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在管道设计中,自然补偿器是一种常见的补偿装置,它利用管道自然弯曲形成的弹性形状来吸收管道的热伸长。与专用补偿器相比,自然补偿器更为简单且经济,因此在设计中应充分利用。例如,在供热管线的设计中,常采用L形和Z形弯管作为自然补偿器。
与自然补偿器不同,专用补偿器是专门设计用来吸收管道热伸长的装置。常用的专用补偿器包括波纹管补偿器、方形补偿器和套筒补偿器等。其中,波纹管补偿器是一种用单层或多层薄壁金属管制成的具有轴向波纹的补偿器。工作时,它通过波纹变形来吸收管道的热伸长。在供热管道中,波纹管补偿器多采用不锈钢材料制成。
波纹管补偿器因其体积小、质量轻、占用空间小、易于布置及安装方便等优点,在供热管道安装中得到了广泛应用。补偿器端管直径与管道直径相同,端管与管道采用法兰连接或焊接连接。安装波纹管补偿器时,必须与管道同轴,避免用补偿器变形来调整管道偏差,也不允许管道受到扭转力矩。
方形补偿器,又称方胀力,是一种用管子或甩弯头焊接而成的专用补偿器。方形补偿器制造、安装方便,不需要经常维修,补偿能力大,作用在固定点上的推力较小,适用于各种压力和温度条件。但方形补偿器存在外形尺寸大、占地面积多等缺点,了其在供热管线中的应用。
套筒补偿器,又称填料式补偿器,其芯管可在套管内自由移动,从而起到吸收管道热伸长的作用。芯管和套管之间的环形缝隙装有填料,端环和压盖把其间的填料压实,以保证芯管移动时不出现介质渗漏。常用的填料包括方形浸油石棉盘根涂石墨和耐热橡胶等。套筒补偿器适用于工作压力小于或等于1.6MPa,工作温度低于300℃的管路。补偿器与管道的连接采用焊接。