管道补偿器又称为伸缩器或伸缩节、 膨胀节, 主要用于补偿管道受温度变化而产生的热胀冷缩。如果温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩,管道中将产生热应力。在管道设计中考虑这种应力, 否则它可能导致管道的破裂, 影响正常生产的进行。作为管道工程的一个重要组成部分,补偿器在管道长期正常运行方面发挥着重要的作用。
管道补偿器分为金属波纹补偿器、非金属补偿器、套筒补偿器、方形补偿器等几大类。金属波纹补偿器、非金属补偿器在使用中比较普遍。
波纹管补偿器它是以波纹管为核心的挠性元件,在管线上再作轴向、横向和角向三个方向的补偿。轴向型补偿器为了减少介质的自激现象。在产品内部没有内套管,在很大程度上限制了径向补偿能力,故一般仅用以吸收或补偿管道的轴向位移(如果管系中确需少量的径向位移,可以订货时予以说明其径大位移量):横向位移补偿器(大拉杆)主要吸收垂直于补偿器轴线的横向位移,小拉杆横向位移补偿器适合于吸收横向位移,也可以吸收轴向、角向和任意三个方向位移的组合:铰链补偿器(也称角向补偿器)。它以两上或三个补偿器配套使用(单个使用铰链补偿器没有补偿能力),用以吸收单向平面内的横向变形,万向铰链(角向)补偿器,由两个或三个配套使用,可吸收三维方向的变形量。
为了防止供热管道升温时,由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏,需要在管道上设置管道伸缩补偿器,简称补偿器。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。
它由球体及外壳组成。球体与外壳可相对折曲或旋转一定的角度(一般可达30),以此进行补偿,两个配对成一组,如图4:球形补偿器动作原理图所示。球形补偿器的球体与外壳间的密封性能好,寿命更长,能作空间变形,补偿器能力大,适用于架空敷设上。
波纹管补偿器是利用波纹形管壁的弹性变形来吸收管道的热膨胀,故又称其为波形补偿器。波纹管补偿器的形式很多,有轴向型、铰链型、万向型等,以及单式和复式等。如图5:轴向型波纹管补偿器图所示,(1-端管;2-导流管;3-波纹管;4-限位拉杆;5-限位螺母)所示是供热管道上常用的轴向型波纹管补偿器。这种补偿器的体积小,重量轻。占地面积和占用空间小,易于布置,安装方便。由于在波纹管内侧装有导流管,减小了流体的流动阻力,同时也避免了介质流动对波纹管壁面的冲刷.使波纹管的使用寿命延长了许多。在采用不锈钢波纹管后,补偿器的性能和寿命又提高了许多。波纹管补偿器具有良好的密封性能,与套管补偿器相比,它不需要进行维修,承压能力和工作温度都比较高。因此,在供热管道补偿器设计中经常采用。波纹管补偿器在国内已有生产厂,产品的大规格为DN2400mm,大公称压力为2.5MPa,高使用温度可达450℃。但波纹管补偿器还存在补偿能力小的缺点,其价格也较贵,致使使用成本偏高。