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补偿器产品选型

波纹管膨胀节产品选型、技术简要说明

波纹管膨胀节的补偿核心元件——波纹管一般采用极薄的材料制造，它在管系上被用来吸收热膨胀位移差，起轴向、径向、角向是现代受热管网和设备进行热补偿的关键部件之一，除了位移补偿的作用外，还同时兼有减振降噪和密封的功能。

波纹管膨胀节之所以受到工程人员的特别关注，主要是它应用日趋广泛，航空航天、石化、化工、水利、电力、冶金和原子能等部门都用到它，就是机车、船舶等交通部门乃至高层建筑、民用大楼也少不了它；同时，膨胀节又是一个比较特殊的受力结构，在使用中要求它既要有较高的承压能力，又要有良好的柔性，这本身就是一对矛盾，此外，它还应具备一定的稳定性和疲劳寿命。

因此，膨胀节的设计、选材、制造、试验等不能等同一般的压力容器和管件等刚性结构，而有其本身的独特性和复杂性，它的设计必须遵循一定的规范和标准。

的补偿作用，同时也承受系统工作压力、温度、耐蚀等管路相应的工作条件。

一、波纹管膨胀节类型及代号

各规格产品的详细参数详见我厂的选型样本

产品类型

型号

公称直径mm

设计压力MPa

吸收的主要位移

对波纹管压力推力的约束能力

结构参考示意图

通用型

PDZ

40~7000

£2.5

轴向

无

见选型样本

小拉杆横向型

PFZH

40~4000

£2.5

轴向、横向

无

见选型样本

外压轴向型

PWZ

150~1500

£1.6

轴向

无

见选型样本

角向型

PDJ

80~4000

£2.5

角向、（单平面）

有

见选型样本

万向型

PDW

80~4000

£2.5

角向、（任意平面）

有

见选型样本

直管压力平衡型

PZP

300~2000

£0.6

轴向

有

见选型样本

旁通轴向压力平衡型

PZPP

100~1200

£2.5

轴向

有

见选型样本

曲管压力平衡型

PWP

300~2000

£0.6

轴向横向

有

见选型样本

大拉杆横向型

PFL

40~4000

£2.5

横向

有

见选型样本

二、波纹管材料的一般选用

国内国际对应牌号

材料牌号

备注

0Cr18Ni9

未特殊说明时常采用,国际牌号：

304

00Cr19Ni10

对应国际牌号：

304L

0Cr17Ni12Mo2

对应国际牌号：

316

00Cr17Ni14Mo2

对应国际牌号：

316L

备注

有特殊要求时应在合同中注明

各种酸碱选材表

30℃

接近沸点

中间温度

硝酸

SUS304

SUS304L

硫酸

SUS316

lncoloy825

亚硫酸

SUS316

SUS316、SUS317

醋酸

SUS404、316

SUS316、SUS317

SUS316、lncoloy825

磷酸

SUS304

lncoloy825

盐酸

SUS316、317

SUS304、SUS304L

SUS304L、SUS347

碱

SUS304

SUS316

SUS316、SUS316L

氨

SUS304

SUS317、M－5、114M

lncoloy825

盐水

SUS036

　　　　　　　　　　　　　　　几种介质的选材表

介质

可使用的材料

优良的材料

介质

可使用的材料

优良的材料

水道水

SUS304

SUS316

粗制进炉气

SUS316L

lncoloy825

海水

NTKM－5

lncoloy825

精制焦炉气

SUS316

SUS316L

蒸水

SUS316

SUS316L

高炉气

SUS304

SUS316

原油

SUS316L

NTKM－5

烧却炉排气

SUS316

SUS316L

轻质油

SUS316

SUS316L

船舶甲板上蒸汽管

SUS316L

lncoloy825

重油

SUS304

SUS316

船舶低温液化气管

SUS316L

锅炉排高温

SUS304

SUS316L

空气

SUS304

锅炉排低温

SUS316L

lncoloy825

低温氧气

SUS304

SUS316L

柴油机排气

SUS304

SUS316

高温氧气

SUS316

SUS316L

三、参数说明

我公司产品选型样本和供货产品中提供的轴向弹性刚度均为20°C时轴向弹性刚度，对于非20°C时的轴向弹性刚度Kx=fk×Kxo，fk修正系数见下表。

T°C

100

150

200

250

300

350

0.99

0.97

0.93

0.92

0.90

0.88

我公司产品选型样本和供货产品中提供的补偿量均为20°C时的补偿量，对于非20°C时的补偿量X=fe×Xo，fe修正系数见下表。

T°C

100

150

200

250

300

350

0.979

0.958

0.941

0.924

0.903

0.879

四、产品型号的组成

PDZ（J）.Pd/Dnxn-H（F）

PDZ——补偿器型式；

J——结构型式：

铠装环

Pd——设计压力

Dn——公称通径

n——波数

H（F）——联结形式：

H接管，F法兰

产品型号说明：

a．设计压力：

设计压力值（设计压力的单位为“MPa”）；

b．波纹管膨胀节型式及代号：

按我公司选开型样本型号；

c．公称直径应符合GB1047的规定；

d．波纹管膨胀节波数按下表：

膨胀节型号

波数表示方法

直管压力平衡型（PZP）

A/B

A、表示平衡波纹管的波数；

B、表示工作波纹管的总波数；

旁通轴行压力平衡型（PZPP）

A+B

曲管压力平衡型（PWP）

B/A

其它类型波纹管膨胀节

e．连接型式代号见表下表：

连接型式

代号

备注

接管连接

与我公司产品样本不符合时应注明

“外径´壁厚”

法兰连接

两端均为JB/T81-94

推荐选用

其它法兰标准

需提供法兰标准规定的标记或尺寸

非标准法兰

需提供法兰尺寸

f．法兰或接管材料代号见下表：

材料

代号

备注

Q235-B

不注

推荐材料

0Cr18Ni9

其它

需注明

其它对其它特殊要求的波纹管膨胀节，经供需双方商定后，可在合同上说明或附技术协议。

五、与波纹管有关的名词术语

1、波纹管的波形

按波纹管的波形结构参数分类，可分为U形、Ω形、S形、V形波纹膨胀节（当前国内外的膨胀节产品以采用U状波形结构者居多）。

"Ω"形波纹管能够承受高压，但只能承受较小的轴向位移；“U”形波纹管则相反，在壁厚相同的情况下，它能承受较大的位移，但只能承受较小的压力。

为采用U形波纹管伸缩位移较大的特性，弥补U形波纹管只能较小的压力，人们常采取“补强”的方法-即在“U”形波纹管的外部增加增强部件（一般称作铠装环、加强环）。

采用多层结构或增加波纹管的厚度也可以提高波纹管承受内压的能力，但是增加厚度会显著降低波纹管的疲劳寿命和增加波纹管的刚度。

2、膨胀节形式

波纹膨胀节能够起到伸缩作用主要是靠波纹管来实现的，对波纹管膨胀节的功能及强度设计主要是对波纹管的设计，对波纹管的不同设计及组合，可以使波纹管拉伸、压缩或弯曲，从而形成轴向、横向、角向三种基本形式的波纹膨胀节。

3、波纹管的制作方法

有：

机械胀形、液压成形、滚压成形、焊接成形、和电沉积成形等。

液压成形可以获得综合性能较好的波纹管。

滚压成形可以用来制作大直径的波纹管。

焊接成形可以获得弹性较好的波纹管。

电沉积成形可以制作小直径和高精度的波纹管。

4、刚度

　　使波纹管产生单位位移所需要的力。

是计算波纹膨胀节弹性推力的基础。

　　对于相同口径相同压力的波纹管，刚度大小是衡量波纹管性能好坏的参数之一。

目前生产厂家都是采用EJMA法计算出波纹管单波轴向刚度（fir）,由此得出膨胀节轴向刚度（Kx）。

5、有效面积

　　一个等效面积，（Ae=（πDm2）/4mm2Dm波纹管平均直径）。

6、疲劳寿命

　　在正常工作条件下，波纹管能正常工作的最小循环次数。

波纹管补偿器的疲劳寿命与补偿量成反比例关系，为了方便用户，合理地选择产品，在样本中列出了补偿器在1500／3000次疲劳寿命次数下的补偿量仅供参考，但在现场实际安装和使用状态下存在着许多不可估因素，同时波纹管的疲劳问题也是一个比较复杂的问题，其数值的散布度较大，因此根据国家有关标准规定，在确定补偿器的安全疲劳寿命｛N｝时，要有1.5倍的安全系数。

7、位移量的合成

样本中诸系列表中列出的轴向位移量X0，横向位移量Y0和角位移θ0，是各种形式补偿器单独实施该类位移的最大位移范围。

8、补偿器的预变形

为了使补偿器处于一个良好的工作位置和改善管架受力状态，在安装前应对补偿器进行“预变形”。

六、选型的说明

在工程上，根据不同的配管条件可选用不同类型的波纹管膨胀节和采取不同的配置形式来满足其补偿的要求，恰当地选用才能使波纹膨胀节正常工作，做到波纹膨胀节设计选型的经济合理。

下面按波纹管膨胀节的主要类型列举其基本应用形式供选型时参考。

1、通用型（含复式大位移补偿型式）

由一个波纹管及结构件组成，主要用于吸收轴向位移而不能承受介质压力推力的膨胀节。

因为结构简单，制造成本低，所以这是所有膨胀节中价格最为便宜的一种，对于管道口径小，固定支座易于设置的管线，应优先采用这一种。

但它不能承受压力推力，所以在选用它时，一定要正确计算压力推力，并正确地设置固定支座。

对于大口径管线尽管压力低，但压力推力也大得惊人，所以一定要设置好固定支座和滑动支座。

通过组合方式可吸收轴向位移和数值不大的多方向组合位移。

主要有以下方面选型运用形式：

a.用一个通用型波纹管膨胀节吸收直管段的轴向位移；

b.用不同直径的通用型波纹管膨胀节吸收异径直管段的轴向位移；

c.用多个通用型波纹管膨胀节分别吸收各分支管段的轴向位移；

d.用通用型波纹管膨胀节吸收Z型管段的轴向位移；

应注意以下问题：

（1）Z型管段的偏斜程度应尽量小；

（2）各直管段的端部附近应设置导向支座，以限制弯矩对管道的影响；

（3）波纹管膨胀节应靠近一个固定支座。

e.通用波纹管膨胀节在L型管段的长腿上吸收轴向位移和少量横向位移；

f.通用波纹管膨胀节在L型管段的短腿上吸收横向位移和少量轴向位移；

g.用复式波纹管膨胀节吸收直管段的较大轴向位移；

2、直管压力平衡型、旁通轴行压力平衡型

吸收无法设置主固定支座的直管段的轴向位移，采取直管压力平衡型、旁通轴向压力平衡型波纹管膨胀节。

3、角向型波纹管膨胀节

这种波纹管膨胀节结构紧凑、应用灵活、安装方便且对支座无压力推力作用。

单式角向波纹管膨胀节只能作单平面内角偏转。

因此一般情况下均应两个以上配套使用而不能单独使用。

用一对角向型波纹管膨胀节吸收横向位移时，角位移量一定，其所能吸收的横向位移量与两波纹管膨胀节铰链之间的距离成正比，在这种情况下尽量加大两波纹补偿器之间的距离将更有效发挥其补偿功能。

主要有以下运用：

a.当水平管线较长（管段能够弹性变形）时，用两个角向波纹管膨胀节吸收平面Z型管段的位移；

b.当水平管线较短（管段不能弹性变形）时，则需用三个角向波纹管膨胀节吸收平面Z型管段的位移；

c.用三个角向波纹管膨胀节吸收L型管段的位移；

d.用两个角向波纹管膨胀节吸收立式容器与立管之间的不同垂直位移量；

e.用三个角向波纹管膨胀节吸收同一平面内设备与其连接管道的组合位移。

4、万向型波纹管膨胀节

这种波纹管膨胀节补偿功能和作用与角向型波纹管膨胀节类似，但它可在任意平面内作角偏转。

使用时应以两个一组或三个一组（三个中的一个，可改用角向型）来吸收空间管段的位移。

5、大拉杆横向型波纹角向型波纹管膨胀节和铰链横向型波纹角向型波纹管膨胀节

这两种波纹角向型波纹管膨胀节通过波纹管的角偏转可吸收各方位横向位移，且补偿能力较大，加之对支座无压力推力作用，结构比较简单，因而在各种位移量大的L型及Z型管段上应用较广泛。

如果将大拉杆横向型波纹补偿器的拉杆延长，还可吸收拉杆包容的管道热变形产生的轴向位移。

主要有以下运用：

a.用单式大拉杆横向型波纹管膨胀节吸收L型管段的位移；

b.用大拉杆横向型波纹管膨胀节吸收平面Z型管段的位移；

c.用大拉杆横向型波纹管膨胀节吸收空间Z型管段的位移。

6、小拉杆横向型波纹管膨胀节

这种波纹管膨胀节必须与主固定支座结合使用，用于吸收轴向、横向和角向位移

7、曲管压力平衡波纹管膨胀节

这种波纹管膨胀节可吸收各种位移而不使系统支座或设备承受内压推力的作用。

广泛用于载荷敏感设备进出口，吸收设备与管道的热位移，使设备所受的载荷减至最小。

8.非金属（纤维、织物）膨胀节

非金属（纤维、织物）膨胀节主要由非金属圈带、隔热材料和钢结构件组成，其中非金属圈带由纤维织物、硅橡胶、氟料等性能优异的非金属材料优化给合而成，其产品强度、补偿量、密封性、耐腐蚀性及寿命等性能指标均可与国外同类产品相媲美。

我公司生产的非金属（纤维、织物）膨胀节广泛应用于电力，冶金，环保，水泥建材，石油化工等行业的烟道，通风管道和需要隔震，软性连接的工程中。

我公司生产的非金属（纤维、织物）膨胀节集国内外同类产品之精华，结构新颖，规格齐全，选材合理，其耐温、耐磨、耐腐蚀、绝缘和密封性能优良，是当今较为理想的管道位移补偿设备。

我公司生产的纤维补偿器有方形、圆表、单圈式、双圈式、角向式等结构。

它们能同时吸收轴向、侧向、倾斜向等各个方向的位移。

其方型规格从200×400～6000×6000（可作更大尺寸），DN6000。

可满足用户各方面的要求，如需要特殊规格的产品，可按用户要求进行设计制作。

真诚地希望各新老用户，设计单位推荐使用我公司生产的非金属柔性位移补偿器。

几年来，我公司不断开发新产品，提高产品质量，针对基某些行业非金属（纤维、织物）膨胀节使用条件苛刻的状况。

如水泥行业粉尘量大的特点，做了大量的研究试验工作，提出了新型的产品结构，使产品性能大大提高，深得广大用户的好评。

非金属（纤维、织物）膨胀节的主要特点主要有以下几个方面：

a、补偿热膨胀：

可以补偿多维方向，大大优于只能一维补偿的金属补偿器。

b、补偿安装误差：

由于管道联接过程中，系统误差在所难免，纤维补偿器能较好的消除安装误差。

c、消声隔震：

纤维织物、保温棉本身具有吸声，隔震动传递功能，能有效地减少锅炉同机等系统的噪声和震动。

d、无反推力，由于主体材料为纤维织物，无力的传递。

用纤维补偿器可简化设计，避免使用大的支座，节省大量的材料和劳动力。

e、良好的耐高温，耐腐蚀性：

使用的氟塑料，有机硅材料具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。

f、密封性好：

有比较完善的生产装配系统，纤维补偿器基本无泄露。

g、体轻，结构简单，安装维修方便。

h、价格低于金属膨胀节，质量优于进口产品。

价格是进口产品的1/3～1/5

非金属（纤维、织物）膨胀节应用范围：

a、锅炉厂、水泥厂、钢铁厂、熔炼炉、焚烧炉、热电厂及核电站

b、空调送风系统

c、玻璃及矿棉工业

d、石油化工企业

e、空气及煤气清洁工厂

f、风机厂

金属软管产品选型、技术简要说明

　　金属软管是工程技术中重要的连接构件，由波纹柔性管、网套和接头结合而成。

我国已于1999年发布了国家标准《波纹金属软管通用技术条件》（GB/T14525-99）。

1.产品简介

金属软管采用奥氏体不锈钢材料或按用户要求的材料制造，具有优良的柔软性，耐蚀性，耐高温性（－235℃～＋450℃），耐高压性（最高为32MPa），在管路中可对任何方向进行连接，用以温度补偿和吸收振动、降低噪声、改变介质输送方向、消除管道间或管道与设备间的机械位移等，双法兰金属波纹软管对有位移、振动的各种泵、阀等的柔性接头尤为适用。

广泛应用于各种输气、输液管路系统以及长度、温度、位置和角度补偿系统。

2、波纹管管体分类

金属软管使用的波纹管有两种，一种是螺旋形波纹管；另一种是环形波纹管。

螺旋形波纹管是波纹呈螺旋状排布的管形壳体，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。

环形波纹管是波纹呈闭合圆环状的管形壳体，波与波之间由圆环波纹串联而成。

环形波纹管由无缝管材或焊接管材加工成形。

受加工方式制约，较之螺旋形波纹管，其单管长度通常较短。

环形波纹管的优点是弹性好、刚度小。

3、适用范围

3.1、两接口有相对位移且用硬连接无法实现者，利用金属软管的横向弹性位移特性，对系统进行补偿。

3.2、因温度变化造成刚性管件变形，则金属软软是其理想的补偿元件。

3.3、在输气、输液管路上取代橡胶管，可极大地减轻劳动强度并成十、百倍地提高管路使用寿命。

3.4、要求吸收或隔离机械震动及噪音的接口。

3.5、考虑吸收地基沉陷和地震影响的接口。

3.6、其他适宜采用金属软管连接形式的特殊接口。

4、实际弯曲半径

金属软管实际弯曲半径的选择，关系到金属软管的使用寿命，是个重要参数，下表给出金属软管实际弯曲半径R与金属软管额定工作压力P（单位：

Mpa）及弯曲形式、载荷性质间的关系。

弯曲形式

一次性弯曲

反复弯曲

载荷性质

静载

脉动载荷

静载

低频（f≤0.5周/秒）

高频（f＞0.5周/秒）

工作压力=P

1.1Rmin

1.3Rmin

2.2Rmin

1.5Rmin

工作压力＜P

Rmin

1.2Rmin

2Rmin

1.2Rmin

5、最小弯曲半径

5.1、裸管式金属软管（无金属编织网）的最小弯曲半径Rmin＝（3～6）ρ

5.2、网套式金属软管的最小弯曲半径　　Rmin＝（6～12）ρ

注：

式中　ρ因子的计算　 ρ＝D－s

D为金属软管的最大外径

s系数，与金属软管D的关系：

当D＜50mm，s＝2

当50mm≤ D＜125mm，s＝5

当D≥50mm，s＝8

6、金属软管材质及适应温度范围

温度

-20～300

（℃）

301～450

（600）

（括号内温度为短时间可承受的温度）

（℃）

材质

部件名称

管体及网套

0Cr18Ni9;1Cr18Ni9Ti;SUS300系列

附件

Q235（A3）.20.25.45

（还可根据用户需要做成其他材质）

SUS300系列

7、长度选择

7.1、金属软管的长度是根据用户需要所提供的，下面介绍几种典型使用场合选用方法供参考。

①作为减振，消音所用的进出口接管其长度的选择为：

②作为角位移所用的其长度取决于实际弯曲半径和角位移的大小：

③作为横向位移所用的其长度尺寸取决于实际弯曲半径和横向位移量：

④作为弯曲状态下，平行段纵向移动作用的，其长度取决于实际弯曲半径和纵向移动量：

⑤作为弯曲状态下，平行段横向移动作用的，其长度取决于实际弯曲半径和横向移动量：

7.2金属软管长度公差，金属软管的长度公差仅供用户参考。

长度L

＜500

500～1000

1000～2000

＞2000

公差

-3

+15

-5

+20

-5

+L×1%

-L×0.5%

7.3、通径与参数选择

公称通径

内径

公差

无金属编织网

有金属编织网

外径

公差

壁厚

外径

公差

±mm

工作压力PN

Mpa

0.35

0.55

0.15～0.25

0.6

12.5

10.0

6.4

0.35

0.55

0.15～0.25

0.6

10.0

8.0

6.4

0.35

0.55

0.25～0.30

0.6

8.0

6.4

4.0

0.35

0.55

0.12～0.25

0.6

8.0

6.4

4.0

0.42

0.65

0.12～0.25

0.6

8.0

6.4

4.0

0.42

0.65

0.12～0.25

0.6

8.0

6.4

4.0

0.42

0.80

0.18～0.30

0.6

8.0

6.4

4.0

0.50

0.80

0.18～0.30

0.6

6.4

4.0

2.5

0.50

0.80

0.20～0.40

0.8

6.4

4.0

2.5

0.60

0.95

0.20～0.40

0.8

6.4

4.0

2.5

0.60

0.95

0.20～0.40

0.8

6.4

4.0

2.5

070

1.10

0.20～0.40

0.8

2.5

1.6

1.0

100

0.70

122

1.25

030～0.50

125

1.0

2.5

1.6

0.6

125

0.80

145

1.25

0.40～0.50

148

1.0

1.6

1.0

0.6

150

0.80

180

1.45

0.40～0.50

183

1.0

1.6

1.0

0.6

175

0.90

206

1.45

0.40～0.60

209

1.0

1.6

1.0

0.6

200

0.90

240

1.60

0.40～0.60

243

1.0

1.6

1.0

0.6

225

0.92

270

1.60

0.50～1.20

274

1.5

1.6

1.0

0.6

250

0.92

300

1.60

0.60～1.20

304

1.5

1.6

1.0

0.6

300

1.05

352

1.80

0.60～1.20

356

3.0

1.6

1.0

0.6

350

1.15

410

1.80

0.60～1.50

414

3.0

1.6

1.0

0.6

400

1.15

470

1.80

0.60～1.60

474

3.0

1.6

1.0

0.6

8、软管标记由标准接头型号、公称通径、压力等级及软管长度所组成，带金属编织网的前边应加W。

一般订货接头材料为碳钢的，如有特殊要求请另加说明。

本公司生产的金属软管其连接形式种类较多，还可根据用户的要求进行单独设计具体标记，请参看产品样本。

9、安装与贮存

9.1、使用金属软管之前，

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