管道伸縮補償器

簡介

為了防止供熱管道升溫時，由於熱伸長或溫度應力而引起管道變形或破壞，需要在管道上設定管道伸縮補償器，簡稱補償器。以補償管道的熱伸長，從而減小管壁的應力和作用在閥件或支架結構上的作用力。

供熱管道上採用補償器的種類很多，主要有管道的自然補償、方型補償器、波紋補償器、套筒補償器和球形補償器等。前三種是利用補償器材料的變形來吸收熱伸長；後兩種利用管道的位移來吸收熱伸長。

自然補償

如圖1所示，利用供熱管道自身的彎曲管段(如L型或Z型)來補償管段的熱伸長的補償方式，稱為自然補償。其中(a)L型補償器，(b)Z形補償器。自然補償不必特設補償器，因此考慮管道的熱補償時，應儘量利用其自然彎曲的補償能力。自然補償的缺點是管道變形時會產生橫向位移，而且補償的管段不能很長。

方型補償器

如圖2(Ⅰ型B=2a；Ⅱ型B=a；Ⅲ型B=0.5a；IV型B=0；L-開口距離)為常用的方型補償器的四種形式。它主要靠其彎管的變形來補償管段的熱伸長。方型補償器通常用無縫鋼管煨彎或機制彎頭組合而成。此外，也有將鋼管彎曲成“S”形或“π”的補償器。這種用與供熱直管同徑的鋼管構成呈彎曲形狀的補償器，也總稱為彎管補償器。

彎管補償器的優點是製造方便；不用專門維修，因而不需要為它設定檢查室；工作可靠；作用在固定支架上的軸向推力較小。其缺點是介質流動阻力大，占地多。方型補償器在供熱管道上套用很普遍。安裝彎管補償器時，經常採用冷拉(冷緊)的方法，來增加其補償能力或減少對固定支座推力的目的。

套管(筒)補償器

套管補償器，又稱填料式補償器。有單向和雙向兩種，圖3所示為單向套管補償器。補償器的芯管(又稱導管)直徑與連線的管道直徑相同，芯管可在補償器的套管內移動，從而起到吸收管道熱量伸長量的作用。在芯管與套管之間的環形縫隙內裝填料，端環使填料靠實，用壓蓋將填料壓緊，以保證芯管移動時不出現介質滲漏。常用的填料有方形浸油石棉盤根塗石墨和耐熱橡膠。

套管補償器適用於工作壓力小於或等於1.6MPa，工作溫度低於300℃的管道，補償器與管道的連線採用焊接。

套管補償器的補償能力大，占地小。缺點是軸向推力大，易發生介質泄漏，故需經常檢修、更換填料；當管路出現橫向彎曲或位移時，易造成芯管卡住，不能自由活動。故套管補償器只可裝設在直線管路上，並應安裝在固定支架近旁，在活動側管路上還要設定導向支座。

球形補償器

它由球體及外殼組成。球體與外殼可相對摺曲或旋轉一定的角度(一般可達30)，以此進行補償，兩個配對成一組，如圖4所示。球形補償器的球體與外殼間的密封性能好，壽命更長，能作空間變形，補償器能力大，適用於架空敷設上。

波紋管補償器

波紋管補償器是利用波紋形管壁的彈性變形來吸收管道的熱膨脹，故又稱其為波形補償器。波紋管補償器的形式很多，有軸向型、鉸鏈型、萬向型等，以及單式和複式等。圖5(1-端管；2-導流管；3-波紋管；4-限位拉桿；5-限位螺母)所示是供熱管道上最常用的軸向型波紋管補償器。這種補償器的體積小，重量輕。占地面積和占用空間小，易於布置，安裝方便。由於在波紋管內側裝有導流管，減小了流體的流動阻力，同時也避免了介質流動對波紋管壁面的沖刷．使波紋管的使用壽命延長了許多。在採用不鏽鋼波紋管後，補償器的性能和壽命又提高了許多。波紋管補償器具有良好的密封性能，與套管補償器相比，它不需要進行維修，承壓能力和工作溫度都比較高。因此，在供熱管道補償器設計中經常採用。波紋管補償器在國內已有專業生產廠，產品的最大規格為DN2400mm，最大公稱壓力為2.5MPa，最高使用溫度可達450℃。但波紋管補償器還存在補償能力小的缺點，其價格也較貴，致使使用成本偏高。