波纹补偿器型号大全参数选用及公式计算.docx

波纹补偿器型号大全参数选用及公式计算.docx

《波纹补偿器型号大全参数选用及公式计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《波纹补偿器型号大全参数选用及公式计算.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

波纹补偿器型号大全参数选用及公式计算

轴向型内压式波纹补偿器（HZN）

补偿器由一个波纹管和两个端接管构成，端接管或直接与管道焊接，或焊上法兰再与管道法兰连接。

补偿器上的拉杆主要是运输过程中的刚性支承或作为产品预变形调整用，它不是承力件。

该类补偿器结构简单，价格低，因而优先选用。

    用途：

轴向型内压式波纹补偿器（轴向型波纹补偿器）主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它补偿角位移。

    型号：

DN32-DN8000，压力级别0.1Mpa-2.5Mpa

    连接方式：

1、法兰连接2、接管连接

    产品轴向补偿量：

18mm-400mm

一、型号示例

举例：

0.6TNY500TF

表示：

公称通径为Φ500，工作压力为0.6MPa，（6kg/cm2）波数为4个，带导流筒，碳钢法兰连接的内压式波纹补偿器。

二、使用说明：

轴向型波纹补偿器主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向的合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它来补偿角位移。

三、内压式波纹补偿器对支座作用力的计算：

　　　内压推力：

F=100·P·A　　　　轴向弹力：

Fx=Kx·（f·X）

横向弹力：

Fy=Ky·Y　　　　　　　弯矩：

My=Fy·L

弯矩：

Mθ=Kθ·θ　　　　　合成弯矩：

M=My+Mθ

式中：

Kx：

轴向刚度N/mmX：

轴向实际位移量mm

Ky：

横向刚度N/mmY：

横向实际位移量mm

Kθ：

角向刚度N·m/度　　　　　　　　　　θ：

角向实际位移量度

P：

工作压力MPaA：

波纹管有效面积cm2（查样本）

L：

补偿器中点至支座的距离m

四、应用举例：

　　某碳钢管道，公称通径500mm，工作压力0.6MPa，介质温度300°C，环境最低温度-10°C，补偿器安装温度20°C，根据管道布局（如图），需安装一内压式波纹补偿器，用以补偿轴向位移X=32mm，横向位移Y=2.8mm，角向位移θ=1.8度，已知L=4m，补偿器疲劳破坏次数按15000次考虑，试计算支座A的受力。

解：

（1）根据管道轴向位移X=32mm。

Y=2.8mm。

θ=1.8度。

由样本查得0.6TNY500×6F的轴向位移量X0=84mm，

横向位移量：

Y0=14.4mm。

角位移量：

θ0=±8度。

轴向刚度：

Kx=282N/mm。

横向刚度：

Ky=1528N/mm。

角向刚度：

Kθ=197N·m/度。

用下面关系式来判断此补偿器是否满足题示要求：

将上述参数代入上式：

（2）对补偿器进行预变形量△X为：

　　　　　　因△X为正，所以出厂前要进行“预拉伸”13mm。

（3）支座A受力的计算：

内压推力：

F=100·P·A=100×0.6×2445=14600（N）

轴向弹力：

Fx=Kx·（f·X）=282×（1/2×32）=4512（N）

横向弹力：

Fy=Ky·Y=1528×2.8=4278.4（N）

弯矩：

My=Fy·L=4278.4×4=17113.6（N·m）

Mθ=Kθ·θ=197×1.8=354.6（N·m）

合成弯矩：

M=My+Mθ=17113.6+354.6=17468.2（N·m）

轴向型外压式波纹补偿器（HZW）

    补偿器由一个或多个波纹管通过中间接管串接在一起，两端分别与内封板和封底板焊接后，再分别与通管外管相连、波纹管波数较多。

    用途：

轴向外压式波纹补偿器（轴向型波纹补偿器）主要吸收轴向位移，具有补偿量大、保温性能好、残余介质可以排除等优点。

    型号：

DN32-DN1600，压力级别：

0.1Mpa-2.5Mpa

    产品轴向补偿量：

18mm-400mm

一、型号示例

举例：

0.6TWY500×8JB

表示：

公称通径为500mm，工作压力为0.6MPa（6kg/cm2）波数为8个，不锈钢管连接的轴向型外压式波纹补偿器。

注：

疏水口的设置按用户要求。

二、使用说明：

轴向型波纹补偿器主要吸收轴向位移，具有补偿量大、保温性能好、残余介质可以排除等优点。

三、轴向型外压式波纹补偿器对支座作用力的计算：

（不考虑温度对补偿量及刚度的修正）

　　例：

一碳钢管路，公称通径500mm，工作压力0.6MPa；介质温度350°C，环境最低温度-10°C，安装温度为20°C，管线长如图，疲劳破坏次数要求3000次。

要安装一外压补偿器，试计算补偿器对支座的作用力。

外压补偿器一般安装位置如下（图示）：

解：

（1）热变形计算：

△L=a·t·L=0.0133×360×30=143.6mm

（2）根据使用条件和热变形计算数据，查样本可选用0.6TWY500×8F，N=3000次，

X0=192mmKx=272N/mm。

（不做预变形）　

（3）A、B管架受轴向力：

内压推力：

Fp=100·P·A=100×0.6×3167=190020N

轴向弹力：

Fx=Kx·X\272×143.6=39059.2N

Fz=Fp+Fx=190020+39059.2=229079N

轴向复式波纹补偿器（HZF）

    补偿器由一个或多个波纹管串接在一起，波纹管外有可使波纹管轴向移动的外套筒，即是保护装置，又保持了它的稳定性。

    用途：

轴向型复式波纹补偿器用于轴向补偿、补偿量大、比较经济是其特点

    型号：

DN32-DN1000，压力级别：

0.1Mpa-2.5Mpa

    连接方式：

1、法兰连接2、接管连接

    产品轴向补偿量：

30mm-450mm

一、型号示例：

举例：

0.6FS100×20F

表示：

工作压力为0.6MPa，通径DN=100mm，波数为20，法兰连接的复式波纹补偿器。

二、使用说明：

复式波纹补偿器，可以满足管道的轴向补偿，补偿量大，比较经济是其特点。

法兰连接按机标JB81-59供货，也可以根据用户要求按国标、化标或其它标准供货。

三、对固定支座的作用力：

　　压力推力：

Fp=100·P·A　　　　（N）

轴向弹力：

Fx=Kx·X　　　　　　（N）

式中：

P：

最高工作压力或最高试验压力　　MPa

A：

有效面积（查样本）　　　　　　cm2

Kx：

补偿器轴向刚度　　　　　　　N/mm

X：

补偿器使用的轴向补偿量　　　　mm

四、应用举例：

某碳钢管道，公称通径DN=500mm，工作压力P=0.4MPa，介质最高温度Tmax=250℃，最低温度Tmin=0℃，疲劳破坏次数N=1500次。

所需补偿管道固定支座间的距离L=85m，接管连接，试选型并计算支座受力。

1、选型，管段所需补偿量为：

X=a·L·△T

=0.0133×85（250-0）

=283mm

式中：

a为线膨胀系数，取0.0133mm/m·℃（查样本选0.6FS500×J）

2、支座压力：

查样本0.6FS500×12J补偿器A=2445cm2Kx=141N/mm

压力推力：

Fp=100·P·A=100×0.6×2445=146700N

轴向弹力：

Fx=Kx·X=141×283=39903N

支座受力：

F=Fp+Fx=146700+39903=186603N

轴向复式拉杆波纹补偿器（HFL）

    补偿器由两段或三段波纹管，短中间接管及长拉杆等零件构成，结构简单。

长拉杆不是承力构件。

   用途：

轴向型波纹补偿器（FSL型）结构简单，补偿量大，一般使用于低疲劳次数，需大补偿量的管线。

   型号：

生产DN32-DN3000，压力级别0.1Mpa-2.5Mpa

   连接方式：

1、法兰连接2、接管连接

  产品轴向补偿量：

72mm-500mm

一、型号示例：

举例：

0.6FSL200×12J

表示：

工作压力为0.6MPa，通径DN=200mm，波数为12，接管连接的复式拉杆波纹补偿器。

二、应用说明：

1、复式拉杆波纹补偿器，结构简单、补偿量大，一般使用于低疲劳次数，需大补偿量的管线。

2、样本中所给补偿量均为疲劳破坏次数1000次下的轴向补偿量。

3、法兰连接按机标JB81-59供货，也可根据用户要求按国标、化标或其它标准供货。

三、对固定支座的作用力：

　　压力推动：

Fp=100·P·A　　　　　　（N）

轴向弹力：

Fx=f·Kx·X　　　　　　（N）

式中：

P：

最高工作压力或最高试验压力　　MPa；

A：

有效面积（查样本）　　　　　　平方米；

Kx：

补偿器轴向刚度　　　　　　　　N/mm；

X：

补偿器使用的轴向补偿量　　　　　mm

f：

系数，当补偿器进行预变形时，f为1/2，当补偿器不进行预变形时，f取1。

无约束波纹补偿器（HWY）

    定向保护管的一端和主定向板焊接，包容在定向保护管内的导向管通过次定向板和另一侧接管焊接，定位板与定向保护焊接。

因此该补偿器具有强力的支撑和定向性能，同时定位板保护波纹管不被拉平。

    用途：

无约束波纹补偿器用于管道的轴向补偿，补偿量大，具有强力自导向和超强的抗弯能力，从而可以简化管道导向支架的设计，使导向支架的间距安装均可任意。

    型号：

生产DN32-DN1500,压力级别：

0.25Mpa-2.5Mpa

一、型号示例：

举例：

0.6WY300×12F

表示：

工作压力为0.6MPa，WY代表无约束波纹补偿器，通径DN=300mm，12代表波数，F为法兰连接。

二、产品说明：

　　“无约束”是国以往的轴向型波纹补偿器对使用有较多约束条件而得名的，无约束波纹补偿器完全消除了以往轴向型补偿器对导向支架L1≤4DgL2≤14Dg和L3要求，使用约束波纹补偿器可使管道的所有支架间距均可任意。

三、按装示意图：

直埋式内压波纹补偿器（HZMNY）

    补偿器由一个或多个波纹管串接在一起，波纹管外有可使波纹管轴向移动的外套筒，即是保护装置，又保持了它的稳定性。

    用途：

直埋式波纹补偿器主要用于直埋管线的轴向补偿，具有抗弯能力，所以可不考虑管道下沉的影响，产品具有补偿量大，寿命长的特点。

    型号：

波纹管>制造厂生产DN32-DN1600，压力级别0.25Mpa-2.5Mpa

    产品轴向补偿量：

30mm-500mm

一、型号示例：

举例：

1.6ZMS200×6J

表示：

工作压力为1.6MPa，公称通径为200mm，波数为6波，接管连接的直埋式>波纹补偿器。

二、使用说明：

直埋式波纹补偿器主要适用于轴向补偿，同时具有超强抗弯能力，所以不考虑管道下沉的影响。

直埋式波纹补偿外壳及导向套筒保护下实现自由伸缩补偿，其它性能跟普通波纹补偿器相同。

直埋式外压波纹补偿器（HZMWY）

一、产品代号：

举例：

0.6HZMWY500×8J

表示：

工作压力为0.6MPa，公称通径为500mm，波数为8波，接管链接的直埋式波纹补偿器。

二、详细介绍：

    不锈钢耐压金属软管是由不锈钢波纹管外编一层或多层钢丝或钢带网套，两端以接头或法兰，用于输送各种介质的柔性元件。

三、结构特点：

    补偿器的波纹管两端分别与外管，通管相连。

四、补偿特点：

    该补偿器能吸收较大的轴向位移。

矩型波纹补偿器（HJX）

补偿器由一个矩形波纹管和两个矩形端接管构成。

端接管或直接与管道焊接，或焊上法兰再与管道连接。

补偿器上的拉杆主要是运输过程中的刚性支承，它不是承力件。

    用途：

具有轴向、横向、角向补偿功能。

    型号：

制造厂生产DN1000-DN5000，压力级别0.01-0.25Mpa

    连接方式：

1、法兰连接2、接管连接

    产品轴向补偿量：

根据用户要求。

    矩型波纹补偿器广泛应用于中央空调泵、消防泵、生活给水泵的进出口，有效地减少主机震动、吸收管道噪音、保护设备、延长设备使用寿命，具有：

耐用、耐高温、耐高压、防腐、环保等优点。

有效地解决了老式橡胶软接头所带来的不卫生、易老化、耐压不稳定、易脱层撕裂、爆破等不良因素，解决了泵房的后顾之忧。

应用范围：

各类泵、阀、空压机的进出口；各类消防配管、空调配管、蒸汽配管等；一般工厂配管和需要卫生的场合；机械设备配管，需要减震和补偿热位移的场合；生活用水配管和需要柔性联接的场合。

    矩型波纹补偿器均布置在紧靠固定支架旁，然后紧接两个导向支架，距离分别4Dg、14Dg，主要目的以防止其轴向失稳，蒸汽直埋管道靠保温材料及外套钢管进行支撑或导向、热水直埋管主要靠与保温材料形成整体由土壤、沙层控制。

这种布置方式出发点是好的，但在实际运用中受地形限制，架空管系支架过多，则布置困难。

    直埋管系地下障碍物过多，可能有过多翻弯产生，要求矩型波纹补偿器只能布置在直管段，这种在固定支架侧设补偿器的形式，可能会因管线位移造成波纹补偿器每个波节吸收位移的工作能力传递不均，发挥的补偿能力不充分。

我们认为解决补偿器轴向失稳问题除与其布置、设置位置有关外，更主要的是取决于矩型波纹补偿器自身的性能与质量，只布置在固定支架侧的矩型波纹补偿器性能与质量要求应更高一些，管线分段距离一般应小一些，进行选型时一定要选自导向性好，抗失稳能力强的补偿器，设计布置按照基本原则，根据工程的实际情况，灵活对待处理，实践情况证明，无论是架空还是直埋地沟，只要做好导向结构控制，波纹补偿器可以设置在两固定支架的任一位置。

 小拉杆横向型波纹补偿器（HXL）由两段波纹管，中间接管及带有限位螺母的小拉杆等零件组成。

小拉杆不能承受内压推力。

型号示例：

　举例：

0.6XLB500FB-1500

　表示公称通径为500mm,工作压力为0.6Mpa，长度为1500mm，不锈钢法兰连接的小拉杆横向波纹补偿器。

使用说明：

　　　小拉杆横向型波纹补偿器除可以补偿弯曲管道的横向位移和角位移，同时也可以补偿轴向位移。

样本中所列的轴向补偿量及横向补偿量（X0、Y0　）均单独用作轴向补偿或横向补偿的最大值，此种情况应分别满足以下关系式：

X1≤XoY1≤Yo

　　X1、Y1为单独用作轴向补偿或横向补偿的实际值

当补偿器同时存在轴向位移和横向位移时，两种补偿量（X1,Y1）的选取应满足下列关系式：

　　此时，X1,Y1为同时存在轴向位移及横向位移的实际值。

小拉杆横向波纹补偿器对支座作用力的计算：

应用举例：

（不考虑温度对补偿器及刚度的修正）

　　某碳钢管道，公称通径500mm，工作压力0.6Mpa，介质温度350摄氏度，环境最低温度-100摄氏度，补偿器安装温度20摄氏度，根据管道布局需安　装一小拉杆横向型波纹补偿器，用以补偿50mm的轴向位移及30mm的横向位移，已知L=50，补偿器疲劳破次数按15000次考虑，试计算支座A的受力。

横向型波纹补偿器

横向型波纹补偿器习惯上也叫横向膨胀节，或横向伸缩节。

横向型波纹补偿器是由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件）和端管、支架、法兰、导管等附件组成。

它属于一种补偿元件。

利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。

也可用于降噪减振。

在现代工业中用途广泛。

波纹补偿器标准：

波纹补偿器标准编号:

GB/T12777-1999

波纹补偿器标准名称:

金属波纹管膨胀节通用技术条件

本标准规定了金属波纹纹补偿器的定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志及包装、运输、贮存等。

本标准适用于安装在管道中其挠性件为整体成形无加强U形、加强U形和∩形波纹管的圆形波纹管补偿器的设计、制造和检验。

压力容器用膨胀节的设计、制造和检验亦可参照使用。

补偿器安装和使用要求？

1、补偿器在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况，必须符合设计要求。

2、对带内套筒的补偿器应注意使内套筒子的方向与介质流动方向一致，铰链型补偿器的铰链转动平面应与位移转动平面一致。

3、需要进行“冷紧”的补偿器，预变形所用的辅助构件应在管路安装完毕后方可拆除。

4、严禁用波纹补偿器变形的方法来调整管道的安装超差，以免影响补偿器的正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件的载荷。

5、安装过程中，不允许焊渣飞溅到波壳表面，不允许波壳受到其它机械损伤。

6、管系安装完毕后，应尽快拆除波纹补偿器上用作安装运输的黄色辅助定位构件及紧固件，并按设计要求将限位装置调到规定位置，使管系在环境条件下有充分的补偿能力。

7、补偿器所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围，应保证各活动部位的正常动作。

8、水压试验时，应对装有补偿器管路端部的次固定管架进行加固，使管路不发生移动或转动。

对用于气体介质的补偿器及其连接管路，要注意充水时是否需要增设临时支架。

水压试验用水清洗液的96氯离子含量不超过25PPM。

9、水压试验结束后，应尽快排波壳中的积水，并迅速将波壳内表面吹干。

10、与补偿器波纹管接触的保温材料应不含氯

补偿器的选型

波纹管补偿器它是以波纹管为核心的扰性元件，在管线上可作轴向、横向和角向三个方向的补偿。

轴向型补偿器为了减少介质的自激现象，在产品内部设有内套管，在很大程度上限制了径向补偿能力，故一般仅用以吸收或补偿管道的轴向位移（如果管系中确需少量的径向位移，也可以吸收轴向、角向和任意三个方向位移的组合；铰链补偿器（也称角向补偿器），它以两个或三个补偿器配套使用（单个使用铰链补偿器没有补偿能力），用以吸收单平面内的横向变形；万向铰链（角向）补偿器，由两个或三个配套使用，可吸收三维方向的变形量。

万向铰链波纹补偿器（HWJ）

补偿器有一个万向环，在其周向有两对相互垂直的铰链结构。

用途：

万向铰链波纹补偿器（WJY）用于补偿管线任意平面内的角位移。

型号：

波纹管制造厂生产：

DN100-DN6000压力级别：

0.1Mpa-2.5Mpa

连接方式：

1、法兰连接式　2、接管连接式

产品角向补偿量：

±4－±9

一、型号示例：

举例：

0.6WJY500×4F

表示：

工作压力为0.6MPa，公称通径为500mm，波数为4，碳钢法兰连接的万向铰链波纹补偿器。

补偿特点

万向铰链波纹补偿器可以补偿任意平面内的角位移。

样本中所列出的角位移补偿量，为单一平面内允许的最大补偿量。

平面铰链波纹补偿器（HJL）

补偿器由接管、波纹管及与接管相连的一对铰链构成。

补偿器的铰链具有承受内压推力的能力。

举例：

0.6HJL100×8F

表示：

公称通径为100，工作压力为0.6MPa（6kfg/cm2），波数位8个，碳钢法兰连接的铰链补偿器。

应用举例

    某热管安装温度：

20℃，通径500，工作压力Mpa（6kgf/cm2）,最低温度-10℃,最高温度120℃，材质、碳钢线胀系数a=13.2×10-6度。

就如下管路安装形式进行设计计算：

（1）

①确定位移量：

△X=al△T=13.2×10-6（80+80）×103×[120-（-10）]=275mm

②选用波纹补偿器

补偿器Ⅰ选用：

0.6TJL500×6，θ0=±8o（额定位移2×8o）

L1=1.1m，Kθ1=197N·m/度

补偿器Ⅱ、Ⅲ选用：

0.6TJL500×4，θ0=±5o

即LA（必须大于等于）≧997.69mm

（1）

一般Lp≧1.5Dnx4+LⅠ+LⅡ+LⅢ

（2）

（Lp为补偿断安装长度）

根据

（1）式，取一定余量，将LA值向上圆整：

LA=1200

（在安装跨距要求允许条件下，LA适当大一点好）

实际工作角位移

③考虑冷紧问题

为了改善管路受力状况，设计安装时通常对补偿器进行冷紧。

冷紧量按以下公式计算

所以沿工作位移相反方向进行冷紧安装（冷紧量δ=74.04mm）

④计算支座承受载荷

下面分析固定支座G1,G2和导向支架D1,D2的受力情况：

A、波纹膨胀节变形力矩：

波纹膨胀节横向反力：

（如无冷紧θⅠ、θⅡ不除以2）

B、

受力图：

①确定位移量：

②选用波纹补偿器

补偿器Ⅰ选用：

0.6TJL500×2，θ0=±2.5

L1=0.8m，Kθ1=590N·m/度

补偿器Ⅱ、Ⅲ选用：

0.6TJL500×6，θ0=±8

L1=LⅡ=1.1m，Kθ1=KⅡ2=197N·m/度

一般B值根据补偿器Ⅲ的长度LⅢ和管路变曲半径大小取值，比如取为1m；A值在安装跨距要求允许下，按式

（1），取大一点，如A=2m

按

（2）式向上圆整C值（适当大一点好）

C=1600=1.6m

则，

③考虑冷紧问题

沿工作位移相反方向进行冷紧安装

④计算支座受载荷

A、膨胀节变形力矩

膨胀节横向反力：

直管压力平衡式波纹补偿器（HZP）

    该补偿器能补偿管系的轴向位移，内压推力自身平衡。

适用于不宜设置固定支架的高物位直管线或大直径管线中。

    用途：

补偿系统中的轴向位移，内压推力自身平衡，直管压力平衡波纹补偿器（ZYP型）可用于不宜设置固定支架的高物位直管线或大直径管线中。

    型号：

波纹管制造厂生产DN600-DN4000，压力级别0.25MPa-0.6MPa。

    连接方式：

1）法兰连接式　2）接管连接式

    产品轴向补偿量：

60mm-300mm。

　型号示例：

举例：

0.6ZYP500×8/6－JB

表示公称通径为500，工作压力为0.6MPa，大波纹管为8个波，小波纹管为16个波，连接形式为不锈钢接管连接的直管压力平衡式波纹补偿器。

结构特点：

    该补偿器能补偿管系的轴向位移，内压推力自身平衡。

适用于不宜设置固定支架的高物位移管线或大直径管线中。

直管压力平衡式波纹补偿器对支座作用力的计算：

轴向弹性力：

Fx=Kx（f*X）

式中：

Kx——轴向刚度，N/mm

　　　X——轴向实际变形量mm

　　　f——计算系数，当预变形（包括△X=0时）f=1/2。

当不进行预变形时，f=1。

曲管压力平衡式波纹补偿器

    补偿器的前部（通道端）有两个工作波纹管，后部（平衡端）有一个平衡波纹管。

当弯曲管产生横向位移时，大拉杆上的球面螺母绕球面垫圈转动。

同时大拉杆承受内压推力。

    用途：

曲管压力平衡波纹补偿器安装在管道的拐弯处或与设备连接的空间的管道上。

它能补偿轴向位移、横向位移、而不会对管道系统产生内压推力。

常用于泵、压缩机、汽轮机及其他对载荷敏感的管道系统。

且能吸振降噪，保证设备安全运行。

一、型号示例：

示例：

0.25QYP700×8/4JB

表示：

公称通径为φ700mm，工作压力0.25Mpa，波数为8/4，不锈钢接管连接的曲管压力平衡式波纹补偿器.

二、使用说明：

　　1、曲管压力平衡式波纹补偿器安装在管道的拐弯出或设备相连的空间管道上。

它能补偿轴向位移、横向位移，而不会对管道系统或其他设备产生内压推力。

常用于泵、压缩机、气轮机及其他对载荷敏感的管道系统，且能吸振降噪，保证设备安全运行。