如何正确选择煤气管道补偿器

煤气管道因季节更替及输送介质高于常温将发生热胀冷缩，长度发生变化。当温度较高或管道较长时，以上因素可导致管道超过本身极限应力而破裂，甚至破坏被连接的设备和支架。因此，不能忽视膨胀量及其产生的热应力，必须采取补偿措施，减小管道热胀冷缩时所产生的应力，使热应力减到管道允许应力之下，以保证管道稳定和安全工作。目前，煤气管道补偿器种类繁多，设计人员必须充分了解各种补偿器的特点，并能够正确选择合适的补偿器。　　为了减少管道的热应力，一般在管道之间安设补偿器，或者利用管道本身的弯曲以自动补偿。在管道的配置中，应优先考虑利用管道弯曲的自然补偿作用，这种利用管道自身长度变化的自行补偿是最好的办法，当自然补偿不能满足要求时，可设置补偿器。　　1.管道的自动补偿　　它是利用管道敷设上的自然弯曲来吸收管道的热伸长变形，常见的有L形或z形。L形与z形补偿器(又称自然补偿器)可以利用管道中的弯头构成，且便于安装。在管道施工中，应充分利用这两种补偿器做热膨胀的补偿，然后再考虑采用其它种类的补偿器。自动补偿的优点是可以节省补偿器，缺点是管道变形时产生横向位移。　　2.方形补偿器　　方形补偿器广泛用于碳钢、不锈钢管道以及有色金属管道。它是由4个90°弯管组成，采用冷弯法或热弯法弯制，也可以采用折皱弯头。方形补偿器的优点是制造方便，轴向推力较小，补偿量大，运行可靠，严密性好，不需要经常维修。其缺点是单面外伸臂较长，占地面积较大，需要增设管架，当管径较大时不宜采用。　　3.填料补偿器　　填料式补偿器又称套筒式补偿器，它可以分为铸铁和钢制两种。填料补偿器的工作原理是当管道热胀冷缩时，大小套筒作相对移动以吸收其膨胀长度。填料与套筒之间因为摩擦产生反推力，其大小与管道内压力成正比，而与管道的变形量无关。安装时，填料式补偿器的大小套简两端各有一个支点，一个固定，一个滑动。这种补偿器的优点是占地面积小，安装简单，流体阻力小，壁厚耐腐蚀，有较大的补偿能力。其缺点是造价较高，制作较为困难，容易漏水、漏气，它适用于温差大、内压力低以及介质不易泄漏的管道，常压煤气管道中常采用。　　4.波纹补偿器　　目前，煤气管道上最常用的是波纹补偿器。波纹补偿器最主要元件是波纹管；主要性能包括：补偿量、弹性刚度，耐压强度、稳定性、疲劳强度等。一般设计管网时要求波纹补偿器在满足强度、稳定性和疲劳寿命前提下，补偿量越大越好，刚度值越小越好。波纹补偿器允许的补偿能力一般按最大补偿能力的1／2-2／3计算。为了防止横向突出，波纹补偿器的波数不宜太多，一般常用的是1～4个波，因为波数太多就会破坏对称变形。　　波纹补偿器安装时的环境温度高于补偿零点温度，应预先压缩，如果安装时的环境温度低于补偿零点温度，则应预先拉伸。通常，波纹补偿器所用的材料为奥氏体系列不锈钢(如1Crl8Ni9Ti、0Crl8Nil1)及碳钢，也可以选用特种合金、高温合金、高镍合金等金属材料，以及硅橡胶、氟橡胶等复合非金属材料。这是目前在煤气管道补偿中应用最为广泛的一种补偿器，也可适用于蒸汽、热水、氧气、氮气或其它无腐蚀性介质的管道系统。　　煤气用的波纹补偿器种类很多，主要包括以下几种类型：　　(1)轴向型波纹补偿器。它是一个波纹元件和两个可与相邻管道、设备相连接的接管(或法兰)组成的挠性部件，主要用于直管段补偿轴向位移。补偿器设在两固定支架之问，一端靠近一个固定支架。补偿器不能约束管道压力推力，压力推力由其两侧的固定管架承受。　　(2)自由复式型波纹补偿器。它是由两个相同波纹元件和两个可与相邻管道、设备相连接的接管(或法兰)及一个中问组成的挠性部件，主要用于直管段补偿轴向位移及横向位移。　　(3)拉杆型波纹补偿器。它是由两个相同波纹元件和两个可与相邻管道、设备相连接的接管(或法兰)及一个中问管，一组能承受压力推力组成的挠性部件，主要用于补偿横向位移。补偿器能约束管道压力推力，固定管架可不考虑承受管道压力推力。　　波纹补偿器的优点是制作时采用先进的、对波纹管无损伤的整体一次液压成型工艺。产品特点是尺寸精度高，使用寿命长，性能可靠，结构紧凑，补偿量大，疲劳寿命长，承压能力高，用材广泛，在工程应用中，具有配管简单，不用维修等特点，口径大，耐温高，有较强的抗应力腐蚀能力。但它也有不易解决的缺点：例如轴向型波纹补偿器对固定支架产生压力推力，造成固定支架推力大，从而造价高；另外波纹补偿器管壁较薄不能承受扭力、振动，安全性差；设备投资高、设计要求严、施工安装精度高、往往达不到预期寿命等一系列缺点。