一、補償器的由來

當管道輸送介質(zhì)或管道所處環(huán)境有溫度變化時，管道由溫度引起的熱脹冷縮是不可避免的，如果不采取一定的方式補償該尺寸變化，將會在管壁內(nèi)產(chǎn)生很高的應力，通過管道傳至固定管架或設備，當溫差過某一范圍時，溫差應力大于管子可承受的應力范圍，這時就必須考慮西安補償器的補償問題。

二、補償器的作用

在管系補償設計中，最為經(jīng)濟的是自然補償，自然補償是利用管道的自然彎曲形狀所具有的柔性來補償熱位移，顯然自然補償?shù)哪芰κ怯邢薜?，當自然補償不能滿足要求時，通常應考慮設置金屬波紋管膨脹節(jié)等補償裝置。

管系所受載荷主要是外力載荷（管道及流動介質(zhì)自重，內(nèi)壓，風載，地震荷載等）和位移載荷，設置管道補償器的目的在于消除外載作用在設備或管道上的作用力，且可把復雜管系分隔成形狀比較簡單，獨立膨脹的管段，保證膨脹節(jié)的最佳使用效果。管道補償器可以補償吸收管道軸向、橫向、角向熱變形，吸收設備振動，減少設備振動對管道的影響，吸收地震、地陷對管道的變形量。補償器應用于大型場館的冷熱管道系統(tǒng)、鋼鐵廠、火力發(fā)電廠、等排煙脫硫，除塵設備，空氣加熱，助流鼓風等設備的出入口處，因此各種補償器得到大力推廣應用。

三、幾種常見補償器的分析

（一）波紋補償器

1、波紋補償器的含義：

波紋補償器是利用波紋管的彈性元件的有效伸縮變形來吸收管線、導管或容器由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化的一種補償裝置，屬于一種補償元件。

2、波紋補償器的分類：

波紋補償器（波紋管）按位移形式分類，基本可分為軸向型、橫向型、角向型及壓力平衡型波紋膨脹節(jié)（波紋管）。

按是否能吸收管道內(nèi)介質(zhì)壓力所產(chǎn)生的壓力推力（盲板力）分類，可分為無約束型波紋膨脹節(jié)（波紋管）和有約束型波紋膨脹節(jié)（波紋管）。

按波紋補償器的波形結(jié)構(gòu)參數(shù)分類，可分為U形、Ω形、S形、V形波紋膨脹節(jié)（波紋管），當前國內(nèi)外的膨脹節(jié)（波紋管）產(chǎn)品以采用U狀波形結(jié)構(gòu)者居多。

3、波紋補償器的優(yōu)點：

結(jié)構(gòu)緊湊，占空間較少，可直埋；缺點是制造比較困難、耐壓低、補償能力小。其補償能力與波形管的外形尺寸、壁厚和管徑大小有關：壓力越高、波壁越厚、管徑越小、其剛性越大，補償能力越小。波形補償器一般用于公稱壓力≤1.0MPa、公稱直徑≥150mm的場合，也可用于常壓和低壓的大口徑管道。在鍋爐煙風管道中應用的可以達到DN4000mm。

4、波紋補償器的缺點：

波紋補償器管壁較薄不能承受扭力、振動，安全性差；設備投資高、設計要求嚴、施工安裝精度高、往往達不到預期壽命；軸向型波紋補償器對固定支架產(chǎn)生壓力推力，造成固定支架推力大，從而造價高。

5、波紋補償器的應用條件：

波紋補償器不能承重，應單獨吊裝，除非對波紋補償器采用加固措施，否則不允許波紋補償器與管道焊后一起吊裝。在安裝中應按照廠家推薦的數(shù)據(jù)來正確設計波紋補償器的度，在任何情況下不能拉伸或壓縮或扭轉(zhuǎn)波紋管去補償安裝偏差，以免影響波紋補償器的正常功能，降低使用壽命和增加管系、設備接管及支撐構(gòu)件的載荷。膨脹節(jié)周圍要留有足夠的空間，以保證膨脹節(jié)在設計范圍內(nèi)能自由運動。

（二）旋轉(zhuǎn)補償器

1、旋轉(zhuǎn)補償器的優(yōu)點

（1）產(chǎn)品安全性能高：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，旋轉(zhuǎn)補償器采用的是雙密封形式，一面為端密封，一面為環(huán)密封；

（2）設計方便：設計熱網(wǎng)時，波紋管補償器補償?shù)臈l件較苛刻，必須遵循五大黃金原則，套筒補償器要“嚴格找中”的原則，并要考慮波紋管補償器、套筒補償器的應力、盲板力等。旋轉(zhuǎn)補償器的型式多樣，可根據(jù)管道的走向不同，選擇適合的旋轉(zhuǎn)補償器型式，即可解決管道的補償問題；

（3）產(chǎn)品的壽命長：產(chǎn)品的壽命可達20年以上；

（4）補償量大：補償量可達1800 mm（其他的補償器，如波紋管補償器的補償量最大補償量在300～400 mm），對于DN 200以上的管線，單邊補償量可達到130～200 m，對于≤DN 200的管線，單邊補償量可達到100～130 m，可以長距離輸送蒸汽管線補償使用；

（5）管道運行經(jīng)濟性高：使用旋轉(zhuǎn)補償器補償，由于補償器補償距離增長，比自然補償和套筒補償減少彎頭，從而減少壓降，使熱網(wǎng)的管損減少，作為長距離輸送熱網(wǎng)的主要補償方式之一；

（6）安裝方法和型式多樣化：根據(jù)管線的走向，結(jié)合現(xiàn)場的地形，選擇旋轉(zhuǎn)補償器補償?shù)男褪?，解決蒸汽管道的補償問題，工程安裝方便，無需冷拉、預緊等施工工藝，對焊即可；

（7）投資省：因旋轉(zhuǎn)補償器的補償距離長，采用的補償器數(shù)量減少，且對土建的固定墩推力小，固定墩的設置數(shù)量比較少，固定墩的規(guī)模比較小，大大節(jié)省了土建的投資，與其它的西安補償器相比，工程總投資要節(jié)約20%～40%，經(jīng)濟效益可觀。

2、旋轉(zhuǎn)補償器的應用條件：

旋轉(zhuǎn)補償器在管道上一般按200～500m安裝1組（可根據(jù)自然地形確定），有10多種安裝形式，可根據(jù)管道的走向確定布置形式。采用該型補償器后，固定支架間距增大，為避免管段撓曲要適當增加導向支架；為減少管段運行的摩擦阻力，在滑動支架上應安裝滾動支座。

（三）方型補償器

1、方型補償器的含義

方型補償器也叫方脹力或脹力彎，由管子彎制的彈性變形吸收管道的熱膨脹。制作方形補償器必須選用質(zhì)量好的無縫鋼管，整個補償器最好用一根管子煨制而成。

2、方形補償器的優(yōu)點：

（1）制造安裝方便，與套筒補償器和波紋補償器相比，作用在固定支架上的軸向推力較小，熱補償量較大，適用于各種壓力和溫度條件；

（2）安全性較高，正常運行中無需維護，不需要設置檢查井。

3、方型補償器的應用條件：

安裝方形補償器時，為減小補償器的變形彈力和提高補償能力，須將其外臂預先拉開一定的長度，再安裝在管道上。

四、補償器安裝和使用要求

1、補償器在安裝前應先檢查其型號、規(guī)格及管道配置情況，必須符合設計要求；

2、對帶內(nèi)套筒的補償器應注意使內(nèi)套筒子的方向與介質(zhì)流動方向一致，鉸鏈型補償器的鉸鏈轉(zhuǎn)動平面應與位移轉(zhuǎn)動平面一致；

3、需要進行“冷緊”的補償器，預變形所用的輔助構(gòu)件應在管路安裝完畢后方可拆除；

4、嚴禁用金屬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，應盡快拆除金屬波紋補償器上用作安裝運輸?shù)狞S色輔助定位構(gòu)件及緊固件，并按設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，應保證各活動部位的正常動作；

8、水壓試驗時，應對裝有西安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，要注意充水時是否需要增設臨時支架；

9、水壓試驗結(jié)束后，應盡快排波殼中的積水，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不含氯。