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補償器又稱為伸縮器或伸縮節(jié)、膨脹節(jié)，主要用于補償管道受溫度變化而產(chǎn)生的熱脹冷縮。如果溫度變化時管道不能完全自由地膨脹或收縮，管道中將產(chǎn)生熱應(yīng)力。在管道設(shè)計中必須考慮這種應(yīng)力，否則它可能導(dǎo)致管道的破裂，影響正常生產(chǎn)的進行。作為管道工程的一個重要組成部分，補償器在保證管道長期正常運行方面發(fā)揮著重要的作用。

1、常用補償器的種類和選用原則

根據(jù)補償器的形成和外形可分為兩類：凡是因工藝需要在布置時自然形成的彎曲管段稱為自然補償器，如L 形補償器和Z 形補償器。凡是專門設(shè)置的用來吸收管道熱膨脹的彎曲管段和伸縮裝置稱為人工補償器，如П 形補償器、波紋式補償器、套管式補償器(填料式補償器)等。

1.1 自然補償器由于自然補償器是布置管道時自然形成的，不必多費管材，也不增加介質(zhì)的流動阻力，因此應(yīng)盡量利用自然補償器，只有在自然補償器不能滿足要求時，才采用人工補償器。當(dāng)彎管轉(zhuǎn)角大于150°時不能用自然補償，自然補償?shù)膹澢鷳?yīng)力不應(yīng)超過80MPa。

1.2 П形補償器最常用的人工補償器。它是用無縫鋼管彎制成的，由4 個90°彎管組成。П形補償器的補償能力大(可達400 mm)，使用和維護都很簡便。缺點是尺寸大，占地面積大，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，還增加了介質(zhì)的流動阻力。由于優(yōu)點多于缺點，П形補償器在油庫和煉油廠得到廣泛應(yīng)用，只有當(dāng)安裝地點受限制時才選用其它類型補償器。

1.3 波紋式補償器這種補償器是用3 ～4 mm 的鋼板、紅銅、鋁板等金屬薄片制成的。它利用金屬本身的彈性伸縮來減小管道的熱應(yīng)力。每個波紋可吸收膨脹值5～15mm，波紋總數(shù)一般不超過6個。波紋補償器的優(yōu)點是體積小和結(jié)構(gòu)嚴密，缺點是強度低，補償能力小，通常只適用于直徑大于150 mm 的低壓管道和內(nèi)壓力小于0.7 MPa 的氣體管道上。

1.4 套管式補償器這種補償器是用鑄鐵或鋼制成的。用鑄鐵制成的用于內(nèi)壓不超過10MPa 的管道上，用鋼制成的用于內(nèi)壓不超過1.6MPa的管道上。這種補償器的優(yōu)點是體積小，補償能力大(可達150～300 mm)，使用于因地域受到限制不宜采用П形補償器的管道上，如地溝中的管道和油碼頭上的管道等。這種補償器的最大缺點是結(jié)構(gòu)難于做得十分嚴密，填料壓得太緊會妨礙伸縮，太松易漏油，需要經(jīng)常檢修更換填料。因此這種補償器不宜用于輕油管道及埋地鋪設(shè)的管道上。

2、補償器的安裝

2.1 自然補償器自然補償器的安裝最簡單，但是占用空間大，有一定的局限性。通常情況下，L 形補償器長臂的長度不宜過大，一般為20～25 m，否則會造成短臂的側(cè)向移動力過大而失去作用;Z 形補償器的有效長度一般控制在40～50m的范圍內(nèi)。在制作安裝自然補償器時應(yīng)嚴格按照施工圖進行，不宜對其長短臂和支架進行隨意改動，以免補償器失去應(yīng)有的作用。

2.2 П形補償器安裝П形補償器前必須對補償器進行預(yù)拉伸或預(yù)壓縮。補償器吊裝就位后，對正式生產(chǎn)運行后管道膨脹的進行預(yù)拉伸，對管道收縮的進行預(yù)壓縮。預(yù)拉伸或預(yù)壓縮的值為其設(shè)計補償量的一半，偏差不得大于±10 mm，以充分利用其補償能力。預(yù)拉伸、預(yù)壓縮的焊縫位置應(yīng)選擇在距補償器彎曲點2.0～2.5 m處。П形補償器通常采用水平安裝，只有在空間狹小不能水平安裝時，才允許垂直安裝。水平安裝時，平行臂應(yīng)與管線坡度相同，兩垂直臂應(yīng)平行并呈水平狀態(tài)。垂直安裝時應(yīng)根據(jù)不同介質(zhì)設(shè)置排氣或疏水裝置，但不得設(shè)置在彎曲處。埋地管道補償器上下游2m范圍內(nèi)，應(yīng)采用易壓縮土替換較硬的土質(zhì)，敷設(shè)于凍土地帶的補償器，應(yīng)水平安裝在不凍土層。安裝П形補償器時，應(yīng)用3 個以上受力點起吊，將兩垂直臂撐牢，并把撐拉結(jié)構(gòu)和補償器一起固定好，以防變形。當(dāng)補償器與兩個固定支架之間的管道組對焊接后，才可把撐拉結(jié)構(gòu)從補償器上取下。

2.3 波紋式補償器波紋式補償器安裝時，應(yīng)根據(jù)補償零點溫度(t補)定位，補償零點溫度就是在管道設(shè)計時考慮達到的最高和最低溫度的中點。當(dāng)環(huán)境溫度(t 環(huán))等于補償零點溫度時安裝，可不進行預(yù)拉伸或預(yù)壓縮；當(dāng)環(huán)境溫度高于補償零點溫度時安裝，應(yīng)進行預(yù)壓縮；當(dāng)環(huán)境溫度低于補償零點溫度時安裝，應(yīng)進行預(yù)拉伸。預(yù)拉伸或預(yù)壓縮的數(shù)值見表1。波紋式補償器的預(yù)拉伸或預(yù)壓縮應(yīng)在干凈平整場地上進行，并保證各波節(jié)的周圍方向受力均勻，拉伸或壓縮的偏差應(yīng)小于5mm，當(dāng)拉伸或壓縮達到要求的數(shù)值時, 應(yīng)立即安裝固定。水平安裝時應(yīng)注意使管道內(nèi)輸送介質(zhì)的流動方向從有焊縫的一端流向另一端，并與管道的坡向一致，防止凹槽內(nèi)大量積水，同時還需在波峰下端設(shè)置防水裝置。垂直安裝時內(nèi)套有焊縫的一端應(yīng)置于上部。波紋式補償器的中心線不得偏離管道中心線。吊裝過程中，不得將吊繩綁扎在波節(jié)上，更不能在波節(jié)上焊接支架和其它附件。波紋式補償器安裝完畢應(yīng)對其進行仔細檢查，確認波紋管沒有損壞。

2.4 套管式補償器套管式補償器應(yīng)按設(shè)計文件規(guī)定的安裝長度及溫度變化留有剩余收縮余量。剩余收縮余量可按下式計算, 其允許偏差為±5mm。式中：S —插管和套管擋圈間的安裝剩余收縮余量，mm；S ₀ —補償器的最大行程，mm；T₀ —室外最低設(shè)計溫度，℃；T₁ —補償器安裝時的溫度，℃；T₂ —介質(zhì)的最高設(shè)計溫度，℃。套管式補償器在安裝時也可不經(jīng)過計算，按2所示條件留出剩余收縮余量。套管式補償器分為單向和雙向補償兩種，單向補償器應(yīng)安裝在固定支架旁邊的平直管道上；雙向補償器應(yīng)安裝在兩固定支架中部，同時兩側(cè)應(yīng)設(shè)1～ 2個導(dǎo)向支架。安裝前應(yīng)將補償器拆開，檢查內(nèi)部零件是否齊全，質(zhì)量是否符合要求，填料石棉繩應(yīng)涂以石墨粉，并應(yīng)逐圈裝入，逐圈壓緊，各圈接口應(yīng)相互錯開。安裝時，要求補償器中心線和直管段中心線一致，不得偏斜，否則在管道投入運行時，可能發(fā)生補償器的插管和套管咬住事故。在靠近套管補償器的兩側(cè)，至少應(yīng)各有一個導(dǎo)向支架，以保證補償器在管道運行時不偏離中心，自由收縮。插管應(yīng)安裝在介質(zhì)的流入端，摩擦部分應(yīng)涂上機油，非摩擦部分應(yīng)涂上防銹漆。