波纹补偿器的核心用途是吸收和补偿管道系统因热胀冷缩、振动或地基沉降等原因产生的尺寸变化和位移,从而保护管道及其设备的安全。
一、主要用途与功能
补偿热位移(热胀冷缩)
这是最常见、最主要的用途。 当管道输送高温或低温介质(如蒸汽、热水、冷冻水等)时,管道本身会因温度变化而膨胀或收缩。
如果没有补偿器,管道内部会产生巨大的热应力,导致管道支架损坏、连接设备(如泵、阀门)开裂或管道本身扭曲变形。
补偿器的作用:通过其柔性波纹管的弹性变形,自由伸缩,吸收这些尺寸变化,释放应力。
吸收机械振动
与管道连接的设备,如泵、压缩机、发动机等在运行时会产生振动。
补偿器的作用:其柔性的波纹管结构可以有效地隔离和减弱这些振动向管道系统的其他部分传递,保护敏感的仪表和设备,降低运行噪音。
补偿安装误差与地基沉降
在长距离管道安装中,难免存在细微的尺寸误差。此外,大型储罐或建筑附近的地基可能会发生缓慢的沉降。
补偿器的作用:它可以补偿管道安装时出现的小范围对位误差,并能适应因地基不均匀沉降造成的管道系统位移。
克服不对中和偏转
在某些情况下,管道连接的两个端口可能存在轻微的错位(不同心、不平行)。
补偿器的作用:某些类型的补偿器(如铰链式、万向式)可以吸收角向和横向的位移,解决对中问题。
二、主要类型及其特点
根据补偿位移的形式不同,波纹补偿器主要分为以下几类:
类型 主要功能 示意图描述 典型应用
轴向型 仅吸收管道轴线方向的伸缩。 像一个可以压缩和拉伸的弹簧,沿着管道中心线方向运动。 直管段,用于补偿单纯的热膨胀。
横向型 吸收垂直于管道轴线方向的位移。 可以侧向弯曲或偏移,补偿管道的横向移动。 常用于“L”型、“Z”型管道的拐角处,或长距离直管段因地基沉降产生的横向位移。
角向型 吸收管道的角向偏转。 像一个铰链,允许管道在一个点上进行旋转弯曲。 通常成对或三个一组使用,用于补偿管道的弯曲变形。
万向型 可吸收任意方向的角位移。 像一个万向节,可以在多个方向上发生角向弯曲。 用于空间管道系统中复杂的方向变化和位移。
压力平衡型 吸收内压推力,防止其对固定支架产生巨大负荷。 结构复杂,通过自身的结构设计,使内压产生的力自我平衡掉。 用于高压、大口径或对支架推力有严格限制的关键位置,保护泵、涡轮机等设备。
三、应用领域
波纹补偿器广泛应用于几乎所有涉及流体输送的工业领域:
热力管网:城镇集中供热系统,补偿蒸汽和热水管道的热膨胀。
石油化工:炼油厂、化工厂的工艺管道,用于补偿高温、高压和腐蚀性介质带来的位移。
电力工业:电站的锅炉、汽轮机之间的蒸汽管道。
冶金工业:高炉、热风炉的送风管道,轧钢厂的加热炉管道。
建筑给排水与暖通空调:高层建筑的冷热水管、消防管道,吸收楼层间的位移和振动。
船舶制造:舰船的发动机排气管、管路系统,补偿振动和热位移。