一、波紋補償器的有關(guān)技術(shù)條件說明

1、 所列產(chǎn)品的撓性元件－金屬波紋管，其制造材料為奧氏體型不銹鋼（ 0Cr19Ni9 ， 1Cr18Ni9Ti ），當(dāng)接管與法蘭材料為炭鋼時，產(chǎn)品工作溫度范圍為－ 20 ℃～ 400 ℃；當(dāng)接管與法蘭為不銹鋼時，產(chǎn)品工作溫度范圍為－ 250 ℃～ 600 ℃；加襯耐溫層后，產(chǎn)品可承受介質(zhì) 800 ℃～ 1200 ℃以上的高溫，我們也可根據(jù)用戶的需要采用其他金屬和纖維材料制造專用補償器。

2、 補償量、剛度的溫度修正

樣本所列各參數(shù)是在 20 ℃情況下計算得出的，若補償器實際使用溫度與 20 ℃不同，可按表一、表二提供的系數(shù)，對補償量 X 。、 Y 。、θ。及剛度 K 實施修正，以便確定補償器的實際補償量和剛度。

溫度對補償量的修正系數(shù) f 1表一

例 1 ：求 N ＝ 3000 次、 t ＝ 300 ℃時， 0.6TNY250*6J 補償器的軸向補償量及剛度。

查樣本：軸向補償量： X0 ＝ 89 ；

軸向剛度 Kx ＝ 228N/mm

經(jīng)修正： x ′＝ f1*X0 ＝ 1.025*89 ＝ 91.225mm

K ′＝ f2*Kx ＝ 0.901*228 ＝ 205.43N/mm

例 2 ：求 N ＝ 2000 次、 t ＝ 300 ℃時， 0.6DLB250*2000F 補償器的橫向補償量及橫向剛度。

查樣本：橫向補償量： Y0 ＝ 287mm

橫向剛度： Ky ＝ 5N/mm

經(jīng)修正： Y ′＝ f1*X0 ＝ 1.025*287 ＝ 294.18mm

Ky ′＝ f2*Ky ＝ 0.901*5 ＝ 4.51N/mm

3、 勞破壞次數(shù)、安全壽命與補償量

為方便用戶合理的選擇產(chǎn)品，樣本中給出了補償器在諸疲勞破壞次數(shù)下的補償量，如：軸向型的補償器，樣本中列出了疲勞破壞次數(shù) N 為 1500 次， 3000 次， 15000 次時的補償量；拉桿橫向補償器、鉸連補償器、直管壓力平衡補償器，樣本中列出了疲勞破壞次數(shù) N 為 15000 次時的補償量；曲管壓力平衡補償器，樣本中列出了疲勞破壞次數(shù) N 為 4500 次時的補償量。用戶可根據(jù)產(chǎn)品工作的環(huán)境與使用壽命來選擇不同疲勞次數(shù)下的補償量。

疲勞破壞次數(shù)時根據(jù)波紋管的結(jié)構(gòu)參數(shù)、補償量和壓力值，通過計算和實驗驗證而確定的。由于波紋管的疲勞問題比較復(fù)雜，其數(shù)值散布度較大，因此_有關(guān)標準規(guī)定，在確定補償器的安全疲勞次數(shù)［ N ］時，要有 15 倍的安全系數(shù)，即

［ N ］＝ N/15

［ N ］－安全疲勞壽命

N －疲勞破壞次數(shù)

若用戶實際選用的疲勞次數(shù)與樣本所列的疲勞次數(shù)不符時，請按表三、表四給出的系數(shù)進行修正。

例 3 ：求 0.6TNY250*6F 波紋補償器在 N ＝ 4500 次時的軸向補償量。

查樣本： N ＝ 15000 次時， X0 ＝ 63mm

經(jīng)修正： N ＝ 4500 次時， X ＝ f3*X0 ＝ 1.33*63 ＝ 83.79mm

如果管系的位移變化循環(huán)是多種的，此時可用積累疲勞計算的方法來估算。疊加利用系數(shù)用 U 來表示： U ＝ U1 ＋ U2 ＋ …… ＝ n1/ ［ N1 ］ +n2/ ［ N2 ］＋ ……

當(dāng) U 小于 1 時，補償器的疲勞性能是安全的。

上式中： U1 ， U2…… ，分別為每一循環(huán)類型的利用系數(shù)；

n1 ， n2 ， …… ，分別為每一循環(huán)類型的循環(huán)次數(shù)；

［ N1 ］，［ N2 ］， …… ，分別是每一循環(huán)類型的安全疲勞壽命，［ N1 ］＝ N1/15 ；

N1 ， N2…… ，分別是每一循環(huán)類型的疲勞破壞次數(shù)。

4、 位移量合成：

樣本中諸系列表中給出的軸向位移量 X0 ，橫向位移量 Y0 和角向位移量 θ 0 ，是各種形式補償器的額定位移量，是單獨實施該位移的_位移范圍。若該補償器要進行兩種或兩種以上的位移，則補償量的選取要符合下列關(guān)系式：

X1/X0 ＋ Y1/Y0 ＋θ 1/ θ 0 ≤ 1

X0,Y0, θ 0 ——為某一破壞次數(shù)下單獨進行軸向、橫向及角向補償時的相應(yīng)補償量（由樣本上查找，并修正得到）。

X1 ， Y1 ，θ 1 ——為該疲勞次數(shù)下同時存在的軸向、橫向及角向補償量的實際值。

5、 內(nèi)套筒的選擇：

可以減少補償器內(nèi)流體、介質(zhì)的流阻和防止介質(zhì)高速流動引起波紋的誘發(fā)震動。內(nèi)套筒的存在對補償器的橫向和角向位移的補償量有影響。

6、 補償器的預(yù)變形：

為了使補償器處于一個良好的工作位置和減少管架受力，可對補償器在安裝前進行“預(yù)變形”。軸向補償器的軸向預(yù)變形量Δ X 由下式確定：

Δ X ＝ X ［ 1/2-（T0-Tmin）/（Tmax-Tmin） ］

X －軸向補償量 mm 。

T0 －安裝溫度

Tmax ＝_使用溫度

Tmin －_使用溫度

Δ X 為正值時，表示“預(yù)拉”，Δ X 為負值時，表示“預(yù)壓”。“預(yù)變形”是否進行由系統(tǒng)設(shè)計確定，若用戶需要，只要在合同上注明預(yù)變形量，我們可按“預(yù)變形”長度交付補償器。

橫向補償器和角向補償器的冷緊量可取實際補償量的一半，即 1/2Y 或 1/2 θ， “預(yù)變形”是反方向“冷緊”。橫向補償量 Y0 很大時，需要進行“冷緊”，橫向補償量較小時，可不進行冷緊。

二、典型管段與補償器選型

工程管路系統(tǒng)設(shè)計由于受到各方面的制約是相當(dāng)復(fù)雜的。但是，_復(fù)雜的管系都可以通過固定管架的設(shè)置，將其分成苦干形狀相對簡單的單獨管段。如：直線型， L 、 Z 、 ? 型管段等。再根據(jù)這些相對簡單的管段來確定管系的變形補償，來選擇補償器。

補償器的種類很多，正確的選型非常重要。管系設(shè)計一開始既在管系走向、支撐體系（包括固定管架、導(dǎo)向管架等）設(shè)計的同時，_要綜合考慮補償器的選型和配置。只有這樣才能_管系的設(shè)計安全、合理、可靠和經(jīng)濟。

以波紋管為核心撓性元件的補償器。在管線上可作軸向、橫向和角向三個方面的補償。內(nèi)壓補償器從其性能上看可以作三個方向的位移，但由于受到套管等附件的限制，往往只能作軸向位移。因此，用戶在選用訂貨時需注明所需幾個方面的位移量，以便正確的選用和供貨。

本系列產(chǎn)品中，軸向型補償器用以吸收管路軸向位移，大拉桿橫向位移補償器吸收垂直于補償器軸線的橫向位移，小拉桿橫向位移補償器適用于吸收橫向位移，也可以吸收軸向，角向和任意三個位移的組合，鉸連補償器以兩個或三個配套使用，用以吸收單平面一個方向或多個方向上的橫向變形。

1 ．管系管架名稱、代號、符號

2 ．補償器名稱、代號、符號

三、補償器對管系及管架設(shè)計的要求

1 、軸向型補償器

（ 1 ）、安裝軸向型補償器的管段，在管道的盲端、彎頭、變截面處，裝有截止閥或減壓閥的部位及側(cè)支管線進入主管線入口處，都要設(shè)置主固定管架。

主固定管架要考慮波紋管靜壓推力及變形彈性力的作用。推力的計算公式如下：

F P =100 · P · A

F P ——補償器軸向壓力推力（ N ）；

A ——對應(yīng)于波紋管平均直徑的有效面積（ cm 2 ），查樣本；

P ——此管段管道_壓力（ MPa ）；

軸向彈性力的計算公式如下：

F X =f · K X · X

F X ——補償器軸向彈性力（ N ）；

K X ——補償器軸向剛度（ N/mm ）

X ——補償器實際應(yīng)用的軸向補償量（ mm ）

f ——系數(shù)，當(dāng)“預(yù)變形”（包括預(yù)變形量△ X=0 ）時， , 否則 f=1 ，管道除上述部位外，可設(shè)置中間固定管架。中間固定管架可不考慮壓力推力的作用。

（ 2 ）、在管段的兩個固定架之間，僅能設(shè)置一個軸向型補償器。

（ 3 ）、固定管架和導(dǎo)向管架的分布推薦按下圖配置。

固定管架 _導(dǎo)向架 _導(dǎo)向架 其他導(dǎo)向架

D ——管道公稱直徑

補償器是一端應(yīng)靠近固定管架，若過長則要按_導(dǎo)向架的設(shè)置要求設(shè)置導(dǎo)向架，其它導(dǎo)向架的_間距可按下式計算：

LGmax ——_導(dǎo)向間距（ m ）；

E ——_材料彈性模量（ N/cm 2 ）；

I ——和道斷面慣性矩（ cm 4 ）；

K X ——補償器軸向剛度（ N/mm ），查樣本；

X 0 ——補償器客定位稱量（ mm ），查樣本；

P ——工作壓力（ N/cm 2 ）；

A ——波紋管有效面積（ cm 2 ）；

當(dāng)補償器壓縮變形時，符號為“ + ”，拉伸變形時，符號為“－”。當(dāng)管道壁厚按標準壁厚設(shè)計時， Lgmax 可按有關(guān)標準選取。

2 、橫向型及角向型補償器。

（ 1 ）裝在管道變頭附近的橫向型補償器，兩端各設(shè)一導(dǎo)向支座，其中一個宜是平面導(dǎo)向管座，其上、下活動時間隙按下式計算：

e ——活動間隙（ mm ）；

L ——補償器有效長度（ mm ）；

△ Y ——管段熱膨脹量（ mm ）；

△ X ——不包括 L 長度在內(nèi)的垂直管段的膨脹量（ mm ）。

（ 2 ）角向型補償器宜兩個或三個為一組配套使用，用以吸收管道的橫向位移。對 Z 形和 L 型管段兩個固定管架之間，只允許安裝一個橫向型補償器或一組角向型補償器。此時平面鉸連銷的軸線_垂直于彎曲管段形成的平面。

裝有一組鉸連補償器的管段，其平面導(dǎo)向架的間隙 e 亦可按上式計算，但是 L 長度應(yīng)為兩補償器鉸連軸之間的距離，△ X 是整個垂直管段的熱膨脹量。

（ 3 ）補償器兩側(cè)的導(dǎo)向支座應(yīng)接近補償器，支座的型式應(yīng)使補償器能定向運動。

3 、無約束型波紋補償器

（ 1 ）由于無約束型波紋補償器自身具有強力支撐和定向性能，大大寬松了安裝要求。無約束型波紋補償器不必按其他軸向型補償器通常要求的全線鋼管安裝后再割下和補償器等長管道的方法。

（ 2 ）無約束型波紋補償器要求靠近固定支架安裝，在兩個固定支架間距內(nèi)設(shè)置三個導(dǎo)向架，但_了補償器對導(dǎo)向支架 4D 、 14D 、 Lmax 的要求，在小于等于一半固定支架間距內(nèi)，所有導(dǎo)向支架間距任意。

補償一端應(yīng)靠近固定管架，若過長則要按_導(dǎo)向架的設(shè)置要求設(shè)置導(dǎo)向架，其它導(dǎo)向架的_間距可按下式計算：

Lgmax ——_導(dǎo)向間距（ m ）； E ————管道材料彈性模量（ N/cm2 ）；

I ————管道斷面慣性矩（ cm4 ）；

KX ———補償器軸向剛度（ N/mm ），查樣本；

X0 ———補償器額定位移量（ mm ）查樣本。

當(dāng)補償器壓縮變形時，符號為“ + ”，拉伸變形時，符合為“ - ”。當(dāng)管道壁厚按標準壁厚設(shè)計時， Lgmax 可按有關(guān)標準選取。

四、橫向型及角向型補償器

1 、裝在管道彎頭附近的橫向型補償器，兩端各設(shè)一導(dǎo)向支座，其中一個宜是平面導(dǎo)向管座，其上、下活動間隙按下式計算：

ε——活動間隙（ mm ）；

L ———補償器有效長度（ mm ）；

△ Y ——管段熱膨脹量（ mm ）；

△ X ——不包括 L 長度在內(nèi)的垂直管段熱膨脹量（ mm ）；

2 、角向型補償器宜兩個或三個為一組配套使用，用以吸收管道的橫向位移，對 Z 形和 L 形管段兩個固定管架之間，只允許安裝一個橫向型補償器或一組角向型補償器。此時平面鉸連銷的軸線_垂直于彎典管段形成的平面（萬向鉸連補償器不受此限制）。

裝有一個組鉸連補償器的管段，其平面導(dǎo)向架的間隙ε亦可按上式計算。但是 L 長度應(yīng)為兩補償器鉸連軸之間的距離，△ X 是整個垂直管段的熱膨脹量。

3 、補償器兩側(cè)的導(dǎo)向支座應(yīng)接近補償器，支座的型式應(yīng)使補償器能定向運動。

五、波紋補償器安裝和使用要求

1 、補償器在安裝前應(yīng)先檢查其型號、規(guī)格及管道配置情況，_符合設(shè)計要求。

2 、對帶內(nèi)套筒的補償應(yīng)注意使內(nèi)套筒的方向與介質(zhì)流動方向一致，鉸連型補償器的鉸連轉(zhuǎn)動平面應(yīng)與位移轉(zhuǎn)動平面一致。

3 、需要進行“冷緊”的補償器，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 、嚴禁用波紋補償器變形的方法來調(diào)整管道的安裝超差，以免影響補償器的正常功能、降低使用壽命及增加管系、設(shè)備、支承構(gòu)件的載荷。

5 、安裝過程中，不允許焊渣飛濺到波殼表面，不允許波殼受到其它機械損傷。

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

7 、補償器所有活動元件不得被外部構(gòu)件卡死或限制其活動范圍，應(yīng)_各活動部位的正常動作。

8 、水壓度驗時，應(yīng)對裝有補償器管路端部的次固定管架進行加固，使管路不發(fā)生移動或轉(zhuǎn)動。對用于氣體介質(zhì)的補償器及其連接管路，要注意充水時是否是需要增設(shè)臨時支架。水壓試驗用水清液的氯離子含量不_ 25PPM 。

9 、水壓試驗結(jié)束后，應(yīng)盡快排盡波殼中的積水，并迅速將波殼內(nèi)表面吹干。

10 、與補償器波紋管接觸的保溫材料應(yīng)不含氯離子。