波纹补偿器的简析

波纹补偿器简要说明1. 我厂生产的波纹补偿器均按照GB/T127771999金属波纹管膨胀节通用 技术条件进行设计、制造检验、验收，其核心部分一多层U型波纹管的设计等 效采了 EJMA美国膨胀节制造商协会标准并进行了计算机辅助优化设计。产 品经河南省质量技术监督局监督检查，各项指标质量体系认证。我厂的产品遍布 全国各地，现广泛应用于城市供热管网、石油化工、冶金、电力、机械、电子、 轻工、纺织、造船等行业，深受用户好评。2. 补偿器的连接形式一般分为两种：一种是端管连接，一种是法兰连接。法 兰按机械部平焊钢法兰JB/T81-94标准和化工部平焊钢法兰（HG-20593-97） 制造，（端管和法兰一般采用碳素钢制造），也可按用户要求制造。3. 波纹管通径可为 DN50-DN4000。4. 工作压力：一般不超过 2.5Mpa。5. 补偿器：表中所给补偿器的疲劳寿命为1000次（疲劳安全系数15）条件 下的补偿量。若用户对疲劳寿命的要求与本表所给定的值有差异，可以查附表 一对补偿量进行修正。6. 寿命：工作位移不超过额定补偿量的情况下保证需用寿命为1000次。7. 本表所列的参数为350度时所计算得到的参数，若系统温度不在此温度， 可查附表二对温度进行修正。注：本厂产品可根据用户要求另行设计自保温型补偿器以下说明如有不清请登录网站：。通用（LTTB）波纹补偿器的结构形式通用（）波纹补偿器的结构主要由：接管、波纹管、拉杆、倒流筒等部件组成。 其结构形式如下图所示：二、对导向支架的要求MAG1 G2 Gn第一导向支架对补偿器端面的距离不超过管径的 4 倍，第二导向支架至第一导向支架 的距离不超过 14倍，最大间距Lmax=0.131 （Ep Ip）/（P A土fi ex） 0.5 注：波纹管受压取正，波纹管受拉取负。EP-管道设计温度下的弹性模量IP-管道横截面的惯性距P -设计压力A -波纹管有效面积fi-波纹管单波轴向刚度 ex-单波轴向位移三、补偿量的选用1、样本上所列的X、Y、0为疲劳寿命N=1000次（疲劳安全系数为15）,工作温度350C 时，单独进行轴向、横向、角向时的相应补偿量。2、综合应用三种位移时的选用通用补偿器可以单独用作轴向补偿或横向补偿，这两种情况应分别满足X1WX, Y1WY,01W0。通用补偿器不宜单独作角向补偿，但可兼作角向补偿，即在轴向、横向、角向三种补偿中，允许同时存在任意两种或三种补偿。三种补偿量（X1、Y1、仕）的选取 应符合下列关系式：xi+（x/y）Yi+（x/e） eix上列各式中X、Y及e分别为某一疲劳寿命下单独进行轴向、横向及角向补偿时的相应 补偿量（由样本上查找）。xi、yi及e为该疲劳寿命下同时存在的轴向、横向及角向补偿量的值。二、 预变形为了减少管架受力，可对通用型补偿器在安装前进行轴向“预变形”预变形量ax由下 式确定：x=x 1/2-（Ts-TD）/（TG-TD）x 轴向补偿量 （ mm）Ts安装温度 （C ）Tg最高使用温度（C ）Td最低使用温度（C ）当计算的AX为正值时，表示“预拉”。当&为负值时，表示“预压” AX=0时， 不需“预变形”。“预变形”与否，对补偿器的寿命几乎没有影响，允许在不“预变形”状态下使用通用 型补偿器。五、LTTB型波纹补偿器对管架的作用压力推力Fm=100PA( N )轴向弹力Fx=Kx(fx)( N )横向弹力Fy=KyY( N )弯距My=FyL(N mm)Me=Kee(N mm)上式中：P最高工作压力（MPa）A有效面积（m irf）Kx轴向刚度（N/mm）f系数。当预变形为正f=l/2，否则f=loX轴向补偿量（mm）Ky轴向刚度（N/mm）Y横向补偿量（mm）L支架到补偿量中点距离（mm）K。一角向刚度（N mm/）角向补偿量（）六、综合举例计算MO AA例某碳钢管线，DN600,工作压力l.OMPa,介质温度Tg=350C，最低温度-10C，补偿器安 装温度Ts=20C，试选一通用型补偿器用以吸收轴向位移Xl=35mm，横向位移Yl=5mm，角向 位移01=4。且支架到补偿器中点的距离为L=5m，并计算支架A的受力。解：查样本首先试选1.0LTTB600-BD型，各参数分别为A=3409c,X=93mm,Kx=270N/mm,Y=14mm,Ky=581543N/mm, 0=16 ,K0=257N mm/度。1. 当三种位移同时存在时X1WX-(X/Y) Yl-(X/0) 0=93- (93/14)X5-(93/16)X4=36.54 因此所选型号完全满足系统需要2. 计算是否需要对补偿器进行预变形X=X 1/2-(Ts-Td)/(Tg-Td)=35X1/2-(20+10)/(350+10)=14.6因厶X=14.6为正，所以应预拉。3. 支架受力计算压力推力 Fm=100 P A=100X1.0X3409=340900N轴向弹力 Fx=Kx (f X)=270X (1/2X35)=4725 N横向弹力 Fy=Ky Y=581543X5=2907715 N弯 矩 My=Fy L=2907715X5X 1000=14538575000 N mmMg=Ke . 0=257X4=1028 mm N轴向力工 Fx=Fm+Fx=340900+4725=345625 N横向力Fy=Fy=2907715 N弯 矩工 My=My+M0=14538576O28N mm=14538576 N m注：此计算所得到得支架 A 受力没有包括摩擦力，系统设计时应考虑摩擦力对支架的作 用力。七标注形式2.5 LTTB 500()- A D ()端管、法兰材料选项(不注为低碳钢) 端管连接(法兰连接标记为 F) 补偿量等级 波纹管材料选项(不注为： sUs304) 公称通径通用型代号工作压力， 2.5Mpa(25Kg/ctf)适用型（LTTB）波纹膨胀节工作压力p=1.0Mpa产品代号公 称 通 径DNmmA c m2轴 向 补 偿 量Xmm轴 向 刚 度KxN/mm横 向 补 偿 量Ymm横 向 刚 度KyN/mm角 向 补 偿 量0度角 向 刚 度K0N. mm/度L mm产 品 重 量G kg最大外 型尺寸2XRmm端管连 接尺寸DXSmm1.0LTTB50-AD507210374446623127324721357X3.51.0LTTB50-BD5072201741411656234428821357X3.51.0LTTB65-AD657210374446623127324721373X3.51.0LTTB65-BD6572201741411656234428821373X3.51.0LTTB80-AD807210374446623127324721389X4.51.0LTTB80-BD8072201741411656234428921389X4.51.0LTTB100-AD10010212375468252121132810245108X4.51.0LTTB100-BD10010224187151706324543612245108X4.51.0LTTB125-AD12515811297210760591330411277133X4.51.0LTTB125-BD1251582314892690118738813277133X4.51.0LTTB150-AD15021412289214110981730815301159X61.0LTTB150-BD1502142414483527717939217301159X61.0LTTB200-AD200405232934190229123334424371219X61.0LTTB200-BD200405461461647557231746429371219X61.0LTTB250-AD250607253164307472105434027422273X61.0LTTB250-BD250607511581576868212746046033422273X61.0LTTB300-AD3009733651556347801214049252503325X61.0LTTB300-BD3009737225721158695237064466503325X61.0LTTB350-AD35012884046657613591116849264556377X61.0LTTB350-BD35012887923320190340228464484556377X61.0LTTB400-AD40016184245759377641020749274617426X61.0LTTB400-BD400161883229182344412110464497617426X61.0LTTB450-AD450201843517413205461029249282670480X61.0LTTB450-BD4502018862581733013719146644108670480X61.0LTTB500-AD500244448505415620681034555297721529X61.0LTTB500-BD5002444952521739051720173704125721529X61.0LTTB600-AD600340947540423261738514552137846630X81.0LTTB600-BD6003409932701458154316257704172846630X81.0LTTB700-AD700409257648430357519742468118912720X81.0LTTB700-BD70040921153241875893818371636170912720X81.0LTTB800-AD80053045769344204747810274681331012820X8无约束(LTWY )波纹补偿器的结构形式通用()波纹补偿器的结构主要由端管、挡板、外保护套、中间挡板、过渡环、波纹管、导向圈、挡圈、导流筒等部件组成。其结构形式如下图所示。123456789DL1-左端管2-定向挡板3-波纹管4-导流套 5-定向保护套6- 导向圈7-次定向挡板8-挡圈9-右端管二、应用无约束型补偿器主要用于吸收轴向位移的场合，由于以往对轴向型膨胀节的导向支 架有严格的要求(LlW4Dp,L2W14Dp,Lmax)针对这一限制我厂研制了无约束型，这种 形式的补偿器取消了以往对导向支架之间距离的严格限制，从而使工程造价得到大幅度 的降低，下图是无约束膨胀节在系统安装中的示意图。膨胀节设置在两端均配置有主固 定支架(MA)管臂的一端，威力控制位移和防止管道屈曲失稳，在管臂上适当布设了 导向支架。固定支架间距/2第三导向支架MA第一导向支架第二导向支架活动支架三、补偿量的选用样本上所列的X为疲劳寿命N=1000次(疲劳安全系数为15),工作温度350C时, 的轴向补偿量。如设计条件不一样可根据附表一、附表二进行修正。四、无约束(LTWY )型波纹补偿器对管架的作用力压力推力Fm=100PA (N)轴向弹力Fx=KxX (N)上式中： P 最高工作压力 ( Mpa )A 有效面积( mm2)Kx 轴向刚度(N/mm)X 轴向补偿量( mm)五、计算举例：L例某碳钢管线，DN600,工作压力l.OMpa，介质温度TG=350C，最低温度-10C，补偿器安 装温度Ts=20C，试选一无约束型补偿器、管线长度L=13m，计算补偿量及支架MA的受力。解：1. 补偿量的计算Xl=1.2 TG.L=0.012X350X 13=54.6mm查样本选 1.0LTWY600-AD 型，各参数分别为 A=3409cm2 , X=58mm,Kx=432N/mm2. 支架受力计算压力推力 Fm=100 P A=100X 1.0X3409=340900轴向弹力 Fx=Kx X=432XX35=7560N总轴弹力 F=Fx+Fm=340900+7560=348460N注:此计算所得到得支架A受力没有包括摩擦力，系统设计时应考虑摩擦力对支架的作用力。七、标注形式：2.5 LTWY 500( )- A D ( )端管、法兰材料选项（不注为低碳钢） 端管连接（法兰连接标记为 F） 补偿量等级 波纹管材料选项（不注为: SUS304） 公称通径无约束型代号工作压力，2.5Mpa（25Kg/c册）无约束（LTWY）型波纹膨胀节工作压力p=0.6MPa 表产品代号公 称 通 径DNmmA c m2轴 向 补 偿 量Xmm轴 向 刚 度KxN/mmL mm产 品 重 量G kg最大外型 尺寸2XRmm端管连 接尺寸DXSmm0.6LTWY50-AD5072162144591013357X40.6LTWY50-BD5072331076481713357X40.6LTWY50-CD507249718372313357X40.6LTWY50-DD5072655310263013357X40.6LTWY65-AD6572162144591013373X40.6LTWY65-BD6572331076481613373X40.6LTWY65-CD657249718372313373X40.6LTWY65-DD6572655310262913373X40.6LTWY80-AD8072162144591113389X40.6LTWY80-BD8072331074681713389X50.6LTWY80-CD807249718372313389X50.6LTWY80-DD8072655310262913389X50.6LTWY100-AD1001023712561422159108X50.6LTWY100-BD100102746295836159108X50.6LTWY100-CD10010211142131351159108X50.6LTWY100-DD10010214831169466159108X50.6LTWY125-AD125158497462632219133X50.6LTWY125-BD125158993798254219133X50.6LTWY125-CD12515814825138678219133X50.6LTWY125-DD125158198191792102219133X50.6LTWY150-AD150214497761343273159X60.6LTWY150-BD150214993895274273159X60.6LTWY150-CD150214148261339105273159X60.6LTWY150-DD150214197191727137373159X60.6LTWY200-AD2004055114653050325219X60.6LTWY200-BD2004051027379282325219X60.6LTWY200-CD200405152491102116325219X60.6LTWY200-DD20040523037538151325219X60.6LTWY250-AD2506075615853862377273X60.6LTWY250-BD25060711179813103377273X60.6LTWY250-CD250607167531133147377273X6一、LTMZ(II)型波纹补偿器的结构形式LTMZ (II)型全埋式波纹补偿器的结构主要由短接管、主定向挡板、定向保护套、波纹管、 导流筒、次定向挡板、密封接管、限位圈、导向挡板、长接管等部件组成。其结构形式如下 图所示。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11护圈11-短接管2-主定向挡板3-定向保护套4-波纹管5-导流套 6-次定向挡板7-密封接管 8-密封波纹管9-限位圈10-导向挡板 11-长接管二、应用图中可以看出，由定向保护套3，次定向挡板6，导向挡板10和长接管11的共同 作用，LTMZ (II)型全埋式具有了强有力的支撑和定向结构o LTMZ (II)型采用无压波 纹管密封结构，承受工作介质压力和完全吸收管道位移由工作波纹管完成，而保护工作 波纹管外表面免受污水侵蚀的任务由密封波纹管完成。如图所示：密封波纹管7和工作 波纹管4 一样也为不锈钢材料。密封波纹管一般用1-2层0.5mm厚的不锈钢制成。因此 其防腐功能得到了很大的提高，具有更可靠、更耐久性能。下图所示是LTMZ (II)补偿器埋于地下时的情况：护圈 1、护圈2、为配套出厂的两个附件。设置防护圈的目的是管道受热膨胀时， A 尺寸两端不会受到回填土的阻碍。设置护圈2的目的是为管道收缩时，原来的“洞穴” 不至于坍塌。图中的尺寸为：A=膨胀节补偿量+20B=A+150C=A+50D2=2XR+80 (2XR为膨胀节定向保护套外径尺寸见上图)护圈2保温层50II-2三、补偿量的选用样本上所列的X为疲劳寿命N=1000次（疲劳安全系数为15）工作温度350C时, 轴向补偿量。如设计条件不一样可根据附表一、附表二、进行修正。四、标注形式端管、法兰材料选项（不注为低碳钢） 端管连接（法兰连接标记为 F） 补偿量等级波纹管材料选项（不注为：SUS304）公称通径全埋二型代号工作压力 Mpa全埋（II）型波纹膨胀节工作压力p=1.0MPa 表产品代号公 称 通 径DNmmA c m2轴 向 补 偿 量Xmm轴 向 刚 度KxN/mmL mm产 品 重 量G kg最大外型 尺寸2XRmm端管连 接尺寸DXSmm1.0LTMZ(II)50-AD50721650266932415957X3.51.0LTMZ(II)50-BD507233251312164315957X3.51.0LTMZ(II)50-CD507249167517396215957X3.51.0LTMZ(II)50-DD505065125722628115957X3.51.0LTMZ(II)65-AD65721650266932415973X3.51.0LTMZ(II)65-BD657233251312164415973X3.51.0LTMZ(II)65-CD657249167517396315973X3.51.0LTMZ(II)65-DD657265125722628215973X3.51.0LTMZ(II)80-AD80721650266932615989X4.51.0LTMZ(II)80-BD807233251312164715989X4.51.0LTMZ(II)80-CD807249167517396715989X4.51.0LTMZ(II)80-DD807265125722628815989X4.51.0LTMZ(II)100-AD10010232343691450219108X4.51.0LTMZ(II)100-BD100102631718165892219108X4.51.0LTMZ(II)100-CD1001029511452402133219108X4.51.0LTMZ(II)100-DD1001021268593146174219108X4.51.0LTMZ(II)125-AD12515829234171054273133X4.51.0LTMZ(II)125-BD125158571171125095273133X4.51.0LTMZ(II)125-CD125158867801790135273133X4.51.0LTMZ(II)125-DD1251581145852330176273133X4.51.0LTMZ(II)150-AD15021430174080891325159X61.0LTMZ(II)150-BD150214608701442162325159X61.0LTMZ(II)150-CD150214905802076233325159X61.0LTMZ(II)150-DD1502141204352710303325159X61.0LTMZ(II)200-AD200405521803830111377219X61.0LTMZ(II)200-BD2004051049021490197377219X61.0LTMZ(II)200-CD2004051566012150284377219X61.0LTMZ(II)200-DD2004052084512810371377219X61.0LTMZ(II)250-AD250607511698842138426273X61.0LTMZ(II)250-BD2506071018491510245426273X61.0LTMZ(II)250-CD2506071525662178352426273X6一、LTMZ (III)型波纹补偿器的结构形式LTMZ(III)型全埋式波纹补偿器的结构主要由端管、密封挡板、外套筒、波纹管、导流筒、 定向挡板、筋板等部件组成。其结构形式如下图所示。1-端管2-密封挡板3-外套筒4-波纹管5-导流筒6-定向挡板7-筋板下图所示是LTMZ(III)补偿器埋于地下工作状态时的情况：由于保护套是不动的，第一代、第二代全埋式必设的防护圈在此被取消。LTMZ(III)型的 保温情况是针对管径较小时，当管径较大(一般在 500mm 以上)时， LTMZ(I )型两侧保温厚 度就可以和管道保温厚度相同了。下图要求保温锥体长度大于 200mm 是为了防止泥土对保温 的破坏。小头直径应以对挡土毡在直径上产生2-4mm的压缩量为宜，以防止土进入LTMZ(III)二、应用LTMZ(I )型全埋式补偿器采取了冶金法防腐的措施，对其最外层采用能抵抗氯离子腐蚀 的镍铜合金或镍铬合金板。LTMZ(III)型全埋式的设计除防腐蚀有新的构思外，又把密封挡板 2，定向挡板 6 之间的设计为没有间隔，并使两个板圈既能满足打压的强度要求，又能满足 埋后温度降低时产生的温度应力相应的强度。正因为如此LTMZ(III )具有三个突出的特点：1. 取消了膨胀节的检查井；2. 结构简单，成本低；3. 取消了常用管径的所有固定支座；具体说来，LTMZ（III）型全埋式可取消下面管道的固定支座:PN=0 0.6MpaPN=0.6 1.0MpaPN=1.0 1.6MpaDNW500管道的固定支座DNW400管道的固定支座DNW300管道的固定支座三、补偿量的选型样本上所列的X为疲劳寿命N=1000次（疲劳安全系数为15）,工作温度350C时，轴 向补偿量。如设计条件不一样可根据附表一、附表二进行修正。四、标注形式端管、法兰材料选项（不注为低碳钢） 端管连接（法兰连接标记为 F） 补偿量等级 波纹管材料选项（不注为: SUS304） 公称通径全埋三型代号工作压力 Mpa全埋（III）型波纹补偿节 工作压力p=1.0MPa 表产品代号公 称 通 径DNmmA c m2轴 向 补 偿 量Xmm轴 向 刚 度KxN/mmL mm产 品 重 量G kg最大外型 尺寸2XRmm端管连 接尺寸DXSmm1.0LTMZ(III)50-AD507216214459815957X3.51.0LTMZ(III)50-BD5072321076481315957X3.51.0LTMZ(III)50-CD507248718371715957X3.51.0LTMZ(III)50-DD5050645310262215957X3.51.0LTMZ(III)65-AD657216214459815973X3.51.0LTMZ(III)65-BD6572321076481215973X3.51.0LTMZ(III)65-CD657248718371715973X3.51.0LTMZ(III)65-DD6572645310262115973X3.51.0LTMZ(III)80-AD8072162144591415989X4.51.0LTMZ(III)80-BD8072321076482215989X4.51.0LTMZ(III)80-CD807248718372915989X4.51.0LTMZ(III)80-DD8072645310263715989X4.51.0LTMZ(III)100-AD1001023214158617219108X4.51.0LTMZ(III)100-BD100102637089827219108X4.51.0LTMZ(III)100-CD1001029547121036219108X4.51.0LTMZ(III)100-DD10010212635154846219108X4.51.0LTMZ(III)125-AD1251582911950824273133X4.51.0LTMZ(III)125-BD125158575974237273133X4.51.0LTMZ(III)125-CD125158864097651273133X4.51.0LTMZ(III)125-DD12515811430122465273133X4.51.0LTMZ(III)150-AD1502143011550834325159X61.0LTMZ(III)150-BD150214605847253325159X61.0LTMZ(III)150-CD150214903897671325159X61.0LTMZ(III)150-DD15021412029123090325159X61.0LTMZ(III)200-AD2004055213056848377219X61.0LTMZ(III)200-BD2004051046586676377219X61.0LTMZ(III)200-CD200405156431212105377219X61.0LTMZ(III)200-DD200405208331558135377219X61.0LTMZ(III)250-AD2506075115853855426273X61.0LTMZ(III)250-BD2506071017980387426273X61.0LTMZ(III)250-CD250607152531118120426273X6