金屬補償器的密封與標準性能

發布時間：2021-04-23

金屬補償器的密封結構組成：

目前，大部分密封結構設計采用焊接法蘭結構，即補償器兩端焊有法蘭，法蘭端麵為平滑的密封麵，將法蘭兩端與管道上的法蘭用螺栓把緊便可實現密封。但這種設計在實踐過程中存在大的缺陷。當補償器兩端以焊接形式與法蘭連接是，先會對法蘭密封麵的加工質量提出嚴格的要求，而且對這種固定結構的補償器焊接裝配精度來說，也是考驗。即使補償器組件自身的裝配精度能夠達到要求，但當補償器應用於管道內部時，波紋補償器兩端需要與管道連接裝配。這樣，空間位置或連接法蘭的螺紋通孔位置都可能會出現偏差，而這種偏差會對這種固定式的補償器組件結構產生扭矩，嚴重影響補償器的使用壽命。

安裝金屬補償器時，應先檢查波紋補償器膨脹節的型號、規格和管道支撐配置，對於有內襯的膨脹節，內襯方向應與介質流動方向一致(補償器的外壁明確識別)，平麵棉角膨脹節的鉸鏈旋轉平麵應與位移平麵一致，需要用於預變形的“冷緊”膨脹節。

嚴禁使用波紋管變形的方法來調整管道的安裝偏差，防止影響膨脹節的正常功能。否則壽命會縮短，管道係統、設備和支撐構件的負荷會增加。安裝過程中焊接工作需要注意。要防止焊接渣濺到波紋管表麵，使波紋管受到其他機械損傷，焊接完成後要去掉焊接區域的鐵鏽，一般要用鐵棍敲打焊接區域，直到金屬光澤顯現。

檢查時，如果沒有出現焊接，就等於達到了施工標準。請注意，由於膨脹節不吸收扭矩，安裝膨脹節時不允許膨脹節扭曲，安裝膨脹節的管線在工作時閥門的打開和關閉會逐漸進行，防止管道內溫度和壓力急劇變化，從而損壞支架或膨脹節。因此，金屬補償器的安裝技術都很重要。

金屬補償器應用於發動機排氣係統管道中時，會流經高溫氣體介質，因此多數金屬補償器的設計采用硬性密封結構將補償器連接在管道中。

金屬補償器是以波紋管為核心的擾性元件，在管線上可作軸向、橫向和角向三個方向的補償。

一、橫向補償器由接管與兩個波紋管以及大拉杆等零件構成，能吸收管係任意平麵內的橫向位移，位移是拉杆上球麵螺母繞球米那墊圈轉動，同時拉杆還具有承受內壓推力能力，還可以補償彎曲管道的橫向位移和角位移；

二、鉸鏈補償器（也稱角向補償器），它以兩個或三個補償器配套使用（單個使用鉸鏈補償器沒有補償能力），用以吸收單平麵內的橫向變形；萬向鉸鏈（角向）補償器，由兩個或三個配套使用，可吸收三維方向的變形量。

三、軸向補償器為了減少介質的自激現象，在產品內部設有內套管，在很大程度上限製了徑向補償能力，故一般僅用以吸收或補償管道的軸向位移（如果管係中確需少量的徑向位移，也可以吸收軸向、角向和任意三個方向位移的組合；

金屬補償器的標準性能分析：

一、金屬補償器的補償能力：

金屬補償器的補償能力源於波紋管的彈性變形，有拉伸、壓縮、彎曲及它們的組合變形。補償能力的大小，由設計者根據需要確定，體現到產品即為規定的額定補償量，即表示在條件下具有的大補償能力。不同類型的補償器補償形式不同，主要有軸向、橫向、角向及它們的組合補償。

二、金屬補償器的剛度：

金屬補償器的剛度就是波紋管的剛度。這裏隻提補償器的整休剛度按變形形式可分為軸向剛度、橫向剛度、角向剛度。在補償器中涉及到剛度的計算有自振頻率、柱穩定性和管係中的彈性反力。

三、金屬補償器的不怕壓能力：

金屬補償器在管道中工作，要承受的壓力（內壓或外壓），這就要求金屬補償器有足夠的不怕壓能力。它通過設計和實驗，確定出正確的結構參數來確定。設計確定的不怕壓能力是設計壓力。由於補償器是係列產品，是按公稱通徑和公稱壓力分成係列。在大多數情況下它的設計壓力就按公稱壓力0.25、0.6、1.0、2.5……（MPa）係列分檔。隻有少數在公稱壓力係列之外按要求壓力設計產品。在管係設計中，設計者根據實際需要確定管道較不錯工作壓力，然後選用所需補償器的公稱壓力。一般是就高不就低，使之趨於。

四、金屬補償器的麵積：

麵積對於金屬補償器沒有使用意義，隻能帶來麻煩。因內壓作用於麵積會產生大的軸向推力。一個DN500，內壓16MP的膨脹節將產生37xl04N的軸向推力。軸向補償器內壓引起的推力作用於固定支架。橫向、角向補償器內壓推力要由拉杆、鉸鏈平衡。

五、金屬補償器的不怕溫能力：

金屬補償器的不怕溫能力主要取決於波紋管材質的不怕溫性能。補償器的使用溫度較低為-96℃，較不錯達1000℃，甚至高。它需要有各種不怕溫能力的金屬材料來達到使用要求。但材料的不怕溫能力是有限的，靠材料本身解決這樣大溫度範圍的不怕溫同題是不可能的，還要采取其它措施提升膨脹節的使用溫度。大多數波紋補償器的工作溫度在400℃以下，碳素結構鋼、低合金結構鋼和奧氏體不鏽鋼等材料能夠勝任。

六、金屬補償器的使用壽命：

壽命是金屬補償器在給定工作條件下滿額定位移所確定的疲勞次數。由於影響壽命的因素多，對壽命的確定應當嚴格，除了設計計算中給出足夠的係數外，還要通過實驗給以確定。補償器給出的額定壽命以2~5倍的平均實驗壽命作確定。