内表面吹干。

10、与补偿器波纹管接触的保温材料应不含氯离子。