补偿器基本知识

国家标准：GB/T12777金属波纹管膨胀节通用技术条件GB16749压力容器波形膨胀节GB12522不锈钢波形膨胀节（船用）GJB1996管道用金属波纹管膨胀节通用规范GB/T14525金属波纹软管通用技术条件SH/T3412石油化工管道用金属软管选用、检验及验收SY/T4073储罐抗震用金属软管与波纹补偿器选用标准,基础标准：美国EJMA标准，GB150钢制压力容器系列标准,4.设计制造标准,国外标准：美国EJMA膨胀节制造商协会标准美国ASME第卷第一分册附录26压力容器和换热器膨胀节美国ASMEB31.3附录X金属波纹管膨胀节美国MILE管道用金属波纹管膨胀节通用规范（军用）俄罗斯21744多层金属波纹管技术条件俄罗斯23129带加强环金属波纹管技术条件英国BS6129金属波纹膨胀节德国AD压力容器规范B13单层波形膨胀节日本JISB2352波纹管膨胀节,现代工业生产中，设备和管路的热补偿技术是由各种补偿器实现的，并大多数采用金属波纹膨胀节（又称金属波纹补偿器）和金属波纹软管。金属波纹膨胀节的类型很多，但均以波纹管为核心元件，装配以各种结构件后组成，可以完成不同的功能。膨胀节的设计依据有两种：一是根据设计院提供的膨胀节参数表；二是根据设计院提供的管系图纸，进行管道应力分析，选择合适的膨胀节。,金属波纹膨胀节概述,波纹管是母线呈波纹形的回转体薄壁壳体（见下图）。,1波纹管定义,2波纹管类型,波纹管按成型工艺可分为以下5种类型：a.液压成型，是波纹管的最常用的成型方法。利用在管坯中的液体压力，使管坯在模具模片中胀形，直至沿环向出现屈服，然后再压缩管坯到所需的长度。主要适用于直径2000mm以内的波纹管产品。b.滚压成型波纹管，依靠设在管坯中的成形轮的滚压成形，主要用于大直径的波纹管产品。c.机械胀型，采用在管坯内部扩胀的胎具，逐个胀压波纹，适用的范围较广。d.焊接成型，适用于波高尺寸比较大的波纹管，承压能力差。e.沉积成型，利用电沉积方法将材料沉积到芯模上，然后熔蚀芯模，但成本太高，仅限于镍材。其中应用较广的是前三种。,3波纹管的用途,a.作为弹性元件，主要用于各类测量、调节、控制仪表的敏感元件、补偿元件、连接件和密封件。b.作为金属软管的柔性段，金属软管由波纹管、网套和接头三部分组成，其中波纹管是主体元件，起柔性作用。c.作为金属膨胀节（补偿器）的柔性段，膨胀节用的波纹管，主要用于补偿管路或设备因温差或温度波动造成的轴向、横向和角向位移。同时，也可以吸收机器设备进出口管道的振动。,4波纹管的常用材料,a.一般工况下，奥氏体不锈钢具有优良的机械性能、焊接性能和耐腐蚀性能，是最常用的材料。通常使用温度在550以下。b.使用温度超过550，介质腐蚀性较强时，可选用耐蚀合金或高温合金，例如Incoloy800、825（属Fe-Ni基合金）和Inconel600、625（属Ni基合金），国内型号NS111、NS142、NS312和NS336，另外，FN-2和B-315也可以使用。c.非金属材料，主要有橡胶、聚四氟乙烯和各种纤维织物。,膨胀节结构形式,主要吸收轴向位移，横向位移，角向位移以及复合位移，但补偿能力均比较有限不能承受管道内压推力,1通用内压型(单式轴向型),可吸收轴向与横向组合位移不能承受管道内压推力,2复式自由型,平面比例连杆式变形,万向比例连杆式变形,可吸收轴向位移,不能吸收横向位移不能承受管道内压推力,3外压单式轴向型,典型管系应用,吸收轴向位移,注：通用内压型在CAESARII中的模拟，要输入轴向刚度，横向刚度，有效直径（必须输入）。,可吸收轴向位移能承受管道内压推力,4直管压力平衡型,典型管系应用,注：直管压力平衡型在CAESARII中的模拟，要输入轴向刚度，横向刚度。不用输入有效直径（与通用内压型的区别）。,可吸收平面角位移能承受管道内压推力,5单式平面铰链型,可吸收横向位移能承受管道内压推力,6复式平面铰链型,角向变形,典型管系应用,CAESARII中的模拟,可吸收万向角位移能承受管道内压推力,7单式万向铰链型,可吸收横向位移能承受管道内压推力,8复式万向铰链型,横向变形,复式横向变形,典型管系应用,CAESARII中的模拟,可吸收90轴向位移能承受管道内压推力,10曲管压力平衡型,典型管系应用,可吸收横向位移及横向组合位移能承受管道内压推力,11复合直管压力平衡型,波纹金属软管概述,主要内容,金属软管的结构特点金属软管的标准、性能参数及应用金属软管的生产工艺金属软管的检验与试验金属软管安装注意事项,金属软管的结构特点,规格：DN6DN800材料：304、321、316L、INCOLOY825压力：真空35MPa温度：-196+600,金属软管的结构特点,波纹管是金属软管的核心元件。,金属软管的波纹管有两种形式:一种是环形金属软管，一种是螺旋形金属软管。,金属软管的结构特点,螺旋形金属软管波纹呈螺旋状的波纹管，在相邻的两波纹之间有一个螺旋升角，所有的波纹都可通过一条螺旋线连接起来。螺旋形波纹管选用薄壁不锈钢带通过连续剪裁、卷圆、自动焊接、自动成型加工而成。它具有连续的螺旋波形，无需对接焊。适用于静态场合适用和运动量不大的场合。一般长度比较长。,金属软管的结构特点,环形金属软管是波纹呈闭合圆环状的波纹管。环形波纹管选用薄壁不锈钢带通过连续剪裁、卷圆、自动焊接、自动成型加工而成。它具有连续的环状波形，柔性好、刚度小。受力时不易产生扭转应力，适用于运动场合和对寿命要求较高的场合。,金属软管的结构特点,网套,用于提高软管强度和预防其受机械损伤，保护软管的波纹管不被破坏，保证软管在轴向和径向静负荷及液体和气体沿管道流动时产生的脉动作用下的工作能力。金属丝网套在完成其基本功用即提高波纹管的稳定性的同时，还在振动阻尼方面起着重大作用。,钢丝网套,钢带网套,螺纹接头,金属软管的结构特点,金属软管的结构特点,法兰连接,金属软管的结构特点,专用接头,软管三大作用,补偿管道的位置移动,减少管道的安装应力,吸收管路系统的振动,减少管道的安装应力,在复杂的管路系统中，常常出现由于空间位置条件的限制，造成安装工作上的种种困难：成型的管子装不上去；弯过去、正过来，凑合装上去的管子，将不可避免地产生局部的冷校正。根据管子通径和现场的具体情况不同，冷校正量从几毫米至几十毫米，有的达数百毫米。实践证明，该量越大，其内应力也就越高，这些残留在管路系统中的安装应力，无疑地是极大隐息。,补偿管道的位置移动,在一般工业领域中，除压力、温度之外，还常常存在着一些如疲劳、腐蚀、振动、压迫、冲击等苛刻的条件，在这样的情况之下，用金属软管来补偿管道的位置移动是最合适的了。,吸收管路系统的振动,压缩机械设备运转条件下的振动，可能造成它的薄弱环节上零部件的早期失效，该振动着沿管道向外传导，可能产生系统的共振，使其它老部件遭到破坏。不仅如此，由于振动所产生的噪音还会给人们的身心健康带来极大的影响。因此，控制设备运转条件下的振动和防止它沿管道向外传导，是压缩机械设计的一个重要关键。金属软管能够吸收振动，它不仅可以提高系统疲劳破坏的能力，还可以达到降低噪音之效果。某些管路系统采用金属软管，原因就在于此。,金属软管的应用,1.石化行业：码头输油管线、站台装卸车用、贮罐与管路系统柔性连接、泵用金属软管等；2.冶金行业：转炉顶吹氧管和水管、轧机连铸机水管、油管、氧管和煤气管、高炉冷却系统、炼铁喷煤系统等；3.用于消防喷淋管、空调制冷机械；4.用于航空、航天器的管路系统；5.用于泵、阀类的密封件；6.取代紫铜管、橡胶管、塑料管等；7.双层真空绝热软管在冷疗机上的应用。,金属软管的生产工艺,波纹管成型,编网,气密试验,组装、焊接,检验,环形波纹管,端口封焊,焊接管接头,常规检验,螺旋形波纹管,金属软管的生产工艺,波纹管的成型,开卷,卷管,焊接,成型,机械编织网套方式,手工编织网套方式,金属软管的检验与试验,常规检验,特种试验和典型试验,尺寸检验,外观检验,常规试验,耐压试验,爆破试验,气密试验,弯曲试验,高温下压力试验,为了满足特种要求所进行的试验是根据使用条件来确定的。为全面地考证需作特种试验的金属软管是否能够满足使用要求。,金属软管的检验与试验,外观检验,表面质量波纹管表面不允许有剥层、气泡、夹杂、氧化皮、锈斑、裂纹、尖角凹坑、尖锐折叠等缺陷，也不允许有深度大于壁厚的压痕、深度大于壁厚下偏差的划伤。焊缝质量：纵焊缝的焊接质量应符合GB/T12469中II级规定，环焊缝的焊接质量应符合GB/T12469中III级规定。软管接头密封表面不允许有裂纹、擦伤、毛刺、砂眼、焊渣等缺陷。软管内、外表面应清洁干燥，不允许有锈蚀、铁屑等残余物存在。网套与波纹管应贴合，波纹管表面不允许有碰伤、焊渣等缺陷。钢带网套的网花应均匀分布，漆表面应平整光滑，不允许有折叠、扭曲等缺陷。,金属软管的检验与试验,尺寸检验,尺寸偏差,软管接口尺寸应符合图样或相应标准规定。,连接尺寸,金属软管的检验与试验,常规试验,耐压