當(dāng)熱力管道升溫時(shí),管道可能由于熱伸長或溫度應(yīng)力而變形或破壞。有必要在管上設(shè)置補(bǔ)償器以補(bǔ)償管道的熱伸長,從而減小管道管壁或閥門構(gòu)件和支架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力。由于補(bǔ)償器的種類較多合適使用在熱力管道補(bǔ)償器主要包括自然補(bǔ)償器,方形補(bǔ)償器,波紋管補(bǔ)償器,套筒補(bǔ)償器和球形補(bǔ)償器。前三個(gè)使用補(bǔ)償材料的變形來吸收熱延伸,而后兩個(gè)使用管道位移以吸收熱伸長。
1.自然補(bǔ)償器
自然補(bǔ)償器利用管道自然轉(zhuǎn)動(dòng)形成的幾何形狀的彈性來補(bǔ)償管道的熱膨脹,從而減小管道應(yīng)力。常見的自然補(bǔ)償器是L型和Z型自然補(bǔ)償器。
2.方形補(bǔ)償器
方形補(bǔ)償器通常是由四個(gè)90°無縫鋼管彎頭或機(jī)械彎頭組成的U形補(bǔ)償器,它們依靠彎管的變形來補(bǔ)償管段的熱伸長。方形補(bǔ)償器易于制造和安裝,不需要頻繁維護(hù),補(bǔ)償能力大。作用在固定點(diǎn)上的推力(即補(bǔ)償器的彈力)很小,可用于各種壓力和溫度條件。缺點(diǎn)是補(bǔ)償器的尺寸大,面積大。為了提高補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力(或減小位移),通常采用預(yù)先冷拉的辦法,一般預(yù)拉伸量為管伸長率的50%。在極限情況下,與沒有預(yù)拉動(dòng)相比,其補(bǔ)償能力可以翻倍。以下為方形補(bǔ)償器的類型圖。
3.套筒補(bǔ)償器
套筒補(bǔ)償器由填料密封殼體和套管組成。這兩個(gè)是同心設(shè)置和軸向補(bǔ)償?shù)?。有兩種形式的單向和雙向。套管通過密封環(huán)與外殼密封,密封圈壓在端環(huán)和壓蓋之間,以確保密封。填料由石棉夾緊銅線填料制成。更換填料時(shí),需要松開壓蓋,以便于維護(hù)。套筒補(bǔ)償器具有較大的補(bǔ)償能力,一般可達(dá)250~400mm,占地面積小,介質(zhì)流動(dòng)阻力小,成本低。適用于工作壓力小于或等于1.6MPa,工作溫度低于300°C的管道。補(bǔ)償器與管道采用焊接連接。
4.波紋管補(bǔ)償器
波紋管補(bǔ)償器是一種管狀補(bǔ)償裝置,其軸向波紋由多層或單層薄壁金屬管制成。波紋管補(bǔ)償器體積小,重量輕,占地面積小,空間小,易于安裝。波紋管補(bǔ)償器密封性能好,不需要維護(hù),承壓能力和工作溫度高,但補(bǔ)償能力小,價(jià)格高。為了使軸向波紋管補(bǔ)償器根據(jù)管道的軸向剛性伸縮,收緊器應(yīng)靠近固定支架放置,并應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向支架。引導(dǎo)支架應(yīng)采用整體管道的方式來控制橫向位移。并防止管道縱向變形。通常使用的軸向波紋管補(bǔ)償器通常用作標(biāo)準(zhǔn)管接頭,用于法蘭或焊接到管道上。
5.球形補(bǔ)償器
球形補(bǔ)償器具有良好的耐壓和耐溫性能,可適應(yīng)230°C的高溫和0.4MPa的壓力。使用壽命長,運(yùn)行可靠,占地面積小,基本無需維護(hù),補(bǔ)償能力大。操作過程中的變形應(yīng)力很小,這降低了對(duì)支撐的要求。