如何计算波纹补偿器的补偿量

关于华威亚克车间空调管路补偿器选型的计算说明计算依据：《2003全国民用建筑工程设计技术措施》计算公式：式中 △L——自固定支点起，管道的最大伸缩长度；△T——计算温度差（℃）；△t s——管道内水的最大变化温差（℃），温差为45-7=38（℃）；△t g——管道外空气的最大变化温差（℃），由于为空调管道为保温管，管道外侧保温棉接触温度近似为管道温度，管道外空调变化温差忽略不计；L——自由管段长度（m）,本项目空调管道最大计算自由臂长约为60m；——线性膨胀系数（mm/m·K）计算温度差：△T=0.65*38=24.7（℃）最大伸缩长度：△L=24.7×60×0.012=17.784（mm）本项目选型补偿器承压等级为1.6MPa,有效补偿量见附件《不锈钢波纹补偿器技术说明书》，所有规格补偿器均可满足本项目最伸缩长度。

不锈钢波纹补偿器技术说明书1、产品简介及用途该产品结构简单,使用方便,广泛应用于建筑物内管道系统及室内通风系统上,是常用的补偿元件之一.2、主要零件材料零件名称零件材料波纹管不锈钢304法兰203、主要性能参数公称压力PN0.6Mpa、1.0Mpa、1.6Mpa、2.5Mpa适用介质水、空气、热空气、蒸汽等适用温度≤350℃4、产品实物图5、主要技术数据公称通径DN （mm）波数长度mm压力等级 MPa0.6 1.0 1.6 2.5轴向补偿量 mm / 轴向刚度 N/mm 3281407 / 2957 / 295 6 / 295 5 / 295 4081407 / 341 6 / 341 5 / 341 5 / 341 50816010 / 2829 / 2828 / 2827 / 282 65820014 / 24613 / 24612 / 24611 / 246 80820518 / 19716 / 19714 / 19713 / 197 100823532 / 19125 / 24022 / 36717 / 640 125825532 / 19927 / 25421 / 42118 / 790 150827530 / 24925 / 29219 / 51515 / 966200631542 / 27332 / 47523 /103121 /1031 837556 / 20542 / 35630 / 77320 / 773250634040 / 32330 / 57522 /127120 /1269 840053 / 24240 / 43129 / 95326 / 952300434537 / 39227 / 70420 /152816 /2930 644056 / 26141 / 46930 /105524 /1953350438035 / 44825 / 78919 /179215 /3396400438034 / 46225 / 89018 /201214 / 3836450434036 / 55026 /101220 /219615 /4196500434035 / 58627 /106421 /243014 /4655600438046 / 75239 /161827 /296225 /3232注：法兰连接尺寸按GB/T9113标准的规定。

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。

角向型波纹管补偿器热补偿时的图解法精确计算热能动力工程所杜西普摘要现有的产品手册或设计手册中均没有精确计算角向型补偿器热补偿时的变形，属于空白。

本文介绍了角向型补偿器热补偿的各种应用实例，并对各种应用的变形进行详细的图解计算。

本文对热力管道热膨胀量的计算具有工具手册的功能关键词角向型波纹管补偿器、热胀、热补偿、图解法、精确计算一、热力管道补偿器的种类1．自然补偿：利用管道的自然转弯。

2．门形补偿器：人为地设置方形转弯。

是自然补偿的补充。

3．套筒式补偿器：像活塞一样。

只进行轴向补偿。

4．波纹管补偿器：利用波纹管，实现轴向和角向位移。

5．旋转式补偿器：利用盘根密封，实现管道扭转，进行补偿。

6．球型补偿器：和波纹管角向补偿器一样，实现角向位移。

二、各种补偿器的优缺点1．自然补偿：顺其自然，工作可靠，工作压力和温度范围最宽。

但必须有现成的地形或平面位置，能使管道有较多的转弯，满足热补偿的要求。

2．方形补偿器：类似自然补偿，人为地增加方形转弯，以弥补自然补偿器弯头数量的不足。

优点也是不受工作压力和温度的限制，缺点：流体阻力大，占地面积多，管道支架多，不美观，投资较大。

用于自然补偿不能满足热补偿要求时而采用的“自然补偿”。

对于压力超过4.0MPa的场合，几乎没其他产品可以替代。

3．套筒补偿器：也能够承受较高的压力和温度，补偿量大，安装方便。

缺点：容易泄漏，检修频繁、推力大。

不能用于对流体纯度要求高的场合。

4．波纹管补偿器：种类较多，分为轴向型（内压和外压或有推力和无推力或架空型直埋型。

）、角向型（平面和复式）、和横向型（平面和复式）。

应用广，无泄漏，可靠性较好，但运行温度和压力有限制，温度，400度，压力不超过4.0MPa。

角向型通过组合（2到3个），可以满足大位移量和产生小的推力，应用前景光明。

本次重点讲述。

5．旋转式补偿器：最近推出的新产品，通过2个组合和管道转弯实现热补偿。

补偿量大，推力小，最高温度可达到485度，压力可达5.0MPa。

波纹管补偿器的刚度值与弹性力计算公式波纹管补偿器应用十分地广泛，在采购前，一些客户会想了解一下关于其刚度值，今天小编就给大家介绍一下波纹管补偿器的刚度值与弹性力的计算公式。

波纹管补偿器的弹性力是通过管系内压或位移施加的一种相反的力，就像是弹簧被压缩或拉伸时释放的一种力量一样，其大小由波纹管补偿器的弹性刚度和波纹管所经受的位移量来决定，刚度值与弹性力计算公式如下：
Ft=K*Δx
式中Ft——弹性反力，N。

K——波纹管补偿器的刚度，N/mm或N/°(角度)。

Δx——波纹管补偿器的位移量，mm或°(角度)。

刚度值越大，硬度越高，柔韧度越小，使用寿命越就差，刚度值越小，柔性度越大，硬度越低，使用寿命就越高。

不过，波纹管补偿器的使用是与直接使用疲劳次数相关。

[补偿器]管道的热伸长量计算方法
一般情况下允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。

（管道伸长量分别为40mm和50mm）。

能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。

计算这部分伸长量，如果较长要设置多个补偿器，应注意均匀设置；并在两个补偿器中间设置固定支架。

选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气，适合安装在地沟内，不适宜安装在建筑物上部；波纹管补偿器能力大耐腐蚀，但造价高并且需要设置导向支架；方形补偿器需要的安装空间较大，但运行可靠应用广泛。

设计时可以根据工程具体情况选用。

管道的热伸长量计算方法:
△ X=0.012*(T1-T2)*L
△ X——管道的热伸长量,mm;
t1——热媒温度,℃,
t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算.
L——计算管道长度m;
0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃。

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。

如何计算大拉杆波纹补偿器的补偿量？
如何计算大拉杆波纹补偿器的补偿量？
大拉杆波纹补偿器是专门用于横向位移的管道，常见的安装管道结构为:“L”形，单平面的“Z”形管段。

大拉杆波纹补偿器具有补偿量大、刚性浊、无介质压力推力、安全、无泄漏、造价低等优点。

大拉杆波纹补偿器的补偿量是根据波纹管厚度以及波纹数产生的角度带动的中间接管产生的横向位移量，需要恒昌技术人员根据管道布局实际计算。

大拉杆波纹补偿器是由两个相同的波纹管及端管、端板和拉杆组成的挠性部件，通过波纹管的角偏转可吸收管道单平面或多平面的横向位移。

4根长拉杆能承受内压推力和其它附加外力的作用，拉杆两端的螺栓出厂前已调好间距，安装前大拉杆是松动的，在补偿器工作变形后，大拉杆可以起到限制变形量保护波纹管的作用。

大拉杆波纹补偿器适合用于架空管道，由于其横向变形的特点，安装在管道中的L和Z型部位，通常有水平安装和垂直安装两种方式。

水平安装的优点是不影响疏水自流，缺点是增加占地面积及征地费用。

垂直安装由于占用空间与管道平面平行，所以通常不会增加占地面积，缺点是在管道翻高前_加装疏水装置，以防水击，增加管道疏水量。

平面铰链波纹补偿器(TJL)用途：补偿器，金属波纹管适用于角位移的补偿型号：本厂生产DN65-DN5000，压力级别0.1Mpa-2.5Mpa连接方式：1、法兰连接2、接管连接产品角向补偿量：±4度－±9度二、应用举例：某热管安装温度：20℃，通径500，工作压力0.6MPa(6kgf/cm2)，最低温度-10℃，碳钢管线膨胀系数a=13.2×10ˉ6/℃。

就如下管路安装形式设计计算：1、确定位移量：△X=a l△T=13.2×10ˉ6(80+80)×103×(120-(-10°))=275mm2、选用补偿器：补偿器Ⅰ选用：0.6JY500×6J，θ0=±8°(额定位移2×8°)LⅠ=1.1m,KθⅠ=197N·m补偿器Ⅱ、Ⅲ选用：0.6JY500×4，θ0=±5°LⅡ=LⅢ=0.9m，KθⅡ=KθⅢ=295N·m/度即LA（必须大于等于）≥997.69mm (1)一般Lp≥1.5DN×4+LⅠ+LⅡ+LⅢ (2)（Lp为补偿段安装长度）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总况，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、膨胀节变形力矩。

b、G1点：D1点：Fy=Fz=0 Fx=Fy=Fz=0，Mx=My=0Fx=-V=-1899N Mz=MⅡ=973.5N·mMx=My=Mz=0G2：Fx=V=1899N D2：Fx=Fy=Fz=0，Mx=My=0Fy=Fz=0，Mx=My=Mz=0 Mz=-MⅡ=-973.5N·m受力图：1、确定位移：2、选用补偿器：补偿器Ⅰ选用：0.6JY500×2，θ0=±2.5LⅠ=0.8m，KθⅠ=590N·m/度补偿器Ⅱ、Ⅲ选用：0.6JY500×6，θ0=±8LⅡ=LⅢ=1.1•m，KθⅡ=197N·m/度一般B值根据补偿器Ⅲ的长度LⅡ和管路弯曲半径大小取值，比如取为1m，A值安装跨距要求允许下，按式（1）取大一点，如A=2m按（2）式向上调整C值（适当大一点好）：C=1600=1.6m即：根据LⅠ、LⅡ、LⅢ，A、B、C值即可确定补偿器的安装位置。

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。

补偿器的计算补偿器的计算解释：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）。