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旋转补偿器管道中补偿器的应用
Edit: 泰州瑞邦管件有限公司Date: 2017-05-15

 旋转补偿器管道中补偿器的应用投入运行时,如果环境温度升高或工作介质温度高,则会导致整个管道系统产生较大的热膨胀和轴向推力。如果这些膨胀没有得到补偿(消除),严重损坏管道系统,使其不能正常工作。为了确保热管在运行状态下的稳定性和安全性,设计必须充分考虑管道的热补偿,遵循安全,可靠,经济的原则,合理使用补偿器。

1,旋转补偿器需要进行管道热补偿分析

管道的热补偿是为了防止由于温升引起的应力升高导致管道损坏。在管道设计中,应充分利用管道的自然补偿。当管段的自然补偿不能满足要求时,应设置补偿器,以确保系统具有足够的伸缩空间,并减少管道产生的热应力。

2.热管膨胀长度分析

热管投入运行后,通常由于温度升高引起的热膨胀。管道的热膨胀长度可以用下列公式计算:

△L = a△t L

 其中:△L ---管膨胀长度(mm);

A ---管线膨胀系数(mm / m·℃),一般钢管取a = 0.012mm / m·℃;

△t ---管道工作温度和安装温度差(℃);

L - 以补偿管道的长度(m),即固定管支架之间的距离所需的补偿;

3.旋转补偿器热膨胀应力分析

在热补偿状态下不考虑,由于管道两端加热固定,限制了其自由膨胀和收缩,则加热管将产生大量的热膨胀应力,根据胡克定律,热膨胀应力旋转补偿器公式如下:

Σ=εE(kg / cm2)

其中:σ---热膨胀应力;

E相对压缩,ε=ΔL/ L;

E ---钢的弹性模量,常用钢弹性模量为2×106。

上述等式表明,与管的长度无关,热膨胀应力的大小与相对压缩和弹性模量成比例。管道热膨胀长度计算公式△L = a△tL为上式:σ= Ea△t(kg / cm2)

 旋转补偿器对于常用的钢管,线膨胀系数通常取12×10-6,弹性模量通常取2×106,热膨胀应力公式可简化为:σ= 24△t kg / cm2。该公式使得当钢管的热膨胀受到限制时,计算热膨胀应力更容易。

在常规热管Φ219×8的情况下,当工作介质温度为100℃,安装时的温度为20℃时,热膨胀应力σ=24Δt= 24×(100-20) = 1920kg / cm2

横截面积A =π[(D / 2)2-(d / 2)2] = 3.142×[(21.9 / 2)2-(20.3 / 2)2] = 53cm2

由管道产生的轴向推力是F =Aσ= 1920×53 = 101760kg。

 可以看出,旋转补偿器产生的轴向推力非常大,如果没有补偿,会对管架和结构造成很大的破坏,甚至可能危及整个管道的安全运行管道系统。