波紋補(bǔ)償器工作原理

時(shí)間：2019-03-19作者：滄州格寧管道設(shè)備有限公司瀏覽：524

波紋補(bǔ)償器，習(xí)慣上也叫膨脹節(jié)，或伸縮節(jié)。由構(gòu)成其工作主體的波紋管（一種彈性元件）和端管、支架、法蘭、導(dǎo)管等附件組成。主要用在各種管道中，它能夠補(bǔ)償管道的熱位移，機(jī)械變形和吸收各種機(jī)械振動(dòng)，起到降低管道變形應(yīng)力和提高管道使用壽命的作用。波紋補(bǔ)償器連接方式分為法蘭連接和焊接兩種。直埋管道補(bǔ)償器一般采用焊接方式（地溝安裝除外）

工作原理

波紋補(bǔ)償器是用以利用波紋補(bǔ)償器的彈性元件的有效伸縮變形來(lái)吸收管線(xiàn)、導(dǎo)管或容器由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化的一種補(bǔ)償裝置，屬于一種補(bǔ)償元件?？蓪?duì)軸向，橫向，和角向位移的的吸收。

檢測(cè)

由于不同類(lèi)型的波紋補(bǔ)償器補(bǔ)償形式不同，主要有軸向、橫向、角向以及組合補(bǔ)償方式。對(duì)同時(shí)存在多種位移的波紋補(bǔ)償器，要對(duì)其各種位移進(jìn)行合成，求出總等效軸向位移，檢測(cè)是對(duì)總等效軸向位移而言。也就是說(shuō)，波紋補(bǔ)償器公稱(chēng)位移的檢測(cè)是對(duì)總等效軸向位移檢測(cè)。
通用類(lèi)波紋管的公稱(chēng)位移，實(shí)際上就是波紋管給定的名義位移變形的能力。對(duì)于用波紋管制成的膨脹節(jié)(補(bǔ)償器）、補(bǔ)償器而言，通常稱(chēng)為補(bǔ)償量，反映了波紋管吸收系統(tǒng)位移的能力，表示在一定條件下，產(chǎn)品所具有的大的補(bǔ)償能力。波紋管在正常工作時(shí)，要吸收系統(tǒng)位移而產(chǎn)生位移變形，同時(shí)還要保證一定次數(shù)的正常安全工作位移循環(huán)次數(shù)。因此波紋管在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)每一個(gè)波可以承受的位移大小，設(shè)計(jì)有一定的波紋數(shù)，當(dāng)每個(gè)波都在均勻地承受位移載荷，沒(méi)有局部負(fù)荷時(shí)，波紋管可以正常的工作。設(shè)計(jì)合理時(shí)，可以保證一定的設(shè)計(jì)工作位移循環(huán)壽命次數(shù)。在JB/T 6169-92“金屬波紋管”標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)此項(xiàng)性能的檢測(cè)做出了規(guī)定。

計(jì)算

管道的熱變形計(jì)算
計(jì)算公式：X=a·L·△T
x 管道膨脹量
a為線(xiàn)膨脹系數(shù)，取0.0133mm/m
L補(bǔ)償管線(xiàn)（所需補(bǔ)償管道固定支座間的距離）長(zhǎng)度
△T為溫差（介質(zhì)溫度-安裝時(shí)環(huán)境溫度）

失效分析

生產(chǎn)企業(yè)對(duì)波紋管補(bǔ)償器失效原因分析發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)行期間的失效主要表現(xiàn)為腐蝕泄漏和失穩(wěn)變形兩種形式，其中以腐蝕失效居多。從腐蝕失效波紋膨脹節(jié)(補(bǔ)償器）的解剖分析發(fā)現(xiàn)，腐蝕失效通常分點(diǎn)腐蝕穿孔和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，其中氯離子應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂約占整個(gè)腐蝕失效的95%。因此，正確地選擇波紋管制作材料和結(jié)構(gòu)、合理設(shè)計(jì)波形參數(shù)和疲勞壽命、保證安裝質(zhì)量等措施，能大大提高波紋膨脹節(jié)(補(bǔ)償器）的安全可靠性。設(shè)計(jì)上，應(yīng)該考慮補(bǔ)償器的穩(wěn)定性，預(yù)防波紋管失穩(wěn)。資料顯示，波紋管的補(bǔ)償量取決于其疲勞壽命，疲勞壽命越高，波紋管單波補(bǔ)償量越小。當(dāng)波紋管設(shè)計(jì)的許用壽命較低時(shí)，不僅其子午向綜合應(yīng)力較高，環(huán)向應(yīng)力也比較高，使波紋管局部很快進(jìn)入塑性變形，導(dǎo)致波紋管失穩(wěn)引起失效。

標(biāo)準(zhǔn)

波紋補(bǔ)償器標(biāo)準(zhǔn)編號(hào):GB/T 12777-2008
波紋補(bǔ)償器標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng):金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件
2008-08-04發(fā)布，2009-02-01實(shí)施
頒布部門(mén):*人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理**　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬波紋紋補(bǔ)償器的定義、分類(lèi)、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志及包裝、運(yùn)輸、貯存等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于安裝在管道中其撓性件為整體成形無(wú)加強(qiáng)U形、加強(qiáng)U形和∩形波紋管的圓形波紋管補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)。壓力容器用膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)亦可參照使用。

分類(lèi)

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一次性波紋管補(bǔ)償器

U型金屬膨脹節(jié)波紋管補(bǔ)償器

三維煤粉**波紋補(bǔ)償器

鉸鏈波紋補(bǔ)償器（JJL型）

平衡型曲管壓力波紋補(bǔ)償器

球型QB型不銹鋼波紋補(bǔ)償器等等。

材料性能

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非金屬

非金屬柔性補(bǔ)償器：也稱(chēng)非金屬膨脹節(jié)、非金屬織物補(bǔ)償器，可補(bǔ)償軸向、橫向、角向，具有無(wú)推力、簡(jiǎn)化支座設(shè)計(jì)、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點(diǎn)，特別適用于熱風(fēng)管道及煙塵管道。

特點(diǎn)：

1、補(bǔ)償熱膨脹：可以補(bǔ)償多方向，大大**只能單式補(bǔ)償?shù)慕饘傺a(bǔ)償器。

2、補(bǔ)償安裝誤差：由于管道連接過(guò)程中，系統(tǒng)誤差再所難免，纖維補(bǔ)償器較好的補(bǔ)償了安裝誤差。

3、消聲減振：纖維織物、保溫棉體本身具有吸聲、隔震動(dòng)傳遞的功能，能有效的減少鍋爐、風(fēng)機(jī)等系統(tǒng)的噪聲和震動(dòng)。

4、無(wú)反推力：由于主體材料為纖維織物，無(wú)力的傳遞。用纖維補(bǔ)償器可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，避免使用大的支座，節(jié)省大量的材料和勞動(dòng)力。

5、良好的耐高溫、耐腐蝕性：選用的氟塑料、**硅材料具有較好的耐高溫和耐腐蝕性能。

6、密封性能好：有比較完善的生產(chǎn)裝配系統(tǒng)，纖維補(bǔ)償器可保證無(wú)泄露。

7、體輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維修方便。

8、價(jià)格**金屬補(bǔ)償器、質(zhì)量**進(jìn)口產(chǎn)品。

不銹鋼

有直筒型、復(fù)式、角向型和方型等四種類(lèi)型。

不銹鋼補(bǔ)償器可補(bǔ)償軸向、橫向、角向、具有無(wú)推力、簡(jiǎn)化支座設(shè)計(jì)、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點(diǎn)，特別適用于熱風(fēng)管道及煙塵管道。




金屬

金屬波紋補(bǔ)償器的可靠性是由設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)行管理等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的?？煽啃砸矐?yīng)該從這幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。材料選擇對(duì)用于供熱管網(wǎng)的波紋管的選材，除應(yīng)考慮工作介質(zhì)、工作溫度和外部環(huán)境外，還應(yīng)考慮應(yīng)力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對(duì)材料的影響等，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合波紋管材料的焊接、成型以及材料的性能價(jià)格比，優(yōu)選出經(jīng)濟(jì)實(shí)用的波紋管制作材料。

一般情況下，選用波紋管的材料應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：

（1）高彈性限、抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，保證波紋管正常工作。

（2）良好的塑性，便于波紋管的加工成形，且能通過(guò)隨后的處理工藝（冷作硬化、熱處理等）獲得足夠的硬度和強(qiáng)度。

（3）較好的耐腐蝕性能，滿(mǎn)足波紋管在不同環(huán)境下工作要求。

（4）良好的焊接性能，滿(mǎn)足波紋管在制作過(guò)程中的焊接工藝要求。

對(duì)于地溝敷設(shè)的熱力管網(wǎng)，當(dāng)補(bǔ)償器所處管道地勢(shì)較低時(shí)，雨水或事故性污水會(huì)浸泡波紋管，應(yīng)考慮選用耐蝕性強(qiáng)的材料，如鐵鎳合金、高鎳合金等。由于此類(lèi)材料價(jià)格較高，在制造波紋管時(shí)，可以考慮僅在與腐蝕性介質(zhì)接觸的表面增加一層耐蝕合金。 疲勞壽命設(shè)計(jì)由波紋管補(bǔ)償器的失效類(lèi)型及原因分析可以看出，波紋管的平面穩(wěn)定性、周向穩(wěn)定性及耐腐蝕性能均與其位移量即疲勞壽命相關(guān)。過(guò)低的疲勞壽命將會(huì)導(dǎo)致金屬波紋管穩(wěn)定性及耐蝕性能下降。




型號(hào)

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常見(jiàn)型號(hào)

1、軸向型內(nèi)壓式波紋補(bǔ)償器(ZN)

舉例：0.6TNY500TF

表示：公稱(chēng)通徑為Φ500，工作壓力為0.6MPa，(6kg/cm2)波數(shù)為4個(gè)，帶導(dǎo)流筒，碳鋼法蘭連接的內(nèi)壓式波紋補(bǔ)償器。

2、軸向型外壓式波紋補(bǔ)償器(ZW)

舉例：0.6TWY500×8JB

表示：公稱(chēng)通徑為500mm，工作壓力為0.6MPa(6kg/cm2)波數(shù)為8個(gè)，不銹鋼管連接的軸向型外壓式波紋補(bǔ)償器。

注：疏水口的設(shè)置按用戶(hù)要求。

3、軸向復(fù)式波紋補(bǔ)償器(ZF)

舉例：0.6FS100×20F

表示：工作壓力為0.6MPa，通徑DN=100mm，波數(shù)為20，法蘭連接的復(fù)式波紋補(bǔ)償器。

4、軸向復(fù)式拉桿波紋補(bǔ)償器(FL)

舉例：0.6FSL200×12J

表示：工作壓力為0.6MPa，通徑DN=200mm，波數(shù)為12，接管連接的復(fù)式拉桿波紋補(bǔ)償器。

5、直埋式內(nèi)壓波紋補(bǔ)償器(ZMNY)

舉例：1.6ZMS200×6J

表示：工作壓力為1.6MPa，公稱(chēng)通徑為200mm，波數(shù)為6波，接管連接的直埋式>波紋補(bǔ)償器。

6、萬(wàn)向鉸鏈波紋補(bǔ)償器(WJ)

舉例：0.6WJY500×4F

表示：工作壓力為0.6MPa，公稱(chēng)通徑為500mm，波數(shù)為4，碳鋼法蘭連接的萬(wàn)向鉸鏈波紋補(bǔ)償器。

7、直管壓力平衡式波紋補(bǔ)償器（ZP）

舉例：0.6ZYP500×8/6－JB

表示公稱(chēng)通徑為500，工作壓力為0.6MPa，大波紋管為8個(gè)波，小波紋管為16個(gè)波，連接形式為不銹鋼接管連接的直管壓力平衡式波紋補(bǔ)償器。

8、曲管壓力平衡式波紋補(bǔ)償器

示例：0.25QYP700×8/4JB

表示：公稱(chēng)通徑為φ700mm，工作壓力0.25Mpa，波數(shù)為8/4，不銹鋼接管連接的曲管壓力平衡式波紋補(bǔ)償器

9、內(nèi)外壓力平衡式波紋補(bǔ)償器(NP)

舉例：1.6NP200*8j

表示：工作壓力為1.6Mpa，通徑DN=200mm，波數(shù)為8，接管連接的內(nèi)外壓平衡式波紋補(bǔ)償器。

10、金屬柔性補(bǔ)償器(FJ)

示例：

(1)FXDA4500×4000F400

表示方形非金屬補(bǔ)償器，長(zhǎng)期工作≤100℃，內(nèi)壁為4500×4000mm，法蘭連接，產(chǎn)品長(zhǎng)度400mm

(2)YXDB800F250

表示圓形非金屬性補(bǔ)償器，長(zhǎng)期工作≤200℃，內(nèi)徑為DN800mm，法蘭連接的補(bǔ)償器，長(zhǎng)度為250mm




選型

波紋管補(bǔ)償器它是以波紋管為**的擾性元件，在管線(xiàn)上可作軸向、橫向和角向三個(gè)方向的補(bǔ)償。軸向補(bǔ)償器為了減少介質(zhì)的自激現(xiàn)象，在產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)有內(nèi)套管，在很大程度上限制了徑向補(bǔ)償能力，故一般僅用以吸收或補(bǔ)償管道的軸向位移（如果管系中確需少量的徑向位移，也可以吸收軸向、角向和任意三個(gè)方向位移的組合；鉸鏈補(bǔ)償器（也稱(chēng)角向補(bǔ)償器），它以?xún)蓚€(gè)或三個(gè)補(bǔ)償器配套使用（單個(gè)使用鉸鏈補(bǔ)償器沒(méi)有補(bǔ)償能力），用以吸收單平面內(nèi)的橫向變形；萬(wàn)向鉸鏈（角向）補(bǔ)償器，由兩個(gè)或三個(gè)配套使用，可吸收三維方向的變形量。




組焊過(guò)程

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1.波紋管直邊段內(nèi)外徑的尺寸公關(guān)應(yīng)符合GB1804中H12級(jí)要求。

2.波紋補(bǔ)償器與管道（或設(shè)備）的連接法蘭和端管的尺寸及技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。端管連接時(shí)，兩端管口應(yīng)開(kāi)30度±2.5度的坡口。

3.波紋補(bǔ)償器的端管為鋼板卷制電焊管時(shí)，端管的外接端四周長(zhǎng)公差和圓度公差應(yīng)符合公差表。

4.波紋管與端管（或法蘭）等相連的環(huán)焊縫應(yīng)采用鎢氬弧焊或熔化氟弧焊，波紋管單層壁厚大于2mm時(shí)可采用電弧焊。

5.組裝波紋補(bǔ)償器時(shí)應(yīng)對(duì)波紋管采取保護(hù)措施，防止焊接電弧燒穿波紋管和焊渣飛濺到波紋管上。膨脹節(jié)(補(bǔ)償器）各部位的焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，咬邊深度不得大于0.5mm.

6.波紋補(bǔ)償器承壓焊縫焊接之后，應(yīng)對(duì)承壓焊縫進(jìn)行壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍。根據(jù)膨脹節(jié)(補(bǔ)償器）的容積大小，保壓10-30min，檢查膨脹節(jié)(補(bǔ)償器）各部位有無(wú)滲漏，受壓時(shí)大波距與受壓前波距之比不過(guò)1.15。

7.補(bǔ)償器組焊后應(yīng)進(jìn)行外觀(guān)和幾何尺寸的檢驗(yàn)。補(bǔ)償器兩端面同軸度公差；當(dāng)公稱(chēng)通徑小于等于500mm時(shí)，為5mm;當(dāng)公稱(chēng)通徑大于500mm時(shí)，為公稱(chēng)通徑的1%，且小于等于10mm。補(bǔ)償器兩端面與主軸線(xiàn)垂直度公差為公稱(chēng)通徑的1%，且小于等于3mm。膨脹節(jié)(補(bǔ)償器）出廠(chǎng)前的檢驗(yàn)主要有上述的外觀(guān)檢查、幾何尺寸檢查和壓力檢驗(yàn)。對(duì)有特殊要求的膨脹節(jié)(補(bǔ)償器），可根據(jù)使用工況、工藝要求等，按供需雙方協(xié)議進(jìn)行其它方法的檢驗(yàn)，如氣密性試驗(yàn)、滲漏和著色、無(wú)損檢驗(yàn)等。

安裝使用

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1、補(bǔ)償器在安裝前應(yīng)先檢查其型號(hào)、規(guī)格及管道配置情況，必須符合設(shè)計(jì)要求。

2、對(duì)帶內(nèi)套筒的補(bǔ)償器應(yīng)注意使內(nèi)套筒子的方向與介質(zhì)流動(dòng)方向一致，鉸鏈型補(bǔ)償器的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)平面應(yīng)與位移轉(zhuǎn)動(dòng)平面一致。

3、需要進(jìn)行“冷緊”的補(bǔ)償器，預(yù)變形所用的輔助構(gòu)件應(yīng)在管路安裝完畢后方可拆除。

4、嚴(yán)禁用波紋補(bǔ)償器變形的方法來(lái)調(diào)整管道的安裝差，以免影響補(bǔ)償器的正常功能、降低使用壽命及增加管系、設(shè)備、支承構(gòu)件的載荷。

5、安裝過(guò)程中，不允許焊渣飛濺到波殼表面，不允許波殼受到其它機(jī)械損傷。

6、管系安裝完畢后，應(yīng)盡快拆除波紋補(bǔ)償器上用作安裝運(yùn)輸?shù)狞S色輔助定位構(gòu)件及緊固件，并按設(shè)計(jì)要求將限位裝置調(diào)到規(guī)定位置，使管系在環(huán)境條件下有充分的補(bǔ)償能力。

7、補(bǔ)償器所有活動(dòng)元件不得被外部構(gòu)件卡死或限制其活動(dòng)范圍，應(yīng)保證各活動(dòng)部位的正常動(dòng)作。

8、水壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)裝有補(bǔ)償器管路端部的次固定管架進(jìn)行加固，使管路不發(fā)生移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)用于氣體介質(zhì)的補(bǔ)償器及其連接管路，要注意充水時(shí)是否需要增設(shè)臨時(shí)支架。水壓試驗(yàn)用水清洗液的96氯離子含量不過(guò)25PPM。

9、水壓試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)盡**波殼中的積水，并迅速將波殼內(nèi)表面吹干。

10、與補(bǔ)償器波紋管接觸的保溫材料應(yīng)不含氯。




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• 詞條

  詞條說(shuō)明

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