波纹管补偿器的计算

热伸长量管材的线膨管道的计输送介质管道安装
蒸汽表压胀系数算长度温度时温度
△X(mm)(KPa)
α(mm/m.k)L(m)t2( ℃)t1( ℃)
27.300.01203560-5
65.100.012035150-5
说明：
1、热水采暖管道尽量利用本身的转角来自然补偿，在自然补偿不足而必须安装伸缩器时，一般尽量采用方形伸缩器。

2、室内采暖总立管直线长度大于20m时，应考虑热补偿。

3、管道的热伸长量△X=αL（t2-t1）
△X--- 管道的热伸长量 (mm)
α--- 管材的线胀系数 (mm/m.k)
L --- 计算管道长度 (m)
t2 --- 输送热媒的温度℃
t1 --- 管道安装时的温度℃
一般取 -5 ℃, 管道在地下室或室内时取 -0 ℃，室外架空安装时取采暖室外计算温度。

4、垂直双管系统、闭合管与立管同轴垂直单管系统的散热器立管，长度≤ 20m时，可在立管中间设固定卡。

固定卡以下长度 >10m时的立管，应以三个弯头与干管连接，弯头宜采用热煨制作。

5、方形补偿器宜布置在两固定支架的中点，偏离时，不得大于固定支架跨距的0.6 倍。

6、波纹管补偿器和套筒补偿器，应配置导向支架。

管材的线膨胀系数α(mm/m.k)
管道材料普通钢不锈钢铸铁碳素钢聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯
管材线膨涨系
0.0120.01030.0110.0120.070.10.16
数。

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/mm X：轴向实际位移量mmKy：横向刚度N/mm Y：横向实际位移量mmKθ：角向刚度N·m/度θ ：角向实际位移量度P：工作压力MPa A：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。

如何计算波纹补偿器的补偿量？计算公式：X=a·L·△T x 管道膨胀量 a为线膨胀系数，取0.0133mm/m L 补偿管线（所需补偿管道固定支座间的距离）长度△T为温差（介质温度-安装时环境温度）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、然弯补偿热伸缩，直线段过长则应设置补偿器。

补偿器型式、规格、位置应符合设计要求，并按有、与补偿器波纹管接触的保温材料应不含氯。

11、补偿器设置距离：热水供应管道应尽量利用自关规定进行预拉伸。

不锈钢波纹补偿器采用的国家标准不锈钢波纹管采用GB/T12777-91, 并参照美国＂EJMA＂标准，优化设计,结构合理,性能稳定,强度大,弹性好,抗疲劳度高等优点。

不锈钢波纹管连接方式分为法兰连接、焊接、丝扣连接、快速接头连接，小口径金属软管一般采用丝扣和快速接头连接，较大口径一般采用法兰连接和焊接接；材料采用OCr19Ni9奥氏体不锈钢，两端接管或法兰采用低碳钢或低合金钢。

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。

补偿器解释：补偿管线因温度变化而伸长或缩短的配件，热力管线上所利用的主要有波形补偿器和波纹管两种。

一. 补偿器简介：补偿器习惯上也叫膨胀节，或伸缩节。

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。

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。

二.补偿器作用：补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。

补偿器分为：波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为常用，主要为保障管道安全运行，具有以下作用：1.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。

2. 波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸。

3.吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。

4.吸收地震、地陷对管道的变形量。

三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计的要求（一）轴向型补偿器1、安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面处，装有截止阀或减压阀的部们及侧支管线进入主管线入口处，都要设置主固定管架。

主固定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力的作用。

推力计算公式如下：Fp=100*P*AFp-补偿器轴向压力推（N），A-对应于波纹平均直径的有效面积（cm2），P-此管段管道最高压力（MPa）。

轴向弹性力的计算公式如下：Fx=f*Kx*XFX-补偿器轴向弹性力（N），KX-补偿器轴向刚度（N/mm）；f-系数，当“预变形”（包括预变形量△X=0）时，f=1/2，否则f=1。

管道除上述部位外，可设置中间固定管架。

中间固定管架可不考虑压力推力的作用。

2、在管段的两个固定管架之间，仅能设置一个轴向型补偿器。

3、固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置。

补偿器一端应靠近固定管架，若过长则要按第一导向架的设置要求设置导向架，其它导向架的最大间距可按下计算：LGmax-最大导向间距（m）；E-管道材料弹性模量（N/cm2）；i-tp 管道断面惯性矩（cm4）；KX-补偿器轴向刚度（N/mm），X0-补偿额定位移量（mm）。

热伸长量
△X(mm)
管材的线膨胀系数α(mm/m.k)管道的计算长度L(m)输送介质温度t2(℃)管道安装时温度t1(℃)蒸汽表压(KPa)
27.30
0.01203560-565.100.012035150-5说明：
1、热水采暖管道尽量利用本身的转角来自然补偿，在自然补偿不足而必须安装伸缩器时，一般尽量采用方形伸缩器。

2、室内采暖总立管直线长度大于20m时，应考虑热补偿。

3、管道的热伸长量 △X=αL（t2-t1）
△X---管道的热伸长量(mm)
α ---管材的线胀系数(mm/m.k)
L ---计算管道长度 (m)
t2 ---输送热媒的温度 ℃
t1 ---管道安装时的温度 ℃
一般取-5℃,管道在地下室或室内时取-0℃，室外架空安装时取采暖室外计算温度。

4、垂直双管系统、闭合管与立管同轴垂直单管系统的散热器立管，长度≤20m时，可在立管中间设固定卡。

固定卡以下长度>10m时的立管，应以三个弯头与干管连接，弯头宜采用热煨制作。

5、方形补偿器宜布置在两固定支架的中点，偏离时，不得大于固定支架跨距的0.6倍。

6、波纹管补偿器和套筒补偿器，应配置导向支架。

蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算第一篇：蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算摘要：研究了蒸汽供热管道设计中常用的外压轴向型波纹管补偿器、拉杆型波纹管补偿器、铰链型波纹管补偿器在典型管段中的布置、设计计算，提出了波纹管补偿器的选用程序。

关键词：蒸汽供热管道；波纹管补偿器；热补偿在城市直埋蒸汽供热管道的设计中最经济的补偿应为自然补偿，自然补偿利用弯曲管段中管道的挠曲来补偿热位移，但补偿能力有限。

当自然补偿不能满足要求时，通常选用补偿器吸收热位移。

常用补偿器有方型补偿器、套筒补偿器、球型补偿器及波纹管补偿器[1-6]。

本文主要研究蒸汽供热管道设计中常用的波纹管补偿器及其在典型管段设计中的计算、选用。

常用的波纹管补偿器波纹管补偿器是以波纹管作为挠性元件，并由端管及受力附件组成。

波纹管补偿器补偿量大，补偿方式灵活，结构紧凑，位移反力小，使用过程中不需维护。

可根据固定支座及设备的受力要求，灵活设计结构型式。

①外压轴向型波纹管补偿器外压轴向型波纹管补偿器由承受外压的波纹管、导流筒及进、出口管等组成。

外压轴向型波纹管补偿器能吸收轴向位移，但不能承受管道内压产生的强大推力，因此外压轴向型波纹管补偿器一般用于低支架敷设、埋地管道敷设的直管段中。

②拉杆型波纹管补偿器拉杆型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及拉杆、端板、垫圈等组成。

拉杆型波纹管补偿器能吸收任一平面内的横向位移并能承受管道内压产生的推力，因此广泛应用于高支架的地上敷设蒸汽供热管道，特别是管道穿越道路、高垂直段或水平转弯段的设计中。

因此在设计中一般优先考虑使用拉杆型波纹管补偿器。

③铰链型波纹管补偿器铰链型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及销轴、铰链板和立板等结构件组成。

2～3个铰链型波纹管补偿器配套使用时，能吸收一个平面内横向位移并能承受管道内压产生的推力。

铰链型波纹管补偿器以角位移的方式吸收平面弯曲管段的热位移。

波纹补偿器推力计算波纹补偿器是一种用来补偿流体管道系统中由于温度、压力或振动等原因引起的热胀冷缩或变形所产生的力的装置。

在波纹补偿器的设计和选择过程中，推力计算是非常重要的一部分。

下面将详细介绍波纹补偿器推力的计算方法。

1.波纹管内部压力引起的推力：波纹管内部压力引起的推力可以通过以下公式计算：F1=A×P其中，F1为推力，A为波纹管横截面积，P为波纹管内部压力。

波纹管横截面积可以通过以下公式计算：A=π×(D1²-D2²)/4其中，D1为外径，D2为内径。

波纹管内部压力可以通过流体力学公式计算：P=ρ×g×ΔH其中，P为压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，ΔH为波纹管的压力高度。

2.波纹管外部介质流速引起的推力：波纹管外部介质流速引起的推力可以通过以下公式计算：F2=ρ×v²×A其中，F2为推力，ρ为介质密度，v为介质流速，A为波纹管的横截面积。

波纹管的横截面积A可通过前述公式计算。

介质流速v可以参考实际工程情况进行测量或估算。

最终F=F1+F2在进行波纹补偿器推力计算时，需要注意以下几点：1.确保所用公式中的参数单位一致，如压力单位为帕斯卡（Pa），长度单位为米（m），流速单位为米每秒（m/s）等。

2.准确测量或估算所需的参数值，如波纹管的外径、内径，介质的密度和流速等。

3.根据实际工程需求合理选择、设计波纹补偿器。

总结：在波纹补偿器的设计和选择过程中，推力计算是非常重要的一部分。

波纹管内部压力和外部介质流速是导致波纹补偿器推力的主要因素。

通过以上提及的公式和计算方法，可以对波纹补偿器的推力进行准确计算，从而进行合理选择和设计。

波纹补偿器补偿量计算公式
波纹管补偿器是管道系统中常用的一种弹性管件，主要具有吸收补偿管道热胀冷缩引起的管道移位量，因此波纹补偿器具有一定的伸缩能力，伸缩量的大小就是补偿器的补偿量，其大小应根据管道的需求来设置。

波纹补偿器的补偿量计算方法：补偿量的计算公式：补偿量计算公式：X=a*L*△T x为管道膨胀量a为线膨胀系数，取0.0133mm/m L补偿管线(所需补偿管道固定支座间的距离)长度△T为温差(介质温度-安装时环境温度)补偿量就是由于管道因温度影响形变所需要留的余量，在管道的轴向补偿情况下也指伸缩量，膨胀量。

如果管道存在轴向，径向，角向位移，一般使用补偿量来表示。

在这里主要指的是管道弹性元件的伸缩范围。

是指伸缩装置拉伸、压缩的总和。

并以负号(-)表示拉伸，以正号(+)表示压缩。

正确选择波纹补偿器的补偿量是非常关键的，足够的补偿量是可以让波纹补偿器通过自身的压缩和拉伸来实现管道位移的补偿。

大家都清楚，正常的波纹补偿器一般是8个波纹，而大口径的通常是4个波纹。

当然根据实际工况需要的补偿量是不一样的，可以通过对波纹波数的增减来实现所需要的补偿量，从而保证管道的正常运行。

补偿器的口径大小不同，单波的补偿量也就不同，口径越大，单波补偿量就越大。

补偿器的口径大小不同，单波的补偿量也就不同，口径越大，单波补偿量就越大。