轴向外压补偿器描述

补偿器补偿器习惯也叫膨胀节，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。

也可用与降噪减振。

在现代工业中用途广泛。

供热上，为了房子供热管道升温时，由于热伸力或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。

产品分类一、轴向型主要用于补偿向位移，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，但一般不应用通用型补偿器来补偿角位移。

对管架的设计要求1.安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面出，装有截止阀或减压阀的部门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*X*,Fx-补偿器轴向弹性力（N），KX-补偿器轴向刚度（N/mm）；f-系数，当“预变性”（包括预并行量△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.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；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）。

当补偿器压缩变形时，符号“+”，拉伸变形时，符合为“-”。

当管道壁厚按标准壁厚设计时，LGmax可按有关标准选取。

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。

由于波纹补偿器有很多的类型，其中轴向外压式波纹补偿器对大部分人或许会感到比较陌生，不知道它的功能和作用与其他的补偿器有什么区别，下面就来一起学习一下其发挥作用的原理是什么。

轴向外压式波纹补偿器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。

具有补偿量大、保温性能好、残余介质可以排除等优点。

其工作原理为：
主要是利用自身的弹性变形功能，补偿管道由于热变形、机械变形和各种机械振动而产生的轴向、角向、侧向及其组合位移，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。

补偿器轴向弹性力的计算公式：Fx=f*Kx*X FX-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。

按波纹管的位移形式，可分为轴向型补偿器、横向型补偿器、角向型补偿器及压力平衡型波纹管补偿器。

轴向外压式波纹补偿器又叫蒸汽管道补偿器主要吸收轴向位移，具有补偿量大、保温性能好、残余介质可以排除等优点。

轴向外压波纹补偿器通过自身的压缩实现对管道的轴向位移补偿，补偿量大，并且弹性元件是在补偿器内部进行严密保护，使用寿命长，运行稳定。

该系列产品广泛应用于石油、化工、钢铁、冶金、机械、交通等行业。

关于该产品相关的工作原理介绍，我们会在后续文章中继续为大家详细地介绍。

内外压平衡型补偿器(NPB)
一、产品用途、特点
内外压平衡（NPB）型波纹补偿器又称旁通压力平衡型补偿器，主要用于补偿管系的轴向位移，具有设计简单，补偿量大，无内压推力等优点，但价格较高。

主要应用于口径较大，压力较高且固定支架设置不易的直线管系。

二、适用工况
工称压力：0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa
工作温度：-50℃-420℃
介质：液体、气体等。

法兰标准：国标GB、美标ANSI、日标JIS、德标DIN等
三、结构及材料
1.波纹管：不锈钢304、316L、321等
2.法兰、接管：碳钢、不锈钢304、316L、321等
3.拉杆螺栓、螺母：碳钢
四、产品代号示例
五、安装注意事项
1、所通介质氯离子含量≤25PPM。

2、严禁焊渣溅伤波纹管。

3、必须按产品流向标志安装。

4、波纹管两端必须合理的设置导向支座及固定支座。

（详见“波纹补偿器管系支座设置”）
5、不允许用波纹补偿器的变形来强行调整管系位置的安装误差。

6、禁止用安装拉杆或限位拉杆起吊。

7、安装完毕后，应拆除运输拉杆和带有黄色标记的限位拉杆。

五、参数表。

外压轴向型补偿器综述及其腐蚀原因及防护措施摘要：本文分析了外压型波纹管补偿器腐蚀失效的原因及波纹管发生应力腐蚀开裂的影响因素；针对外压型补偿器的结构特点及腐介质的主要来源，从波纹管选材，补偿器的结构改进两方面论述了预防波纹管腐性失效的措施。

关键词：波纹管补偿器；应力腐蚀；失效1前言外压轴向型波纹管补偿器具有补偿量大，结构紧凑、稳定性好，维护使用简便等优点，自八十年代中期在城市供热管网中得到了广泛的应用。

近年来由于环境腐蚀因素的增加及人们对波纹管各类工作介质、环境介质认识的不足，传统300系不锈钢波纹管腐蚀失效事例偶有发生，其安全使用已越来越多的引起人们的关注。

本文分析了外压轴向型波纹管补偿器波纹管发生腐蚀的原因，结合波纹管的腐蚀原因及外压型波纹管补偿器的结构特点，从波纹管材料的选用，补偿器结构形式的设计等方面提出了预防波纹管补偿器腐蚀失效的措施。

2补偿器腐蚀原因2.1波纹管腐蚀失效形式外压轴向型波纹管补偿器失效多为波纹管腐蚀泄漏。

通过对腐蚀失效波纹管残余碎片的宏观观察、碎片上裂纹及断口的金相分析、电镜分析，裂纹形貌及特征的鉴别，裂纹尖端前沿腐蚀产物、断口表面附着物的成分分析等发现，波纹管一般都发生局部腐蚀，有两种形式:点腐蚀穿孔与应力腐蚀开裂。

其中由氯离子引起的波纹管应力腐蚀破裂占所有失效案例的95％以上。

2.2应力腐蚀的影响因素从应力腐蚀机理分析，影响应力腐蚀的主要因素有:介质含腐蚀性离子浓度的高低；所受应力的大小；介质温度的高低；材料抗应力腐蚀敏感性的强弱等。

就外压型波纹管补偿器来说，发生应力腐蚀主要与波纹管接触介质含CL-的浓度高低、介质温度、介质溶氧量的多少、介质pH值的大小及波纹管所受的应力有关。

（1）介质因素引起波纹管发生应力腐蚀的介质分工作介质及环境介质。

工作介质包括输送介质中含CL-、氧的工业淡水、咸水、海水。

淡水是指含盐量低于0.05％的介质，海水的含盐量达3～3.5％，咸水含盐量在淡水与海水之间。

外压轴向型补偿器加筋环板有限元应力分析周强李永生（南京工业大学，江苏南京210009）摘要:有限元分析已成为膨胀节力学性能评定的重要手段。

本文介绍了一种外压式膨胀节，对其受力部件进行了有限元分析，初步探讨了有限元分析结果的评定方法。

关键字：膨胀节有限元评定方法Finite Element Analysis of The Ring Ban With Ribs of E xternally Pressurized Axial Expansion JointZhou qiang, Li Yong-sheng(Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China) Finite element analysis has been an important evaluation on mechanical property of expansion joints. A kind of externally pressurized axial expansion joint has been introduece and the component to bear the load has been analyzed .The evaluation method is also simply discussed .Key words: expansion joints;FEA; evaluation method1、引言随着工业技术的发展，膨胀节因其自身特点被广泛应用于石油、化工、电力、船舶等多个行业。

膨胀节柔性元件主要用于补偿因温度引起的轴向、横向、角向位移。

在轴向型补偿器中，普通的轴向型补偿器由于受到柱失稳的限制，通常补偿量不能太大。

在管道直径较小、补偿量较大时，外压式轴向补偿器是一种较为实用、经济的选择方案。

2、外压式膨胀节结构与受力分析图1即为一外压式轴向补偿器，为了满足大补偿量的要求，该补偿器由四组波纹管组成，中间用中间接管连接，这样做的目的是为了避免波纹管的平面失稳。

介绍轴向外压式直埋补偿器和内压的区别来源网络发布时间：2018-08-16 15:06:37 此分类信息由用户发布内压式和外压式波纹补偿器的区别是什么？供热管道使用波纹补偿器一般有两种：内压式与外压式，内压式是介质在补偿器内，外压式是介质在补偿器外，内压式依据压缩波纹吸收管道热膨胀，外压式依据拉伸波纹吸收管道热膨胀。

根据规范内压式在安装前需要根据环境温度需要预拉伸，则外压式在安装前需要根据环境温度需要预压缩。

轴向外压式补偿器的压力及推力是由于压力施加在波纹管上所产生的力。

现在很多厂家怕搞错或现场服务麻烦，在补偿器出厂前已进行预拉伸或压缩，或者留出较大余量，不要求施工单位现场操作，具体可参照厂家要求。

1、失效类型：外压轴向型补偿器的失效在管线试压和运行期间均有发生。

由于管系临时支撑不当，或管系固定支架设置不合理，导致支架破坏，波纹管过量变形而失效。

波纹管在运行期间的失效主要表现为腐蚀泄漏和失稳变形两种形式，其中以腐蚀失效居多。

腐蚀失效通常分点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂。

2、设计疲劳寿命与稳定性及应力腐蚀的关系：外压轴向型补偿器的设计主要考虑耐压强度、稳定性和疲劳性能等三个方面的因素。

压轴向型补偿器预变位状态在压力试验时波纹管易产生平面失稳，大直径外压轴向型补偿器全位移工作状态波纹管易产生周向失稳，小直径复式拉杆型补偿器、铰链型补偿器全位移工作状态易产生柱失稳。

波纹管的补偿量取决于其疲劳寿命，疲劳寿命越高，波纹管单波补偿量越小。

内压式轴向型补偿器主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向如今的很多机构基本上都可以给补偿器企业提供更多的可靠性的设计服务，同样还有着各种不同的设计验证。

而且在实际进行设计的过程当中，有着更多新产品的研制，甚至在产品进行改进的时候，都是需要对他们进行全面的设计的，这其中将会有着大量的验证，而且在进行验证的过程当中，所有的检验机构完全可以帮助企业进行全面的检验，有着科学化的检验标准，并且没有任何一个补偿器的企业会提供*专业的验证服务。

轴向外压式波纹补偿器轴向外压式波纹补偿器主要吸收轴向位移，具有补偿量大、保温性能好、残余介质可以排除等优点中文名轴向外压式波纹补偿器用途吸收轴向位移型号DN32-DN1600压力级别0.1Mpa-2.5Mpa轴向补偿量18mm-400mm设计温度﹣20℃-﹢400℃概述1、型号：DN32-DN1600，压力级别：0.1Mpa-2.5Mpa2、轴向补偿量：18mm-400mm3、型号示例举例：0.6TWY500×8JB表示：公称通径为500mm，工作压力为0.6MPa(6kg/cm2)波数为8个，不锈钢管连接的轴向型外压式波纹补偿器。

注：疏水口的设置按用户要求。

使用说明轴向型外压式波纹补偿器主要吸收轴向位移，具有补偿量大、保温性能好、残余介质可以排除等优点。

作用力的计算轴向型外压式波纹补偿器对支座作用力的计算：（不考虑温度对补偿量及刚度的修正）例：一碳钢管路，公称通径500mm，工作压力0.6MPa；介质温度350°C ，环境最低温度-10°C，安装温度为20°C，管线长如图，疲劳破坏次数要求3000次。

要安装一外压补偿器，试计算补偿器对支座的作用力。

外压补偿器一般安装位置如下（图示）：解：（1）热变形计算：△L=a·t·L=0.0133×360×30=143.6mm （2）根据使用条件和热变形计算数据，查样本可选用0.6TWY500×8F，N=3000次，X0=192mm Kx=272N/mm。

(不做预变形)（3）A、B管架受轴向力：内压推力：Fp=100·P·A=100×0.6×3167=190020N轴向弹力：Fx=Kx·X\272×143.6=39059.2N Fz=Fp+Fx=190020+39059.2=229079N。

补偿器[1]补偿器简介补偿器的功能及工作原理波纹管补偿器习惯上也叫膨胀节、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。

是用以利用波纹管补偿器的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管线、导管或容器由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置，属于一种补偿元件。

可对轴向，横向，和角向位移的的吸收，用于在管道、设备及系统的加热位移、机械位移吸收振动、降低噪音等.在现代工业中用途广泛。

2.补偿器执行标准：金属波纹管采用GB/T12777-2008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，材料采用1Cr18 Ni9Ti,OCr19Ni9奥氏体不锈钢，两端接管或法兰采用低碳钢或低合金钢。

金属波纹管----补偿器选用U形波，分单层和多层制成，有较大的补偿量，耐压可高达4Mpa，使用温度----1960C一≤450度，结构紧凑，使用成本低，耐腐蚀，弹性好，钢度值低，允许疲劳度寿命1000次，解决了管道热胀冷缩，位移和机械高频振动与管道之间的柔性联接，广泛用于石油、热力、电力、煤气、化工等管路上安装。

3.补偿器连接方式：补偿器连接方式分为法兰连接和焊接两种。

直埋管道补偿器一般采用焊接方式（地沟安装除外）4.补偿器类型：补偿器分为轴向型、横向型、角向型三大类型二十多个品种。

轴向型补偿器主要包括：内压式、外压式、复式、平衡式、直埋式补偿器等。

横向型补偿器包括：大拉杆横向补偿器、万向铰链横向型补偿器等。

角向型补偿器包括：铰链补偿器、万向铰链补偿器等。

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。

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。