补偿器选型说明书

1一、适用范围本选型说明书，适用于我公司自行研制开发的第三代产品双向套筒补偿器、单向套筒补偿器、万向球式补偿器在供热管网中的应用，确定了产品的分类、型号、性能特点、选型计算、安装及注意事项等。套筒补偿器是流体管道的一种新型热补偿装置，可满足管网敷设各种形式（架空、地沟、直埋）的要求。二、主要规格公称直径：DN65～DN1200mm设计温度：150ºC设计压力：≤2.5Mpa补偿量：50～400mm角位移：±15°设计寿命：15～20年三、双向套筒补偿器○1型号LMRB500—1.6/120轴向补偿量设计压力公称直径产品型号○2产品示意图双向套筒补偿器外形图○3性能及特点（1）双向性2双向补偿，双向导流，可适用于循环管网。（2）直埋免维护，减少费用与管道同埋地下（不用设观察井），不用定期维护可降低运行成本，节约维护费用。（3）双向套筒补偿器不适用地下水位较高的地理环境。（4）安全性高采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。（5）无约束、降低工程造价外壳与芯管的配合形式采用机械配合形式中的动配合，具有良好的导向性，可作到无约束设计导向支架间距。（6）方便施工、提高效率安装时双向套筒补偿器（图1），位于两固定支架中间位置不用预拉伸，可直接同管道进行焊接，适用于任何敷设方式。补偿器可不受施工条件的限制，对于特殊环境下，如施工中遇到电缆线、煤气管线等不可动障碍时，可临时调整补偿器的安装位置，使L≠L而不影响使用，为管网施工提供了极大的方便。（图1）四、单向套筒补偿器○1型号LMDB800—1.6/200轴向补偿量设计压力公称直径产品型号3○2产品示意图单向套筒补偿器外形图○3性能及特点（1）双向导流。（2）直埋免维护，减少费用与管道同埋地下（不用设观察井），不用定期维护可降低运行成本，节约维护费用。（3）安全性高采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。（4）全密封外护罩与外法兰全密封焊接，与后端管活动端采用压缩密封，使补偿器密封部位的关健部件与外界隔绝，有效的防止外界腐蚀，适用于地下水位高的地区，适应各种工况环境，关健件作防腐处理与管网同寿命。（5）无约束、降低工程造价外壳与芯管的配合形式采用机械配合形式中的动配合，具有良好的导向性，可作到无约束设计导向支架间距。（6）方便施工、提高效率安装时单向套筒补偿器（图2、3），“固定端”要靠近固定支架位置不用预拉伸，可直接同管道进行焊接，适用于任何敷设方式。补偿器可不受施工条件的限制，为管网施工提供了极大的方便。（图2）4（图3）○4规格及技术参数表1公称直径(㎜)磨擦力(N)有效面积(c㎡)最大外径(㎜)（双/单）位移量(㎜)工作压力(MPa)DN6517334417616850～3002.5DN80203459189180DN100343588203219DN1254238134237245DN150507219326027350～350DN2006998369324325DN2508732576389379DN30010402818457431DN350168551098509515DN40019103141155056550～400DN450214851786607621DN500237742180658673DN600281833076785771DN700368324024857862DN800419695226961961DN90047158660010711062DN100052295811911711162DN110057432979412811262DN1200625691162613811362也可以根据用户的需求进行设计补偿量的大小。5五、热补偿计算（1）管道热补偿的设计原则a首先应从管道的布置上，考虑自然补偿。b应考虑管道的冷紧。c在上述两条件未能满足管道的热伸长补偿要求时，则需要采用补偿器。（2）热伸长量计算：ΔL=Lα（t2t1）cm式中L计算管线长度mα管道的线膨胀系数cm/m·ºCt2管道内介质温度ºCt1管道安装温度ºC常用钢材的线膨胀系数（×10-4cm/m.ºC）表2钢号设计温度（ºC）100150200250270300Q235A12.2012.6013.0013.2313.3213.451011.9012.2512.6012.7012.7412.802011.1611.6412.1212.4512.5912.7816Mn8.319.6510.9911.6011.9112.31六、选型示例某热网管线公称直径DN300mm,材质Q235，长度70m，设计压力1.6Mpa,工作温度100ºC，管网最低温度5ºC。选用补偿器Q235膨胀系数查表2.取12.20×10-4㎝/m·ºC热伸长量计算：ΔL=Lα（t2—t1）=70×12.20×10-4×(100-5)=8.11㎝（取82㎜）6选LMRB300—1.6/90套筒补偿器，查表1：摩擦力Fm=10402NA=818㎝2内压推力：Fp=818×1.6×102=130880N七、主要部件材质性能密封圈材质性能表3材质最高使用温度长期使用温度耐氧化性耐磨性气密性丁腈橡胶170ºC-10～120ºC可优优三元乙丙150ºC-50～130ºC优优优氟橡胶315ºC-10～288ºC优优优根据不同的工况条件选用不同材质，密封圈工作的位置，是完全被密封在一个三角的环形空间内的。密封圈装在里面，由于芯管与外壳的滑动间隙极小，所以密封圈质量是不会丢失的，只会有与芯管表面的磨损，而芯管表面是经过热浸锌防腐处理，光洁度极高，磨损量很小，即使在十几年后橡胶有一定的老化，但在一个完整的密封空间里，在螺栓的予紧力作用下它依然紧贴在芯管表面可正常发挥密封作用。寿命期限后可根据管网工作情况更换密封圈外壳：补偿器中容纳芯管伸缩运动的部件。材质选用：Q235AQ235B102016MnR可根据工况条件进行选择芯管：补偿器中可伸缩运动的内管，外表面镀锌（铬）防腐蚀、耐磨增加寿命。材质选用：Q235AQ235B102016MnR可根据工况条件进行选择八、万向球式补偿器○1型号LMQB700—1.6/±15°角位移设计压力公称直径产品型号7○2工作原理及示意图（图4）万向球式补偿器是以球头相对于外套组件的转动来吸收管道的位移，特别适用于任意平面内或立体空间转弯处的管道敷设。一般情况下是2—3个组成一组使用。补偿器安装在管道的拐弯处，利用球头的转动达到补偿的目的。工作原理如图所示。图中实线为安装位置，当受热运行时，直管段的伸长量为△L，推动补偿器转动到虚线位置。其中△L、θ、H的关系如下式；△L=2Hsinθ………………A1△L—直管段伸长量θ—角位移H—球心距由式A1可见，θ值一定时，H值越大，补偿能力就越大，但是一般不超过8米。○3结构特点（1）以金属基体球面轴承承力并定心，取代通常球式补偿器以密封承力兼定心，用法兰压盖进行调整的方法，从而保证密封更可靠。（2）采用整体焊接结构，所有运动部件完全包容。（3）球面轴承采用高承载能力的材质，上涂低润滑系数的自润滑膜。（4）球面高光洁度部分加密闭清扫板，特别适用于粉煤灰输送管道。（5）球形表面采取特殊处理，更具耐腐蚀。○4万向球式补偿器常见布置形式8（图5）双球补偿器的布置12（图6）三球补偿器的布置○5设计时应考虑的几点（1）在许用的最大转角θmax一定时，球心距H越大，其补偿能力越大，为了使工作转角θ＜θmax应适当的选择球心距H值。考虑到安装定位点和设计定位点的误差，安装状态温度误差，操作可能超温等因素的影响，实际上设计采用的球心距H值，一般取计算值的1.1-1.5倍，而且还要参照实际布置空间的大小，使其尽量靠近弯头以减小弯头的弯矩载荷。（2）球头的最大转角θ＝±15°，设计时，可根据管段的长度及介质温度求出△L，如果△L不是很大，试算一下当θ≤15°时能否满足使用要求，如果满足则选图5.1的布置形式，反之则选图5.2的布置形式，此时应对补偿器进行冷紧。设计时，通常选取θ＝12°进行计算，初始安装冷紧的大小按下式计算。A=(minmaxmin21TTTTe)△L………………A2A—冷紧量△L—轴向伸长量Tmax—设计最高温度9Tmin—设计最低温度Te—施工环境温度（3）万向球式的补偿量大，所以固定支架个数就相应的减少，由于需补偿的管段较长，应增加导向支架的设置，防止管线的偏移。（4）球体工作时沿弧线运动，使管段产生一定的偏移，此时可用管段本身的弹性来弥补，也可采用弹性支、吊架或者采用三球式布置。（5）当万向球式补偿器水平布置时，对于DN≥300的产品要设置平台，采用低磨擦滑动支座支承，避免出现由于球体自重使管道下垂。（6）当万向球式补偿器垂直布置时，裸露的球面最好朝下，如果按介质流向布置球面朝上时，球面应加以防护。○6规格及技术参数表4公称直径(㎜)最大外径(㎜)产品长度(㎜)力矩（Kn/m）角位移(°)工作压力(MPa)DN651401701.20±15°2.5DN801591851.93DN1001942052.21DN1252322404.76DN1502732688.66DN20033932012.37DN25042635817.74DN30050041021.83DN35056448029.45DN40063052532.83DN45071158539.22DN50078563046.14DN60093275551.73DN700103482062.33DN800115089576.46DN900128095089.39DN100013501000103.45DN110014001050121.30DN120015001100137.7110九、安装及注意事项1、安装前必须对补偿器产品的性能参数与设计性能要求进行校核。2、安装时先将管道敷设好，然后在安装补偿器的位置上将相应长度（补偿器安装长度）管子切割下，再安装补偿器。3、双向套筒补偿器安装时，应将产品位于两固定支架中间位置，两固定支架之间只能安装一台补偿器，不用预拉伸无方向要求。（见图1）4、单向补偿器安装时“固定端”要靠近固定支架，两固定支架之间只能安一台补偿器，不用预拉伸。（见图2.3）4、万向球式补偿器安装时，要按照设计要求进行，同时要注意介质流向，要向补偿相反方向进行冷紧，冷紧量按A2公式进行计算。5、严禁用补偿器变形的方法来调整管道的偏差。6、补偿器安装后，要确定固定支架有效牢固可靠之后，方可进行压力试验。试验压力不得超出设计压力的1.5倍7、补偿器的工作环境必须满足设计要求，安装后的补偿器必须作好安全防腐，补偿器不能被有害介质腐蚀，否则缩短使用寿命。十、引用标准GB/T12465《管路松套补偿接头》CJ/T3016.2《城市供热补偿器焊制套筒补偿器》GB3098.1《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》《动力管道手册》