为了保证管道在热状态下的稳定和运行安全可靠性,减小管道热胀冷缩时所产生的应力,管道每隔一定距离应当装设固定支架及补偿装置。当管径较大(150mm以上)及压力较低(0.6 MPa以下)时,可采用波纹补偿器进行补偿。目前,波纹补偿器以其结构紧凑、重量轻、节省钢材、补偿量大、流动阻力小、零泄漏和不用维修等诸多优点在工程中的应用越来越广泛。波纹管采用高弹性金属管经滚压一次成型,并采用多层金属结构,突破了传统的材料和工艺,从而提高了其补偿能力和承压能力。尽管波纹补偿器有很多优点,但它也有自身的缺点,例如:轴向型波纹补偿器对主固定支架产生静压推力,管壁较薄不能承受扭力和设备投资高等。许多设计人员对波纹补偿器的认识还不够全面,因此在设计中存在计算和补偿管系选定不合理等问题。
1 波纹管补偿器的类型及特点
波纹管补偿器根据位移形式可分为轴向、横向和角向三类,每一类都有各自的优点和缺点,所以必须根据不同使用条件恰当地选用,才能使波纹补偿器正常工作,做到波纹补偿器设计选型经济、合理。
1.1 轴向型补偿器
该补偿器是应用最多的基本型式,多应用在直管段上,对沿膨胀节及管段的轴向方向拉伸与压缩
进行补偿。膨胀节给出的额定补偿量为拉伸、压缩位移的总和,在工作时主要是利用其波纹部分的轴向变形来吸收管道的轴向位移。其对管系及管架设计的要求如下:
1)轴向型补偿器安装在管道的盲端、弯头和变截面处,以及装有截止阀或减压阀的部位和侧支管线进入主管线入口处,并要设置主固定管架。主固定管架要考虑波纹管静压推力(Fp)及变形弹性力(Fx)的作用。