通用波纹补偿器全称为:轴向内压波纹补偿器,主要补偿管道的轴向位移。主要部件:法兰、不锈钢波,拉杆。
通用波纹补偿器是现在管道中经常使用的补偿元件之一。它主要利用其工作主体不锈钢波纹管的有效伸缩变形,以吸收管道由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化,或补偿管道的轴向、横向和角向位移。
通用型波纹补偿器法兰的材质一般是碳钢,也可以是不锈钢、铸钢(在订货时需要注明);拉杆的材质是碳钢,主要作用是在运输当中保护不锈钢波,在使用时应当去掉;波的材质是不锈钢,不过根据实际温度和介质的不同可分为:201、3.4、316.316L等常用的不锈钢。(在订货时需要注明)
通用型波纹补偿器的连接方式可分为法兰连接和焊接,当连接方式是焊接时,接管的材质一般是碳钢,也可以是不锈钢(订货时应注明要求的接管厚度),其他部件材质和法兰连接的一样。
通用型波纹补偿器根据介质的不同会增加导流筒(一般介质是煤气、烟气),导流筒的材质一般是碳钢和不锈钢。
通用型波纹补偿器的口径:DN32-3000mm
轴向外压式波纹补偿器作用力计算 轴向外压式波纹补偿器对支座作用力的计算:(不考虑温度对补偿量及刚度的修正)例:一碳钢管路,公称通径500mm,工作压力0.6MPa;介质温度350°C ,环境温度-10°C,安装温度为20°C,管线长如图,疲劳破坏次数要求3000次。要安装一外压补偿器,试计算补偿器对支座的作用力。外压补偿器一般安装位置如下(图示):解:(1)热变形计算:△L=a·t·L=0.0133×360×30=143.6mm(2)根据使用条件和热变形计算数据,查样本可选用0.6TWY500×8F,N=3000次,X0=192mm Kx=272N/mm。(不做预变形) (3)A、B管架受轴向力:内压推力:Fp=100·P·A=100×0.6×3167=190020N轴向弹力:Fx=Kx·X﹨272×143.6=39059.2NFz=Fp+Fx=190020+39059.2=229079N
波纹补偿器的主要元件是波纹管,利用波纹管易于伸缩变形而起补偿作用。按波高强度管横截面可分为U形、Q形、S形、V形等波纹补偿器。
U形补偿器工艺性好,便于加工,耐压能力和补偿能力较好,无增强U型补偿器一般适用于压力2.5MPa以下场合。目前,波纹补偿器绝大数采用U形波纹管。
Q形补偿器工艺性一般,采用加强环在波谷处加强,适用于压力和温度较高的场合,但补偿能力差。
S形补偿器工艺性较差,制造工艺比较复杂,但不易产生应力集中,补偿器受力状态较好。在既要耐压高,又要求较大位移时,可采用S形补偿器。
V形补偿器补偿能力强,可用以吸收超大伸缩,但边角应力集中,耐压能力差。
波纹补偿器按波纹管层数可以为单层、多层波纹补偿器。
单层波纹管由一层管壁组成,容易制造,但补偿能力一般。
多层波纹管由多层管壁组成,如同多个薄片强簧,因而刚度小。与单层波纹管相比,在总的管壁厚度和波形相同条件下,多层波纹管容易变形,补偿能力大。变形所产生的应力较小,疲劳寿命高。因此,它可满足大补偿量与高压冲击的要求(单层波纹管要求管壁薄,波纹深;多层波纹管要求管壁厚,波纹浅)。在一定的工作条件下,即一定的压力、补偿量与疲劳寿命下,多层波纹管比单层波纹管外径较小,长度较短。使得多层波纹补偿器结构紧凑,可节省材料,制造时成形容易。由于波高小,设置外套筒保护容易,安装支撑和间隔方便。当波纹补偿器用于腐蚀环境时,多层波纹管只需在内、外层耐腐材料制造,因而可节省贵重金属。有时为了防腐,内、外层可用较大板厚的材料制造。此外,如果管壁内层由于某一原因,如腐蚀、缺陷、疲劳、安装等出现裂纹,虽然内层已经泄漏,但其它层仍能起密封作用,这样多层补偿器不易出现突发性破坏,可延长检修周期。