补偿器基本知识详解
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4. 设计制造标准
国家标准：
• GB/T 12777 金属波纹管膨胀节通用技术条件 • GB 16749 压力容器波形膨胀节 • GB 12522 不锈钢波形膨胀节（船用） • GJB 1996 管道用金属波纹管膨胀节通用规范 • GB/T 14525 金属波纹软管通用技术条件 • SH/T 3412 石油化工管道用金属软管选用、检验及验收 • SY/T 4073 储罐抗震用金属软管与波纹补偿器选用标准
• c. 非金属材料，主要有橡胶、聚四氟乙烯和各种纤维织 物。
膨胀节结构形式
1 通用内压型(单式轴向型)
• 主要吸收轴向位移，横向位移，角向位移以 及复合位移，但补偿能力均比较有限
• 不能承受管道内压推力
2 复式自由型
• 可吸收轴向与横向组合位移 • 不能承受管道内压推力
平面比例连杆式变形
万向比例连杆式变形
4 波纹管的常用材料
• a. 一般工况下，奥氏体不锈钢具有优良的机械性能、焊 接性能和耐腐蚀性能，是最常用的材料。通常使用温度 在550℃ 以下。
• b. 使用温度超过550℃ ，介质腐蚀性较强时，可选用耐 蚀合金或高温合金，例如Incoloy800、825（属Fe-Ni基 合金）和Inconel600、625（属Ni基合金），国内型号 NS111、NS142、NS312和NS336，另外，FN-2和B-315 也可以使用。
横向变形
复式横向变形
典型管系应用
CAESAR II中的模拟
10 曲管压力平衡型
• 可吸收90°轴向位移 • 能承受管道内压推力
典型管系应用
11 复合直管压力平衡型
• 可吸收横向位移及横向组合位移 • 能承受管道内压推力
波纹金属软管概述
主要内容
金属软管的结构特点 金属软管的标准、性能参数及应用 金属软管的生产工艺 金属软管的检验与试验 金属软管安装注意事项
基础标准： 美国EJMA标准，GB 150钢制压力容器 系列标准
国外标准： • 美国 EJMA 膨胀节制造商协会标准 • 美国 ASME 第Ⅷ卷第一分册附录26 压力容器和换热器膨胀节 • 美国 ASME B31.3附录X 金属波纹管膨胀节 • 美国 MIL－E 管道用金属波纹管膨胀节通用规范（军用） • 俄罗斯 ГОСТ 21744 多层金属波纹管技术条件 • 俄罗斯 ГОСТ 23129 带加强环金属波纹管技术条件 • 英国 BS 6129 金属波纹膨胀节 • 德国 AD 压力容器规范B13 单层波形膨胀节 • 日本 JIS B 2352 波纹管膨胀节
金属波纹膨胀节概述
现代工业生产中，设备和管路的热补偿技术是由 各种补偿器实现的，并大多数采用金属波纹膨胀节（又 称金属波纹补偿器）和金属波纹软管。
金属波纹膨胀节的类型很多，但均以波纹管为核心元 件，装配以各种结构件后组成，可以完成不同的功能。 膨胀节的设计依据有两种：一是根据设计院提供的膨胀 节参数表；二是根据设计院提供的管系图纸，进行管道 应力分析，选择合适的膨胀节。
• 其中应用较广的是前三种。
3 波纹管的用途
• a. 作为弹性元件，主要用于各类测量、调节、控制仪表 的敏感元件、补偿元件、连接件和密封件。
• b. 作为金属软管的柔性段，金属软管由波纹管、网套和 接头三部分组成，其中波纹管是主体元件，起柔性作 用。
• c. 作为金属膨胀节（补偿器）的柔性段，膨胀节用的波 纹管，主要用于补偿管路或设备因温差或温度波动造 成的轴向、横向和角向位移。同时，也可以吸收机器 设备进出口管道的振动。
•环形金属软管是波纹呈闭合圆环状的波纹管。环形波纹管选用薄壁不锈钢带 通过连续剪裁、卷圆、自动焊接、自动成型加工而成。它具有连续的环状波 形，柔性好、刚度小。受力时不易产生扭转应力，适用于运动场合和对寿命 要求较高的场合。
5 单式平面铰链型
• 可吸收平面角位移 • 能承受管道内压推力
6 复式平面铰链型
• 可吸收横向位移 • 能承受管道内压推力
角向变形
典型管系应用
CAESAR II中的模拟
7 单式万向铰链型
• 可吸收万向角位移 • 能承受管道内压推力
8 复式万向铰链型
• 可吸收横向位移 • 能承受管道内压推力
百度文库 3 外压单式轴向型
• 可吸收轴向位移,不能吸收横向位移 • 不能承受管道内压推力
典型管系应用
吸收轴向位移
注：通用内压型在CAESAR II中的模拟，要输入轴向刚度， 横向刚度，有效直径（必须输入）。
4 直管压力平衡型
• 可吸收轴向位移 • 能承受管道内压推力
典型管系应用
注：直管压力平衡型在 CAESAR II中的模拟，要输 入轴向刚度，横向刚度。不 用输入有效直径（与通用内 压型的区别）。
金属软管的结构特点
规格：DN6~DN800 材料：304、321、316L、 INCOLOY825 压力：真空~35MPa 温度：-196~+600℃
金属软管的结构特点
• 波纹管是金属软管的核心元件。
• 金属软管的波纹管有两种形式: 一种是环形金属软管，一种是 螺旋形金属软管。
金属软管的结构特点
1 波纹管定义
波纹管是母线呈波纹形的回转体薄壁壳体（见下图）。
2 波纹管类型
• 波纹管按成型工艺可分为以下5种类型： • a. 液压成型，是波纹管的最常用的成型方法。利用在管坯
中的液体压力，使管坯在模具模片中胀形，直至沿环向 出现屈服，然后再压缩管坯到所需的长度。主要适用于 直径2000mm以内的波纹管产品。 • b. 滚压成型波纹管，依靠设在管坯中的成形轮的滚压成 形， 主要用于大直径的波纹管产品。 • c. 机械胀型，采用在管坯内部扩胀的胎具，逐个胀压波纹， 适用的范围较广。 • d. 焊接成型，适用于波高尺寸比较大的波纹管，承压能力差。 • e. 沉积成型，利用电沉积方法将材料沉积到芯模上，然后熔 蚀芯模，但成本太高，仅限于镍材。
• 螺旋形金属软管波纹呈螺旋状的波纹管，在相邻的两波纹之间有一个螺旋 升角，所有的波纹都可通过一条螺旋线连接起来。螺旋形波纹管选用薄壁 不锈钢带通过连续剪裁、卷圆、自动焊接、自动成型加工而成。它具有连 续的螺旋波形，无需对接焊。适用于静态场合适用和运动量不大的场合。 一般长度比较长。
金属软管的结构特点
国家标准：
• GB/T 12777 金属波纹管膨胀节通用技术条件 • GB 16749 压力容器波形膨胀节 • GB 12522 不锈钢波形膨胀节（船用） • GJB 1996 管道用金属波纹管膨胀节通用规范 • GB/T 14525 金属波纹软管通用技术条件 • SH/T 3412 石油化工管道用金属软管选用、检验及验收 • SY/T 4073 储罐抗震用金属软管与波纹补偿器选用标准
• c. 非金属材料，主要有橡胶、聚四氟乙烯和各种纤维织 物。
膨胀节结构形式
1 通用内压型(单式轴向型)
• 主要吸收轴向位移，横向位移，角向位移以 及复合位移，但补偿能力均比较有限
• 不能承受管道内压推力
2 复式自由型
• 可吸收轴向与横向组合位移 • 不能承受管道内压推力
平面比例连杆式变形
万向比例连杆式变形
4 波纹管的常用材料
• a. 一般工况下，奥氏体不锈钢具有优良的机械性能、焊 接性能和耐腐蚀性能，是最常用的材料。通常使用温度 在550℃ 以下。
• b. 使用温度超过550℃ ，介质腐蚀性较强时，可选用耐 蚀合金或高温合金，例如Incoloy800、825（属Fe-Ni基 合金）和Inconel600、625（属Ni基合金），国内型号 NS111、NS142、NS312和NS336，另外，FN-2和B-315 也可以使用。
横向变形
复式横向变形
典型管系应用
CAESAR II中的模拟
10 曲管压力平衡型
• 可吸收90°轴向位移 • 能承受管道内压推力
典型管系应用
11 复合直管压力平衡型
• 可吸收横向位移及横向组合位移 • 能承受管道内压推力
波纹金属软管概述
主要内容
金属软管的结构特点 金属软管的标准、性能参数及应用 金属软管的生产工艺 金属软管的检验与试验 金属软管安装注意事项
基础标准： 美国EJMA标准，GB 150钢制压力容器 系列标准
国外标准： • 美国 EJMA 膨胀节制造商协会标准 • 美国 ASME 第Ⅷ卷第一分册附录26 压力容器和换热器膨胀节 • 美国 ASME B31.3附录X 金属波纹管膨胀节 • 美国 MIL－E 管道用金属波纹管膨胀节通用规范（军用） • 俄罗斯 ГОСТ 21744 多层金属波纹管技术条件 • 俄罗斯 ГОСТ 23129 带加强环金属波纹管技术条件 • 英国 BS 6129 金属波纹膨胀节 • 德国 AD 压力容器规范B13 单层波形膨胀节 • 日本 JIS B 2352 波纹管膨胀节
金属波纹膨胀节概述
现代工业生产中，设备和管路的热补偿技术是由 各种补偿器实现的，并大多数采用金属波纹膨胀节（又 称金属波纹补偿器）和金属波纹软管。
金属波纹膨胀节的类型很多，但均以波纹管为核心元 件，装配以各种结构件后组成，可以完成不同的功能。 膨胀节的设计依据有两种：一是根据设计院提供的膨胀 节参数表；二是根据设计院提供的管系图纸，进行管道 应力分析，选择合适的膨胀节。
• 其中应用较广的是前三种。
3 波纹管的用途
• a. 作为弹性元件，主要用于各类测量、调节、控制仪表 的敏感元件、补偿元件、连接件和密封件。
• b. 作为金属软管的柔性段，金属软管由波纹管、网套和 接头三部分组成，其中波纹管是主体元件，起柔性作 用。
• c. 作为金属膨胀节（补偿器）的柔性段，膨胀节用的波 纹管，主要用于补偿管路或设备因温差或温度波动造 成的轴向、横向和角向位移。同时，也可以吸收机器 设备进出口管道的振动。
•环形金属软管是波纹呈闭合圆环状的波纹管。环形波纹管选用薄壁不锈钢带 通过连续剪裁、卷圆、自动焊接、自动成型加工而成。它具有连续的环状波 形，柔性好、刚度小。受力时不易产生扭转应力，适用于运动场合和对寿命 要求较高的场合。
5 单式平面铰链型
• 可吸收平面角位移 • 能承受管道内压推力
6 复式平面铰链型
• 可吸收横向位移 • 能承受管道内压推力
角向变形
典型管系应用
CAESAR II中的模拟
7 单式万向铰链型
• 可吸收万向角位移 • 能承受管道内压推力
8 复式万向铰链型
• 可吸收横向位移 • 能承受管道内压推力
百度文库 3 外压单式轴向型
• 可吸收轴向位移,不能吸收横向位移 • 不能承受管道内压推力
典型管系应用
吸收轴向位移
注：通用内压型在CAESAR II中的模拟，要输入轴向刚度， 横向刚度，有效直径（必须输入）。
4 直管压力平衡型
• 可吸收轴向位移 • 能承受管道内压推力
典型管系应用
注：直管压力平衡型在 CAESAR II中的模拟，要输 入轴向刚度，横向刚度。不 用输入有效直径（与通用内 压型的区别）。
金属软管的结构特点
规格：DN6~DN800 材料：304、321、316L、 INCOLOY825 压力：真空~35MPa 温度：-196~+600℃
金属软管的结构特点
• 波纹管是金属软管的核心元件。
• 金属软管的波纹管有两种形式: 一种是环形金属软管，一种是 螺旋形金属软管。
金属软管的结构特点
1 波纹管定义
波纹管是母线呈波纹形的回转体薄壁壳体（见下图）。
2 波纹管类型
• 波纹管按成型工艺可分为以下5种类型： • a. 液压成型，是波纹管的最常用的成型方法。利用在管坯
中的液体压力，使管坯在模具模片中胀形，直至沿环向 出现屈服，然后再压缩管坯到所需的长度。主要适用于 直径2000mm以内的波纹管产品。 • b. 滚压成型波纹管，依靠设在管坯中的成形轮的滚压成 形， 主要用于大直径的波纹管产品。 • c. 机械胀型，采用在管坯内部扩胀的胎具，逐个胀压波纹， 适用的范围较广。 • d. 焊接成型，适用于波高尺寸比较大的波纹管，承压能力差。 • e. 沉积成型，利用电沉积方法将材料沉积到芯模上，然后熔 蚀芯模，但成本太高，仅限于镍材。
• 螺旋形金属软管波纹呈螺旋状的波纹管，在相邻的两波纹之间有一个螺旋 升角，所有的波纹都可通过一条螺旋线连接起来。螺旋形波纹管选用薄壁 不锈钢带通过连续剪裁、卷圆、自动焊接、自动成型加工而成。它具有连 续的螺旋波形，无需对接焊。适用于静态场合适用和运动量不大的场合。 一般长度比较长。
金属软管的结构特点