补偿器选型说明书

一、适用范围
本选型说明书，适用于我公司自行研制开发的第三代产品双向套筒补偿器、单向套筒补偿器、万向球式补偿器在供热管网中的应用，确定了产品的分类、型号、性能特点、选型计算、安装及注意事项等。

套筒补偿器是流体管道的一种新型热补偿装置，可满足管网敷设各种形式（架空、地沟、直埋）的要求。

二、主要规格
公称直径：DN65～DN1200mm
设计温度：150ºC
设计压力：≤2.5Mpa
补偿量：50～400mm
角位移：±15°
设计寿命：15～20年
三、双向套筒补偿器
○1型号
LMRB 500—1.6 / 120
轴向补偿量
设计压力
公称直径
产品型号
○2产品示意图
双向套筒补偿器外形图
○3性能及特点
（1）双向性
双向补偿，双向导流，可适用于循环管网。

（2）直埋免维护，减少费用
与管道同埋地下（不用设观察井），不用定期维护可降低运行成本，节约维护费用。

（3）双向套筒补偿器不适用地下水位较高的地理环境。

（4）安全性高
采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。

（5）无约束、降低工程造价
外壳与芯管的配合形式采用机械配合形式中的动配合，具有良好的导向性，可作到无约束设计导向支架间距。

（6）方便施工、提高效率
安装时双向套筒补偿器（图1），位于两固定支架中间位置不用预拉伸，可直接同管道进行焊接，适用于任何敷设方式。

补偿器可不受施工条件的限制，对于特殊环境下，如施工中遇到电缆线、煤气管线等不可动障碍时，可临时调整补偿器的安装位置，使L≠L而不影响使用，为管网施工提供了极大的方便。

（图1）
四、单向套筒补偿器
○1型号
LMDB 800—1.6 / 200
轴向补偿量
设计压力
公称直径
产品型号
○2产品示意图
单向套筒补偿器外形图
○3性能及特点
（1）双向导流。

（2）直埋免维护，减少费用
与管道同埋地下（不用设观察井），不用定期维护可降低运行成本，节约维护费用。

（3）安全性高
采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。

（4）全密封
外护罩与外法兰全密封焊接，与后端管活动端采用压缩密封，使补偿器密封部位的关健部件与外界隔绝，有效的防止外界腐蚀，适用于地下水位高的地区，适应各种工况环境，关健件作防腐处理与管网同寿命。

（5）无约束、降低工程造价
外壳与芯管的配合形式采用机械配合形式中的动配合，具有良好的导向性，可作到无约束设计导向支架间距。

（6）方便施工、提高效率
安装时单向套筒补偿器（图2、3），“固定端”要靠近固定支架位置不用预拉伸，可直接同管道进行焊接，适用于任何敷设方式。

补偿器可不受施工条件的限制，为管网施工提供了极大的方便。

（图2）
（图3）
○4规格及技术参数
也可以根据用户的需求进行设计补偿量的大小。

五、热补偿计算
（1）管道热补偿的设计原则
a首先应从管道的布置上，考虑自然补偿。

b应考虑管道的冷紧。

c在上述两条件未能满足管道的热伸长补偿要求时，则需要采用补偿器。

（2）热伸长量计算：
ΔL =Lα（t2 t1）cm
式中 L 计算管线长度 m
α管道的线膨胀系数 cm/m·ºC
t2 管道内介质温度ºC
t1 管道安装温度ºC
常用钢材的线膨胀系数（×10-4cm/m.ºC）
六、选型示例
某热网管线公称直径DN300mm,材质Q235，长度70m，设计压力1.6Mpa,工作温度100ºC，管网最低温度5ºC。

选用补偿器
Q235膨胀系数查表2. 取12.20×10-4㎝/m·ºC
热伸长量计算：ΔL =Lα（t2—t1）
=70×12.20×10-4×(100-5)
=8.11㎝（取82㎜）
选LMRB300—1.6/90 套筒补偿器，
查表1：摩擦力Fm=10402N A=818㎝2
内压推力：Fp=818×1.6×102=130880N
七、主要部件材质性能
密封圈材质性能
根据不同的工况条件选用不同材质，密封圈工作的位置，是完全被密封在一个三角的环形空间内的。

密封圈装在里面，由于芯管与外壳的滑动间隙极小，所以密封圈质量是不会丢失的，只会有与芯管表面的磨损，而芯管表面是经过热浸锌防腐处理，光洁度极高，磨损量很小，即使在十几年后橡胶有一定的老化，但在一个完整的密封空间里，在螺栓的予紧力作用下它依然紧贴在芯管表面可正常发挥密封作用。

寿命期限后可根据管网工作情况更换密封圈
外壳：补偿器中容纳芯管伸缩运动的部件。

材质选用：Q235A Q235B 10 20 16MnR 可根据工况条件进行选择
芯管：补偿器中可伸缩运动的内管，外表面镀锌（铬）防腐蚀、耐磨增加寿命。

材质选用：Q235A Q235B 10 20 16MnR可根据工况条件进行选择八、万向球式补偿器
○1型号
LMQB 700—1.6 / ±15°
角位移
设计压力
公称直径
产品型号
○2工作原理及示意图
（图4）
万向球式补偿器是以球头相对于外套组件的转动来吸收管道的位移，特别适用于任意平面内或立体空间转弯处的管道敷设。

一般情况下是2—3个组成一组使用。

补偿器安装在管道的拐弯处，利用球头的转动达到补偿的目的。

工作原理如图所示。

图中实线为安装位置，当受热运行时，直管段的伸长量为△L，推动补偿器转动到虚线位置。

其中△L、θ、H的关系如下式；
△L = 2Hsinθ………………A1
△L—直管段伸长量
θ—角位移
H —球心距
由式A1可见，θ值一定时，H值越大，补偿能力就越大，但是一般不超过8米。

○3结构特点
（1）以金属基体球面轴承承力并定心，取代通常球式补偿器以密封承力兼定心，用法兰压盖进行调整的方法，从而保证密封更可靠。

（2）采用整体焊接结构，所有运动部件完全包容。

（3）球面轴承采用高承载能力的材质，上涂低润滑系数的自润滑膜。

（4）球面高光洁度部分加密闭清扫板，特别适用于粉煤灰输送管道。

（5）球形表面采取特殊处理，更具耐腐蚀。

○4万向球式补偿器常见布置形式
（图5）双球补偿器的布置
（图6）三球补偿器的布置
○
5设计时应考虑的几点 （1） 在许用的最大转角θmax 一定时，球心距H 越大，其补偿能力越大，为了
使工作转角θ＜θmax 应适当的选择球心距H 值。

考虑到安装定位点和设计定位点的误差，安装状态温度误差，操作可能超温等因素的影响，实际上设计采用的球心距H 值，一般取计算值的1.1-1.5倍，而且还要参照实际布置空间的大小，使其尽量靠近弯头以减小弯头的弯矩载荷。

（2） 球头的最大转角θ＝±15°，设计时，可根据管段的长度及介质温度求出
△L ，如果△L 不是很大，试算一下当θ≤15°时能否满足使用要求，如果满足则选图5. 1的布置形式，反之则选图5. 2的布置形式，此时应对补偿器进行冷紧。

设计时，通常选取θ＝12°进行计算，初始安装冷紧的大小按下式计算。

A = (min
max min 21T T T Te ---)△L ………………A2
A —冷紧量 △L —轴向伸长量 Tmax —设计最高温度
Tmin—设计最低温度 Te—施工环境温度
（3）万向球式的补偿量大，所以固定支架个数就相应的减少，由于需补偿的管段较长，应增加导向支架的设置，防止管线的偏移。

（4）球体工作时沿弧线运动，使管段产生一定的偏移，此时可用管段本身的弹性来弥补，也可采用弹性支、吊架或者采用三球式布置。

（5）当万向球式补偿器水平布置时，对于DN≥300的产品要设置平台，采用低磨擦滑动支座支承，避免出现由于球体自重使管道下垂。

（6）当万向球式补偿器垂直布置时，裸露的球面最好朝下，如果按介质流向布置球面朝上时，球面应加以防护。

○6规格及技术参数
九、安装及注意事项
1、安装前必须对补偿器产品的性能参数与设计性能要求进行校核。

2、安装时先将管道敷设好，然后在安装补偿器的位置上将相应长度（补偿器
安装长度）管子切割下，再安装补偿器。

3、双向套筒补偿器安装时，应将产品位于两固定支架中间位置，两固定支架
之间只能安装一台补偿器，不用预拉伸无方向要求。

（见图1）
4、单向补偿器安装时“固定端”要靠近固定支架，两固定支架之间只能安
一台补偿器，不用预拉伸。

（见图2.3）
4、万向球式补偿器安装时，要按照设计要求进行，同时要注意介质流向，要
向补偿相反方向进行冷紧，冷紧量按A2公式进行计算。

5、严禁用补偿器变形的方法来调整管道的偏差。

6、补偿器安装后，要确定固定支架有效牢固可靠之后，方可进行压力试验。

试验压力不得超出设计压力的1.5倍
7、补偿器的工作环境必须满足设计要求，安装后的补偿器必须作好安全防腐，
补偿器不能被有害介质腐蚀，否则缩短使用寿命。

十、引用标准
GB/T12465《管路松套补偿接头》
CJ/T3016.2《城市供热补偿器焊制套筒补偿器》
GB3098.1 《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》
《动力管道手册》。