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关于直埋管补偿 技术探讨 一、轴向外压型波纹管补偿器的工作原理 二、什么是补偿器的预拉伸？ 三、补偿器的补偿量是如何计算的？ 四、什么叫补偿性弯头？它是如何做到对管道变形补偿的？ 五、如何选用蒸汽直埋管 六、补偿器安装的一般规定 一、轴向外压型波纹管补偿器的工作原理 当管道受到外界温度影响时，会产生一定长度的变形，补偿器波纹管在其弹性变形范围内，改变其波节形状，用轴向的变形来消除管道的变形量和管道位移所产生的应力，以确保管道在工作时不会产生横向位移。 其原理如图： 二、什么是补偿器的预拉伸？ 当补偿器生产好，经检验合格，在出厂前，按需方设计要求，对补偿器施加一定的外力，在其波纹管弹性范围内和管道的变形方向，改变补偿器的原有尺寸，使补偿器具有一个预先的变形量。 为什么按照生产标准合格的补偿器还要做预拉伸要求? 因为每一个补偿器的补偿量，根据需方要求是一个定数，它的变形还原次数都是有一定的次数规定，为了增加其使用寿命，缓减疲劳强度，当管道初始变形时，补偿器不是因受到管道变形时产生的力量而改变其波纹间尺寸，而是在管道前期变形时靠其自然回弹力，还原其原有形状。当管道继续发生变形时，才会对补偿器的波纹管产生因外力所至的变形，这样就加大了补偿器的补偿量和其使用的寿命。 三、补偿器的补偿量是如何计算的？ ⊿L=L×W×0.012×1.1 注：⊿L补偿量（单位mm） L管道节点间距离（单位m） W介质温度（单位℃） 0.012膨胀系数 1.1设计系数 反之，则可因知道了管线节点间的补偿量要求，就能计算出节点间应具有的长度，合理控制安装尺寸，从而达到设计的要求和满足管道运行时的工况。 四、什么叫补偿性弯头？ 它是如何做到对管道变形补偿的？ 当管道节点之间的距离较小时，从经济与成本的角度考虑，在能满足管道变形量的条件下，设计上一般采用自然补偿的方法来安装管道。这时管道因变形所产生的位移量全部集中在弯头处，因目前蒸汽直埋管全部采用钢套钢管中管，工作管与外套管之间的空间是有限的，为了给管道变形位移在弯头处留有一定的空间，弯头处的外套管就必须比直管的外套管大。 给管道变形位移预留空间应为： 补偿性弯头外套管的内径－非补偿性弯头外套管的外径。 但有一点必须强调，因为当管道受力膨胀发生位移时，其位移方向是向着弯头外弯处产生位移量，固其预留空间准确地讲应为：补偿性弯头外套管外弯的内壁与原非补偿性弯头外套管外弯的外壁之间的距离（如图中红色箭头所示）。这就须要弯头的外套管两端与直管接口处在生产时选用偏心变径大小头，以确保弯头外弯处的预留补偿空间尺寸达到设计要求。 其效果如图： 这样的弯头就叫做补偿性弯头。 另为了降低管道在转弯处对蒸汽输送所产生的阻力，及改善蒸汽对管道的冲刷力度，只要有足够的安装空间，所有蒸汽输送管在安装时，弯头均应使用煨制弯头，弯头的弯曲半径必须是： R=4D（R–弯头的弯曲半径，D工作管的公称直径） 五、如何选用蒸汽直埋管 根据不同的生产和使用情况，蒸汽直埋管有两种，即滚动托架与平面滑动托架。 当设计在直管段采用补偿器做补偿时，可选用滚动托架管，因这时管道所发生的位移只有轴向位移，并不会产生横向位移，滚动托架管即可满足管道的轴向位移。 如图： 滚动托架直埋管示意图： 当节点距离较短，设计采用自然补偿时，必须选用平面滑动支架管，这时管道因受弯头两端直管段变形的影响，不光有纵向的位移，还有横向的位移，为了给管道变形留有一定的空间，减少发生不必要的横切应力，故而必须采用平面滑动支架置埋管。 如图： 平面滑动托架直埋管示意图： 自然补偿管道膨胀位移示意图： 六、补偿器安装的一般规定 1、补偿器补偿量的规定 根据《动力管道手测》的相关规定，补偿器的补偿量应小于等于工作管径的1.5倍。 2、补偿器安装的一般要求 A、每一节点内只能安装一个补偿器，不允许为了达到其节点的膨胀量而安装两个补偿器。 B、补偿器的不可动端必须和固定节直接连接。不可远离固定节连接，以造成固定节与补偿器之间的管道因热膨胀产生横向推力。 另采用自然补偿的管段其固定节至弯头的安装最大距离应小于25m。 * * 注：黑色为刚生产好时的状态；红色为做过 预拉伸后的状态；蓝色为工作时的状态。 注：红线为工作管；黑线为外套管；蓝线为位移后的工作管。