補償器又稱為伸縮器、伸縮節(jié)或膨脹節(jié)，主要用于補償管道受溫度變化而產(chǎn)生的變形。如果溫度變化時管道不能完全自由地膨脹或收縮，管道中將產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在管道設(shè)計中必須考慮這種應(yīng)力，否則它可能導(dǎo)致管道的破裂，影響生產(chǎn)的正常運行。燃?xì)夤艿乐杏懈鞣N形式的補償器，設(shè)計人員有必要了解各種補償器的特點，并能夠正確選擇合適的補償器。

定義與公式

為了更好的理解后面內(nèi)容，首先介紹三個定義和兩個計算公式

• 定義

a、滑動支架：

管道軸向、橫向均不受限制，即允許管道前后、左右有位移；

b、導(dǎo)向支架：

是滑動支架的一種，一般只允許管道有軸向位移，而不允許有橫向位移。

對直管式導(dǎo)向支架進(jìn)行定位，一般推薦：使補償器靠近一個固定支架，使第一個導(dǎo)向支架與補償器端面的間距不超過管徑的4倍（L1≤4DN）。這種布設(shè)方式既可以使位移得到正確的導(dǎo)向，又可以使補償器的兩端得到適當(dāng)?shù)闹С?。第二個導(dǎo)向支架與第一個導(dǎo)向支架的間距不得超過管徑的14倍（L2≤14DN）。其它導(dǎo)向支架的最大間距可按公式計算，也可按燃規(guī)上的規(guī)定執(zhí)行。

c、固定支架：

管道軸向、橫向均受限制，不允許管道有位移。

固定支架分主固定支架和次固定支架，主固定支架一般設(shè)置在管道的盲端、彎頭、閥門及側(cè)支管線連接處等位置， 次固定支架一般設(shè)在直管段上兩個軸向型補償器之間。

• 管道伸長量的計算

由于溫差引起的管道長度變化，由下式計算：

△L＝ αL△t

式中：△L—管道的伸長量（m）；

α—管道的線膨脹系數(shù)（m/m℃），其數(shù)值見表1

L—管道長度（m）；

△t－溫差（℃ ），架空管道在太陽直曬的情況下計算溫差可取80℃；

（2）溫度應(yīng)力

當(dāng)管道兩端固定時，溫度應(yīng)力為：

σ=Eδ

式中：σ－溫度應(yīng)力（MPa）；

E－彈性模數(shù)（MPa），鋼材取2.1×105MPa；

δ－管道的相對變形，δ＝△L/L

自然補償器

自然補償器是利用管道自身進(jìn)行補償，常用的有兩種形式，L型和Z型，

自然補償器短臂的計算方法如下：

（1） L型補償器短臂長度計算：

式中l(wèi)－L型補償器的短臂長度(m）；

△L－L型補償器長臂的熱伸縮量（mm）；

D－管道外徑（mm）

（2）Z型補償器的短臂長度計算：

式中：l－Z型補償器的短臂長度(m）；

△t－計算溫差（ ℃ ）；

E－彈性模數(shù)（MPa）；

D－管道外徑（mm）；

σ－允許彎曲應(yīng)力（MPa）；

k= L1/ L2。

自然補償?shù)墓艿赖拈L臂臂長一般不超過25m，彎曲應(yīng)力不應(yīng)超過80MPa。

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