《热力管道用金属波纹管补偿器》

中国城镇供热协会发布 1 1 24补偿量及分级 35结构和形式 36型号和标记 7设计 附录A(规范性)波纹管补偿器监测系统 附录B(规范性)→次怦波纹管补偿器 附录C(规范性)波纹管补偿器预制保温 附录。(资料性〉常用波纹管材料对照表 附录E(规范性)选型、安装与维护 GB/T8923.1-2011涂覆涂料前钢材表面处23波纹管的波距变化率超出预定值(平面失稳)、波纹管轴线出现横向挠曲(柱失稳)、波纹管波峰出现塌陷(周向失稳)等失去使用功能的现象。4.1波纹管补偿器轴向、横向补偿量分级应符合表1的规定。表1轴向、横向补偿量分级表公称尺寸轴向、横向补偿量分级注1:轴向补偿量分级为轴向型波纹管补偿器的轴向位移范围；注2:横向补偿量分级仅适用于复式拉杆型波纹管补偿器的横向位移范围；注3:具体补偿量或补偿量超出表中规定值时，应根据其结构型式按GB/T12777设计计算确定。4.2波纹管补偿器角向补偿量分级应符合表2的规定。注1:角向补偿量分级为补偿器角位移范围；注2:具体补偿量或补偿量超出表中规定值时，应根据其结构型式按GB/T12777设计计算确定。5结构5.1结构分类波纹管补偿器结构按约束压力推力分为非约束型和约束型两类，波纹图例1非约束型2图23图34内压轴向型波纹管补偿器图45图56图67约束型图78图89图9图104图11图12图135.2非约束型波纹管补偿器非约束型波纹管补偿器主要包括以下类型：a)外压轴向型波纹管补偿器，结构示意见图1;b)单向外压轴向直埋型波纹管补偿器，结构示意见图2;c)双向外压轴向直埋型波纹管补偿器，结构示意见图3;d)内压轴向型波纹管补偿器，结构示意见图4);e)单向内压轴向直埋型波纹管补偿器，结构示意见图5;f)双向内压轴向直埋型波纹管补偿器，结构示意见图6。图1外压轴向型波纹管补偿器(WZ)结构示意1——端管(1);2——聚乙烯接管(1);3——钢塑过渡接管；4——预制保温层(1);8——波纹管；9——保温层外护管；12——预制保温层(2);13——聚乙烯接管(2);15——端管(2)。图2单向外压轴向直埋型波纹管补偿器(DWZM)结构示意1——端管(1):2——聚乙烯接管(1);3—钢塑过渡接管；4——滑动密封结构；55——预制保温层(1);15——端管(2)。图3双向外压轴向直埋型波纹管补偿器(SWZM)结构示意图4内压轴向型波纹管补偿器(DZ)结构示意61——端管(1);2—聚乙烯接管(1);4——预制保温层(1);6——波纹管；9——装运调整杆；图5单向内压轴向直埋型波纹管补偿器(DDZM)结构示意1——端管(1);2——聚乙烯接管(1);5——预制保温层(1);6——波纹管；8——导流筒；图6双向内压轴向直埋型波纹管补偿器(SDZM)结构示意5.3约束型波纹管补偿器约束型波纹管补偿器主要包括以下类型：a)单式铰链型波纹管补偿，结构示意见图7;78b)单式万向铰链型波纹管补偿器，结构示意见图8;c)复式拉杆型波纹管补偿器，结构示意见图9;d)直管压力平衡型波纹管补偿器，结构示意见图10;e)外压直管压力平衡型波纹管补偿器，结构示意见图11;f)旁通直管压力平衡型波纹管补偿器，结构示意见图12;g)弯管压力平衡型波纹管补偿器，结构示意见图13)。 图7单式铰链型波纹管补偿器(DJ)结构示意 图8单式万向铰链型波纹管补偿器(DW)结构示意图9复式拉杆型波纹管补偿器(FL)结构示意5——端板(1);6——端板(2)。图10直管压力平衡型波纹管补偿器(ZP)结构示意9图11外压直管压力平衡型波纹管补偿器(WZP)结构示意1——端管(1);图12旁通直管压力平衡型波纹管补偿器(PP)结构示意图13弯管压力平衡型波纹管补偿器(WP)结构示意5.4波纹管型式及代号波纹管型式及代号见表4。表4波纹管型式及代号U加强U形J承受外压时不宜采用6型号和标记6.1型号表示方法波纹管补偿器型号表示按以下格式。设计位移(mm或°)(见表1或表2);公称尺寸(mm);设计压力(MPa);型式代号(见表4);结构类型代号(见表3);用途(R表示热力管道)。6.2标记示例示例1:设计压力为1.6MPa,公称尺寸为DN1200,设计轴向位移为200mm,波纹管补偿器长度为2100mm,波纹管为无加强U形的外压轴向型波纹RWZU示例2:设计压力为2.5MPa,公称尺寸为DN1400,设计横向位移为300mm,波纹管补偿器长度为3500mm,波纹管为加强U形的复式拉杆型波纹管补偿器，标记为：RFLJ25-1400-示例3:设计压力为2.5MPa,公称尺寸为DN1400,设计轴向位移为250mm,波纹管补偿器长度为2000mm,波纹管为加强U形的直管压力平衡型波纹管补偿器，标记为：RZPJ25-1400示例4:7设计7.1一般规定7.1.1波纹管补偿器的设计条件应包括设计压力、工作压力、设计温度、工作温度、输送7.1.3波纹管补偿器的选材及其刚度、补偿量、疲劳寿命等特性应满7.1.6波纹管补偿器刚度应满足架空、管沟、7.1.8具有位移和泄漏等监测功能的波纹管补偿器，监测系统应符合附录A的规定。7.2波纹管7.2.1波纹管应力波纹管补偿器的设计应按GB/T12777—2019附录A的规定执行。不同材料组合多层波纹管设计温度下的许用应力按式(1)计算。a—第i层材料在设计温度下的许用应力，单位为兆帕MPa7.2.2波纹管稳定性承受外压的“U”形波纹管，应考虑波纹管在预变位或运行位移状态下性，并应按GB/T12777—2019附录A的规定校核波纹管的外压周向稳定性，且波纹管的设计单波位移量不应超过波纹管半波距的80%。内压波纹管补偿器柱稳定性的计算应按GB/T12777—2019附录A的规定执行。波纹管补偿器的设计疲劳寿命应符合表5的规定，安全系数应大于或等于10。管线类型7.2.3波纹管壁厚热水管道波纹管最小壁厚应符合表6的规定。单位为毫米表6热水管道波纹管最小壁厚单位为毫米公称尺寸注1:波纹管设计温度为150℃、工作介质为热水，波纹管选用无加强U形结构，波纹管材料选用S31603;注2:按各层为同一种材料计算；注3:设计疲劳寿命按表5规定的500次计算；注4:其他设计参数应重新核算；注5:一次性波纹管补偿器波纹管壁厚应符合附录B的规定。蒸汽管道波纹管最小壁厚应符合表7的规定。公称尺寸注1:波纹管设计温度为350℃、工作介质为蒸汽，波纹管选用无加强U形结构，波纹管材料选用S31603;注2:按各层为同一种材料计算；注3:管道公称尺寸小于或等于DN250时，按输配干线或分支线，设计疲劳寿命按表5规定的1000次计算；管道公称尺寸大于DN300时，按输送干线，设计疲劳寿命按表5规定的500次计算。注4:其他设计参数应重新核算。公称尺寸管道外径管道壁厚注1:当管道公称尺寸小于或等于DN1000时，计算采用材质为Q235B;当管道公称尺寸大于或等于DN11200时，计算采用材质为L290;注2:若选用其他材料时，管道壁厚应重新进行计算：注3:外压轴向型波纹管补偿器的管道壁厚应按GB/T150.3进行校核计算；注4:一次性波纹管补偿器端管壁厚应按附录B的规定进行核算。公称尺寸导流筒壁厚热水管道注1:壁厚小于或等于2.0mm时，材料为S30408:注2:壁厚大于或等于4.0mm时，材料为Q235B。GB/T3280、GB/T24511导流筒9.1材料控制9.1.1所用的原材料应是全新且未使用过的，并应严格按照有关程序9.1.2材料的保管、运输过程中应防止材料表面的损伤9.1.3波纹管、受压件和受力件的材料标志移植应符合GB/T12777—2019中8.1的规定。9.2.1波纹管纵向焊缝、受压件焊缝、与受压件相焊的焊缝，以及上述焊缝的返修焊缝应按NB/T47014进行焊接工艺评定或具有经过评定合格的焊接工艺支持。波纹管管坯纵向焊缝的条数应符合GB/T12777—2019中8.2的规定，存在多条焊缝时，相邻纵向焊缝之间的间距应大于250mm。9.2.4多层波纹管的各层管坯层间不应有水9.2.5波纹管宜采用液压或胀压方法进行成形9.2.6端管、中间管等受压结构件宜采用钢板卷筒焊接制造，也可选用符合表10规定的钢9.2.7导流筒应采用钢板卷筒焊接制造，导流筒生根焊缝的焊脚高度不应小于导流筒的厚9.2.9波纹管与端管(接管)的连接方式应采用锁底对接焊接方式(见图14)。焊缝质量应图14波纹管与端管锁底对接焊接方式9.2.10焊缝返修应执行GB/T12777—2019中8.5.59.3.1波纹管与端管、中间管等受压件组9.3.2波纹管与受压件间的焊接接头应采用钨极氩弧焊焊接，焊接时焊缝两侧及波纹管应9.3.4波纹管补偿器碳钢结构件外表面应进行喷砂处理，表面喷砂等级应达到GB/T8923.1—2011规定的Sa2.5级，并应涂装防腐油漆。在距受压件坡口3倍壁厚，且不小于50mm范c)长度公差应符合GB/T12777—2019中6.4的规定。10.1.1波纹管表面不得有裂纹、焊接飞溅10.1.5其他外观要求应符合GB/T12777—201的I级。12.1.2波纹管补偿器检验项目见表11。表11检验项目出厂检验型式检验1√√2√√3√√4无损检测√√5√√6刚度性能√7√8√9√12.2.2判定规则全部检验项目符合要求的波纹管补偿器，b)产品停产超过1年后复产；e)正常生产按TSGD07要求的时间。a)抽样可在生产线终端经检验合格的产品中随机抽取，也可在产品库中随机抽取，或b)同一批次相同规格抽检数量可按表12的规定执行；台台23c)12.3.1中规定的a)、b)、c)、d)四种情况的在该系列范围内每一选定规格仅代表向下0.5倍直径，向上2倍直径的范围。波纹管补偿器检验样品全部检验项目符合要求，其它项目若有不符合要求的，允许返修复验；若复验符合要求，仍判波纹管补偿a)波纹管补偿器型式(型号);14.1.2波纹管补偿器交货时应提供"质量证明文件"和"安装使用说明书"等随带文件。a)波纹管补偿器的型式(型号)和出厂编号；b)波纹管补偿器的设计温度、设计压力、设计位移量和设计疲劳次数；c)波纹管和受压件的材质证明书；d)波纹管补偿器的外观检查、尺寸检查、焊接接头检测和耐压试验等项目出厂检验结论及制造单位的检验合格证；e)波纹管补偿器生产所依据的标准。14.1.1波纹管补偿器安装使用说明书应对波纹管补偿器的结构特点、安装要求、承受压力推力、过程压力试验的支撑要求等做出详尽的说明。14.2.1波纹管补偿器宜存放在清洁、干燥和无腐蚀性环境的室内。14.2.2应防止由于堆放、碰撞和跌落等原因造成波纹管机械损伤。14.2.3装有导流筒的波纹管补偿器竖直放置时，导流筒开口端应朝下。15安装与维护15.1选型与布置15.1.1管段划分与波纹管补偿器的设置应按GB/T35979和GB/T12777—2019附录E的规15.1.2波纹管补偿器上应避免扭转荷载；当产生扭矩时，应对波纹管补偿器承力结构件进15.1.3热水管道波纹管补偿器选型布置应按T/CDHA504—2021附录C的规定执行。15.1.4在综合管廊内敷设，当管廊本体的受力受到限制时，不应选用大直径非约束型外压轴向型波纹管补偿器。15.1.5旁通直管压力平衡型波纹管补偿器仅限于流速低、对压力降要求较低的直管段。15.2.1波纹管补偿器的安装应按GB/T35979和GB/T12777—2019附录F的规定执行。15.2.2波纹管补偿器宜进行预变位安装，提高波纹管在位移和压力作用下的稳定性。预变位量宜为设计补偿量的40%～50%。15.2.3波纹管补偿器安装前应先对产品进行检查，产品完好后再进行安装。15.2.4波纹管补偿器在安装过程中不应承受扭矩。15.2.5波纹管补偿器吊装及安装前应制定施工方案。并应明确波纹管补偿器的吊装、安装要求以及制造单位所做的特殊说明，吊装应符合下列规定：a)吊装所用吊具起吊能力应大于波纹管补偿器重量；b)波纹管补偿器吊装和翻转时不得碰撞，并防止吊具滑脱。15.2.6当波纹管补偿器设置有起吊位置时，应将吊具置于起吊位置上；没有设置起吊位置时，吊具可根据需要作用于波纹管补偿器的下列部位：a)单式波纹管补偿器的端管上；b)铰链板靠近立板的部位；c)装运螺杆靠近螺母的部位；15.2.7波纹管补偿器安装前不得拆除涂黄色漆的装运固定件。安装完毕后、试压前应拆除a)一次性波纹管补偿器的预热位移量应按CJJ/T81—2013附录E或T/CDHA504—202b)一次性波纹管补偿器与管道连接前，应按预热位移量确定限位位置，并应固定。15.2.9当分段试压的管段中安装有非约束型波纹管补偿15.3.1波纹管补偿器的运行与维护应按GB/T35979或GB/T12777—2019附录G的规定执b)波纹管褶皱：褶皱表明波纹管在工作或安装时承受了扭转；如果存在褶皱，应更换c)波纹管凹坑及划痕：两者都会造成波纹管壁厚减薄、应力增加，缩短波纹管的疲劳e)外部异物：检查波纹管的波纹及其他可活动部件之间是否存在异物，如有应及时清15.3.3当压力、温度或位移量超过波纹管补偿器的设计值时，或存在波纹异常变形(资料性)波纹管补偿器监测系统A.1系统构成和基本功能A.1.1波纹管补偿器监测系统应包括现场传感器(位移、温度、泄漏等)、连接线缆、数据采集器及电源、监测平台等。波纹管补偿器监测系统示意见图A.1。 图A.1波纹管补偿器监测系统示意A.1.2波纹管补偿器监测系统应具备下列功能：a)监测和判断波纹管补偿器的实时运行状况；b)预警提示管道超温、超位移、泄漏等信息；c)各监测系统可单独或组网使用；d)按设定的采集频率，实时向监测平台传输信息；e)能自动采集、存储和处理运行数据；f)能根据补偿器运行状态信息估算出波纹管补偿器剩余疲劳次数。A.2设备与材料A.2.1现场传感器现场传感器应根据管道系统的设计压力、设计温度及安装的具体环境进行选型。传感器性能应符合表A.1的规定。表A.1传感器性能℃℃A.2.2数据采集器a)温度-20℃~+50℃;b)相对湿度5%～95%;c)大气压力80kPa～110kPa。A.2.2.2数据采集器的防护等级不应低于GB/T4208-2017规定的IP68。A.2.2.4数据采集器宜根据现场安装条件采用有线或无线传输方式，信号上传速率不应小A.2.2.5数据采集器接口应符合GB/T34068的规定。A.2.3.1采用电网供电时，电源应满足220V交流电源使用条件。A.2.3.2采用太阳能供电时，电源蓄电容量应满足数据采集器连续使用144h。A.2.4.1监测平台安装环境应符合GB/T9361的规定。e)应能完整存储波纹管补偿器运行的数据，自动储存及定期对数据进行备份。储存周期不应少于60个月；a)报警响应时间应小于1min;c)报警准确率不应小于95%。A.3系统布置A.3.1一般规定A.3.1.1波纹管补偿器监测方案设计应与管道设计同步进行。A.3.1.2波纹管补偿器应在制造厂内预留现场传感器的安装接口，并标识清晰；对有可能A.3.1.3热力管道具有泄漏监测报警系统时，供电、通信接口等宜与波纹管补偿器监测系A.3.2.1数据采集器宜采用有线方式建立与A.3.2.3当数据采集器备设置在室外时，箱底离地面的净距应大于300mm。A.3.3监测平台(规范性)一次性波纹管补偿器一次性波纹管补偿器结构见图B.1所示。图B.1一次性波纹管补偿器结构示意B.2.1波纹管、端管、结构件材料应符合第8章的规定。B.2.2一次性波纹管补偿器的承压能力应按以下条件确定：a)波纹管的承压能力按管道设计压力确定；b)其他结构件按管道设计压力和轴向推力确定。B.2.3一次性波纹管补偿器的波纹管只在预热时起补偿作用，波纹管的单波位移由波纹管结构确定，波纹管单波补偿量宜按式(B.1)取值。式中：e——波纹管单波补偿量，单位为毫米(mm); 波纹管波距，单位为毫米(mm)。一次性波纹管补偿器波纹管最小壁厚应符合表B.1的规定。表B.1一次性波纹管补偿器波纹管最小壁厚公称尺寸波纹管总壁原注1:波纹管设计温度为150℃,波纹管选用无加强U形结构，波纹管材料选用S31603;注2:按每层为同一种材料计算；注3:其他的设计参数应重新核算。B.2.5承压结构件及其焊缝应按管道设计压力下波纹管产生的压力推力进行强度校核，对B.2.6一次性波纹管补偿器内外套筒之间的焊接接头应按等强度原则设计，焊缝强度应能a)焊缝应进行100%无损检测；b)当采用超声检测时，合格等级不应低于NB/T47013.3—2015中的I级；c)当采用磁粉检测时，合格等级不应低于NB/T47013.4—2015中的I级；d)当采用液体渗透检测时，合格等级不应低于NB/T47013.5—2015中的I级。B.2.7一次性波纹管补偿器承受的管道轴向力应按式(B.2)计算。管道轴向力可按表B.2Fm——直埋热水管道的轴向力，单位为牛(N);A——管道材料的金属截面积，单位为平方毫米(mm²);△t——温差，单位为摄氏度(℃)。应取以下2项中的较大值：计算预热温度和管道工管道尺寸(外径φx壁厚δ)一次性波纹管补偿器轴向力温差50△/℃温差60△t/℃温差70△t/℃注1:当管道公称尺寸小于或等于DN1000时，计算采用管道材质为Q235B;当管道公称尺寸大于或等于DN1200时，计算采用管道材质为L290;注3:当管道的材质、壁厚和温差发生变化时，应按式(B.2)进行校核计算。B.3.1一次性波纹管补偿器外观、尺寸和偏差应符合1B.3.2所有结构件的焊缝强度应能够承受管道在锚固状态下的轴向力，焊缝无损检测应符合10.3的规定。B.3.3一次性波纹管补偿器应有符合要求的耐压性能。在规定的压力下应无渗漏，结构件B.3.4一次性波纹管补偿器应有符合要求的轴向力性能。在轴向力作用下应无可见的异常B.4.2一次性波纹管补偿器耐压性能试验方法应按11.5执行，结果应符合B.3.3的规定。B.4.3一次性波纹管补偿器轴向力性能试验时，在补偿器两端施加的轴向力应缓慢上升到式(B.2)计算值(或按表B.2的值)的1.5倍，至少应保持10min,结果应符合B.3.4的规C.1.1波纹管补偿器预制保温后的外表面温度不应超过50℃。C.1.3波纹管补偿器活动端的伸缩区域应采用软质保温材料，软质保温材料的保温长度应C.1.5保温结构型式(保温材料和外护管)应与相连接的管道相同。C.1.6热水管道用预制保温波纹管补偿器端管管口应有长度不小于100mm的无保温层裸露C.1.7蒸汽管道用预制保温波纹管补偿器端管管口应有长度150mm～250mm的无保温层裸露段。预制保温外护钢管应有长度80mm～100mm的无防腐层裸露段。C.1.8预制保温外护管采用钢管时