管道补偿器的选择及优缺点介绍

一、补偿器的由来

在管道输送介质或管道所处的环境中，温度发生变化时，管道因温度而产生的热膨胀冷缩是不可避免的，如果不能对这种尺寸变化进行一定的补偿，就会在管道壁上产生很大的应力，通过管道传到固定的管架或设备中，当温度超过一定范围时，会产生较大的温差应力，此时必须考虑补偿问题。

二、补偿器的作用 

在管道补偿设计中，最经济的是自然补偿，自然补偿利用管道自然弯曲形状所具有的柔软性来补偿热位移，显然自然补偿的能力有限，当自然补偿不能满足要求时，通常应考虑设置金属波纹管膨胀节等补偿装置。管道系统的负荷主要是外力负荷(管道和流动介质的自重、内压、风压、地震负荷等)和位移负荷，设置管道补偿器的目的是消除外载作用在设备和管道上的作用力，将复杂的管道分为形状比较简单，独立膨胀的管道段，保证膨胀节的使用效果。该补偿器适用于各大场馆冷热管路系统、钢铁厂、热电厂、等烟气脱硫、除尘设备、空气加热、助流鼓风等设备的入口和出口，因此，各种补偿器得到了大力推广。

三、几种常见补偿器的分析 

（一）波纹补偿器 

1、波纹补偿器的含义:波纹补偿器是利用波纹管弹性部件的有效伸缩变形吸收管道、导管和容器因热膨胀冷缩等原因发生的尺寸变化的补偿装置，属于补偿部件。

2、波纹补偿器的分类:波纹补偿器(波纹管)根据位移形式分类，基本分为轴向型、横向型、角向型和压力平衡型波纹膨胀节(波纹管)。根据能否吸收管道内介质压力产生的压力(盲板力)分类，可分为无约束型波纹膨胀节(波纹管)和有约束型波纹管)和有约波纹管(波纹管)。根据国内波纹管的形状、U形状、U形状、波纹管的不同，可分为国内波纹管、U形状、U形状、U形状、U形状、U形状、U形状、波纹管的分类。

3、波纹补偿器的优点:结构紧凑，占空间少，可直埋的缺点是制造困难，耐压低，补偿能力小。其补偿能力与波形管的外形尺寸、壁厚和管径大小有关:压力越高，波壁越厚，管径越小，刚性越大，补偿能力越小。波形补偿器一般用于公称压力≤1.0MPa、公称直径≥150mm的情况下，也可用于常压和低压的大口径管道。在锅炉烟气管道上应用的可达DN4000mm。

4、波纹补偿器的缺点:波纹补偿器管壁薄，不能受到安全、振动设备的高压力、高的设计固定的生产能力，从而达到高压力。

5、波纹补偿器的使用条件：波纹补偿器不能承载，必须单独吊装，除非采取加固措施，否则波纹补偿器不得与管道焊后一起吊装。波纹补偿器安装时，应根据厂家推荐的数据正确设计波纹补偿器的度数，在任何情况下都不得拉出、压缩或扭转波纹管以补偿安装偏差，以免影响波纹补偿器的正常工作，降低其使用寿命，增加管系、设备接管和支承构件的负荷。膨胀节周围应留出足够的空间，使其在设计范围内能够自由移动。

（二）旋转补偿器 

1、旋转补偿器的优点

(1)产品安全性高:产品结构合理，旋转补偿器采用双密封形式，一方面端密封，另一方面为环密封原则，设计方便:波纹管补偿器补偿条件严格，必须遵循五大金则，套筒补偿器必须中等的原则，波纹管补偿器、套筒补偿的应力、盲板力等。

(3)产品寿命长:产品寿命可达20年以上。

(4)补偿量大:补偿量可达1800mm(其他补偿器，如波纹管补偿器的补偿量为300~400mm，对于DN圈200以上的管线，单方补偿量可达130~200tm，对于≤DN圈200管线，单方补偿量可达100~130mm，长距离输送蒸汽管线补偿使用）。

(5)管道运行经济性高:使用旋转补偿器。

(6)安装方法和型号多样化:根据管道方向，结合现场地形，选择旋转补偿器补偿的型号，解决蒸汽管道补偿问题，工程安装方便，无需冷拉、紧固等施工技术，可焊接。

(7)投资省:由于旋转补偿器补偿距离长，采用的补偿器数量减少，土建固定脚推力小，固定脚设置数量少，固定脚规模小，大幅节约土建投资，与其他补偿器相比，工程总投资节约20%~40%。

2.旋转补偿器的应用条件:旋转补偿器在配管上一般设置200~500m的1组(可以根据自然地形决定)，有10种以上的设置形式，可以根据配管的方向决定配置形式。采用该型补偿器后，固定支架的间隔增大，为了避免管段的弯曲，为了减少适当增加导向支架的管段运转的摩擦阻力，必须在滑动支架上设置滚动支架。

（三）方形补偿器

1、方形补偿器也称为方形膨胀力或膨胀力弯曲，用管弯曲的弹性变形吸收配管的热膨胀制作方形补偿器，用质量好的无缝钢管，整个补偿器用管弯曲制作。

2、方形变形吸收配管的热膨胀制作方便，与套筒补偿器和波纹补偿器相比，作用于固定支架的轴向推力小，补偿量大，适用于各种压力和温度补偿器。安全性高，正常运行中无维护，无需设置井。

3、方型补偿器的适用条件：方型补偿器安装后，为了减少其变形弹力，提高补偿能力，必须先将外臂拉长，然后再安装于管路上。

四、补偿器安装和使用要求

1.安装补偿器前，应检查其型号、规格和管道配置，并符合设计要求。

2.对于带内套筒的补偿器，应注意使内套筒的方向与介质的流动方向一致，铰链型补偿器的铰链平面应与移动平面一致。

3.对于带内套筒的补偿器，应注意使内套筒的方向与介质的流动方向一致。预变形所用的辅助部件只能在管道安装完成后才能拆除。

4.严禁使用金属波纹补偿器的变形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，增加管道系统、设备和支撑部件的载荷；

5.在安装过程中，焊渣不允许飞溅到波形外壳表面，也不允许外壳受到其他机械损坏。

6.当管道系统安装完成后，应尽快将金属波纹补偿器作为安装和运输的黄色辅助定位部件和紧固件拆除，并根据设计要求将限位装置调整到规定位置，并在环境条件下具有足够的补偿能力。

7.补偿器的所有活动元件不得被外部部件卡住或限制其活动范围。应确保所有活动部件的正常运行。

8.水压试验时，应加固装有补偿器管道端部的次固定管架，以管道移动或旋转。对于气体介质的补偿器及其连接管道，应注意补水是否需要增加临时支架。

9.水压试验结束后，应尽快排出波壳中的积聚物，并迅速吹干波壳内表面。

10.与补偿器波纹管接触的保温材料不应含氯。