波紋補(bǔ)償器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)技術(shù)條件說(shuō)明

一、波紋補(bǔ)償器的有關(guān)技術(shù)條件說(shuō)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(shí)，產(chǎn)品工作溫度范圍為－ 20 ℃～ 400 ℃；當(dāng)接管與法蘭為不銹鋼時(shí)，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(bǔ)償器。

2、 補(bǔ)償量、剛度的溫度修正

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

溫度對(duì)補(bǔ)償量的修正系數(shù) f 1表一

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

查樣本：軸向補(bǔ)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(shí)， 0.6DLB250*2000F 補(bǔ)償器的橫向補(bǔ)償量及橫向剛度。

查樣本：橫向補(bǔ)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(bǔ)償量

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

疲勞破壞次數(shù)時(shí)根據(jù)波紋管的結(jié)構(gòu)參數(shù)、補(bǔ)償量和壓力值，通過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證而確定的。由于波紋管的疲勞問(wèn)題比較復(fù)雜，其數(shù)值散布度較大，因此_有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在確定補(bǔ)償器的安全疲勞次數(shù)［ N ］時(shí)，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(shí)際選用的疲勞次數(shù)與樣本所列的疲勞次數(shù)不符時(shí)，請(qǐng)按表三、表四給出的系數(shù)進(jìn)行修正。

例 3 ：求 0.6TNY250*6F 波紋補(bǔ)償器在 N ＝ 4500 次時(shí)的軸向補(bǔ)償量。

查樣本： N ＝ 15000 次時(shí)， X0 ＝ 63mm

經(jīng)修正： N ＝ 4500 次時(shí)， 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(shí)可用積累疲勞計(jì)算的方法來(lái)估算。疊加利用系數(shù)用 U 來(lái)表示： U ＝ U1 ＋ U2 ＋ …… ＝ n1/ ［ N1 ］ +n2/ ［ N2 ］＋ ……

當(dāng) U 小于 1 時(shí)，補(bǔ)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(bǔ)償器的額定位移量，是單獨(dú)實(shí)施該位移的_位移范圍。若該補(bǔ)償器要進(jìn)行兩種或兩種以上的位移，則補(bǔ)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(dú)進(jìn)行軸向、橫向及角向補(bǔ)償時(shí)的相應(yīng)補(bǔ)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(shí)存在的軸向、橫向及角向補(bǔ)償量的實(shí)際值。

5、 內(nèi)套筒的選擇：

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

6、 補(bǔ)償器的預(yù)變形：

為了使補(bǔ)償器處于一個(gè)良好的工作位置和減少管架受力，可對(duì)補(bǔ)償器在安裝前進(jìn)行“預(yù)變形”。軸向補(bǔ)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(bǔ)償量 mm 。

T0 －安裝溫度

Tmax ＝_使用溫度

Tmin －_使用溫度

Δ X 為正值時(shí)，表示“預(yù)拉”，Δ X 為負(fù)值時(shí)，表示“預(yù)壓”。“預(yù)變形”是否進(jìn)行由系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(zhǎng)度交付補(bǔ)償器。

橫向補(bǔ)償器和角向補(bǔ)償器的冷緊量可取實(shí)際補(bǔ)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(bǔ)償量 Y0 很大時(shí)，需要進(jìn)行“冷緊”，橫向補(bǔ)償量較小時(shí)，可不進(jìn)行冷緊。

二、典型管段與補(bǔ)償器選型

工程管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(guò)固定管架的設(shè)置，將其分成苦干形狀相對(duì)簡(jiǎn)單的單獨(dú)管段。如：直線型， L 、 Z 、 ? 型管段等。再根據(jù)這些相對(duì)簡(jiǎn)單的管段來(lái)確定管系的變形補(bǔ)償，來(lái)選擇補(bǔ)償器。

補(bǔ)償器的種類很多，正確的選型非常重要。管系設(shè)計(jì)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(jì)的同時(shí)，_要綜合考慮補(bǔ)償器的選型和配置。只有這樣才能_管系的設(shè)計(jì)安全、合理、可靠和經(jīng)濟(jì)。

以波紋管為核心撓性元件的補(bǔ)償器。在管線上可作軸向、橫向和角向三個(gè)方面的補(bǔ)償。內(nèi)壓補(bǔ)償器從其性能上看可以作三個(gè)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(shí)需注明所需幾個(gè)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(bǔ)償器用以吸收管路軸向位移，大拉桿橫向位移補(bǔ)償器吸收垂直于補(bǔ)償器軸線的橫向位移，小拉桿橫向位移補(bǔ)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(gè)位移的組合，鉸連補(bǔ)償器以兩個(gè)或三個(gè)配套使用，用以吸收單平面一個(gè)方向或多個(gè)方向上的橫向變形。

1 ．管系管架名稱、代號(hào)、符號(hào)

2 ．補(bǔ)償器名稱、代號(hào)、符號(hào)

三、補(bǔ)償器對(duì)管系及管架設(shè)計(jì)的要求

1 、軸向型補(bǔ)償器

（ 1 ）、安裝軸向型補(bǔ)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(jìn)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(jì)算公式如下：

F P =100 · P · A

F P ——補(bǔ)償器軸向壓力推力（ N ）；

A ——對(duì)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(jì)算公式如下：

F X =f · K X · X

F X ——補(bǔ)償器軸向彈性力（ N ）；

K X ——補(bǔ)償器軸向剛度（ N/mm ）

X ——補(bǔ)償器實(shí)際應(yīng)用的軸向補(bǔ)償量（ mm ）

f ——系數(shù)，當(dāng)“預(yù)變形”（包括預(yù)變形量△ X=0 ）時(shí)， , 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(gè)固定架之間，僅能設(shè)置一個(gè)軸向型補(bǔ)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(bǔ)償器是一端應(yīng)靠近固定管架，若過(guò)長(zhǎng)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(jì)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(bǔ)償器軸向剛度（ N/mm ），查樣本；

X 0 ——補(bǔ)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(bǔ)償器壓縮變形時(shí)，符號(hào)為“ + ”，拉伸變形時(shí)，符號(hào)為“－”。當(dāng)管道壁厚按標(biāo)準(zhǔn)壁厚設(shè)計(jì)時(shí)， Lgmax 可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取。

2 、橫向型及角向型補(bǔ)償器。

（ 1 ）裝在管道變頭附近的橫向型補(bǔ)償器，兩端各設(shè)一導(dǎo)向支座，其中一個(gè)宜是平面導(dǎo)向管座，其上、下活動(dòng)時(shí)間隙按下式計(jì)算：

e ——活動(dòng)間隙（ mm ）；

L ——補(bǔ)償器有效長(zhǎng)度（ mm ）；

△ Y ——管段熱膨脹量（ mm ）；

△ X ——不包括 L 長(zhǎng)度在內(nèi)的垂直管段的膨脹量（ mm ）。

（ 2 ）角向型補(bǔ)償器宜兩個(gè)或三個(gè)為一組配套使用，用以吸收管道的橫向位移。對(duì) Z 形和 L 型管段兩個(gè)固定管架之間，只允許安裝一個(gè)橫向型補(bǔ)償器或一組角向型補(bǔ)償器。此時(shí)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(bǔ)償器的管段，其平面導(dǎo)向架的間隙 e 亦可按上式計(jì)算，但是 L 長(zhǎng)度應(yīng)為兩補(bǔ)償器鉸連軸之間的距離，△ X 是整個(gè)垂直管段的熱膨脹量。

（ 3 ）補(bǔ)償器兩側(cè)的導(dǎo)向支座應(yīng)接近補(bǔ)償器，支座的型式應(yīng)使補(bǔ)償器能定向運(yùn)動(dòng)。

3 、無(wú)約束型波紋補(bǔ)償器

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

（ 2 ）無(wú)約束型波紋補(bǔ)償器要求靠近固定支架安裝，在兩個(gè)固定支架間距內(nèi)設(shè)置三個(gè)導(dǎo)向架，但_了補(bǔ)償器對(duì)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(bǔ)償一端應(yīng)靠近固定管架，若過(guò)長(zhǎng)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(jì)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(bǔ)償器軸向剛度（ N/mm ），查樣本；

X0 ———補(bǔ)償器額定位移量（ mm ）查樣本。

當(dāng)補(bǔ)償器壓縮變形時(shí)，符號(hào)為“ + ”，拉伸變形時(shí)，符合為“ - ”。當(dāng)管道壁厚按標(biāo)準(zhǔn)壁厚設(shè)計(jì)時(shí)， Lgmax 可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取。

四、橫向型及角向型補(bǔ)償器

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

ε——活動(dòng)間隙（ mm ）；

L ———補(bǔ)償器有效長(zhǎng)度（ mm ）；

△ Y ——管段熱膨脹量（ mm ）；

△ X ——不包括 L 長(zhǎng)度在內(nèi)的垂直管段熱膨脹量（ mm ）；

2 、角向型補(bǔ)償器宜兩個(gè)或三個(gè)為一組配套使用，用以吸收管道的橫向位移，對(duì) Z 形和 L 形管段兩個(gè)固定管架之間，只允許安裝一個(gè)橫向型補(bǔ)償器或一組角向型補(bǔ)償器。此時(shí)平面鉸連銷的軸線_垂直于彎典管段形成的平面（萬(wàn)向鉸連補(bǔ)償器不受此限制）。

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

3 、補(bǔ)償器兩側(cè)的導(dǎo)向支座應(yīng)接近補(bǔ)償器，支座的型式應(yīng)使補(bǔ)償器能定向運(yùn)動(dòng)。

五、波紋補(bǔ)償器安裝和使用要求

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

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

3 、需要進(jìn)行“冷緊”的補(bǔ)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(yán)禁用波紋補(bǔ)償器變形的方法來(lái)調(diào)整管道的安裝超差，以免影響補(bǔ)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(guò)程中，不允許焊渣飛濺到波殼表面，不允許波殼受到其它機(jī)械損傷。

6 、管系安裝完畢后，應(yīng)盡快拆除波紋補(bǔ)償器上用用安裝運(yùn)輸?shù)狞S色輔助定構(gòu)件及緊固件，并按設(shè)計(jì)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(bǔ)償能力。

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

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

9 、水壓試驗(yàn)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(bǔ)償器波紋管接觸的保溫材料應(yīng)不含氯離子。