熱力管道方形熱補償器的制作安裝技術(shù).doc

. . . .熱力管道方形熱補償器的制作安裝技術(shù)黃位昌，馬錦靜（廣西建工集團第一安裝有限公司，廣西 南寧 530001） 摘 要文章系統(tǒng)分析了熱力管道熱膨脹情況和介紹常用方形補償器的制作與安裝技術(shù)。 關(guān)鍵詞熱膨脹；方形補償器；制作安裝 中圖分類號 TK11+4 文獻標識碼 A 文章編號 1008-1151(2005)10-0094-03 收稿日期2005-06-17 作者簡介黃位昌（1972），男，廣西平南人，廣西建工集團第一安裝有限公司工程師，研究方向：工程施工技術(shù)管理。 1熱力管道膨脹長度及膨脹力分析1.1膨脹長度熱力管道安裝完畢、投入運行后，常因溫度變化較大而產(chǎn)生伸縮。溫度變化有兩方面的因素，一方面是由于環(huán)境溫度的變化，冬季和夏季的溫差可達到30以上；另一方面是由于管道本身的工作介質(zhì)溫度較高，熱膨脹量較大。鋼管道受熱后的膨脹量，按下式計算：L=atL式中：L管道膨脹長度（毫米）a管材的線膨脹系數(shù)（毫米/米度）t 管道工作溫度與安裝時溫度之差（）L管道長度（米）鋼管道在安裝中應用最廣，一般可用以下公式計算： L=0.012tL毫米1.2膨脹應力分析如果在受熱膨脹的管道兩端加以限制，不讓管道膨脹，這時在管道內(nèi)部將產(chǎn)生很大的熱膨脹應力，根據(jù)虎克定律，熱膨脹應力可按以下公式進行計算：=E kg/cm2式中：熱膨脹應力；相對壓縮量，=L/L；E鋼材的彈性模數(shù)，隨材質(zhì)品種和工作溫度的不同而變化，常用鋼材的彈性模數(shù)為2106。上式表明，熱膨脹應力的大小與相對壓縮量和彈性模數(shù)成正比，而與管道的長度無關(guān)。上式用L/L代替，用atL代替L，則變?yōu)椋?Eat kg/cm2這表明熱膨脹應力與管道的材質(zhì)、工作溫度和溫差有關(guān)。在這三個因素中，溫度差是最主要的因素。對于常用的鋼管，其線膨脹系數(shù)通常取1210-6 ，彈性模數(shù)常取2106，熱脹應力公式可簡化為： =24t kg/cm2利用上述公式，可以很容易地計算出鋼管道熱膨脹受到限制時產(chǎn)生的熱脹應力。例如有一根3258的無縫管，投入運行后的溫度為150，而安裝時的溫度為25，則：熱膨脹應力=24t=24（150-25）=3000 kg/cm2截面積A=（D/2）2-（d/2）2=3.142（32.5/2）2-（30.9/2）2=79.7cm2 故管道產(chǎn)生的軸向推力為F=A = 3000 79.7 =239100公斤。由此可見，管道受熱膨脹時，能產(chǎn)生極大的軸向推力。因此，熱力管道受熱后產(chǎn)生的膨脹必須得到補償，否則將對管架和構(gòu)筑物造成破壞，危及管道系統(tǒng)的安全運行。2 固定支架的間距管道的熱補償，就是合理地確定固定支架的位置，使管道在一定范圍內(nèi)進行有控制的伸縮，以便通過補償器和管道本身的彎曲部分進行長度補償。固定支架的間距必須滿足以下條件：2.1管道伸長量不能超過補償器的補償能力，因膨脹而產(chǎn)生的軸向推力不能超過固定支架所能承受的限度。2.2不得使管子產(chǎn)生縱向彎曲架空敷設(shè)和地溝敷設(shè)的熱力管道，固定支架的最大間距見下表： 3 常用熱力管道熱補償?shù)男问?.1布置熱力管道的固定支架和補償器時，應首先考慮利用管道的彎曲部分進行自然補償。自然補償大致可分為三種：3.1.1 L形補償：當管道有90轉(zhuǎn)彎時，稱為L形補償，如下圖： 3.1.2 Z形補償：如圖所示: 3.1.3 T形補償：當干管與支管作丁字形連接時，形成了T形補償。如圖：3.2當自然補償無法滿足要求時，熱力管道一般采用方形補償器。方形補償器一般由管子煨制而成，或由沖壓彎頭組對而成。方形補償器的優(yōu)點是；制作簡單、工作可靠，不需要進行專門的維修。其缺點是：占地面積大、水流阻力大。管道采取地溝敷設(shè)時，應把地溝局部加寬；架空敷設(shè)時，應設(shè)置專用的管架。方形補償器主要有以下四種形式: 3.2.1 型：B=2A；3.2.2 型：B=A；3.2.3 型：B=A/2；3.2.4 型：B=0。4 方形補償器的選擇選擇方形補償器前，首先要計算管道的熱膨脹長度（即補償量），根據(jù)熱膨脹長度和管徑，確定補償器的形式，一般選用型、型。方形補償器的補償性能如附表。 5方形補償器的制作 方形補償器必須用優(yōu)質(zhì)流體用無縫管制作。整個補償器可以用一根管子彎制而成，制作尺寸大的補償器也可以用兩根或三根管子焊接而成。 制作方形補償器的技術(shù)條件和具體規(guī)定如下： 5.1公稱直徑不大于150mm的方形補償器，用冷彎法彎制；公稱直徑大于150毫米的則用熱彎法彎制，也可以采用折皺彎頭。 5.2彎頭的彎曲半徑應等于管子公稱直徑的4倍。 5.3方形補償器的4個彎頭的角度必須保持90，并要求處于同一個平面內(nèi)。平面扭曲偏差不應大于3mm/m，且不得大于10mm。垂直長臂的長度偏差應小于10mm，但兩條臂的長度必須一致，水平臂長度偏差應小于20mm。5.4方形補償器的每個焊縫應位于管道直管段，距彎頭由開始點的距離應等于管子外徑，但公稱直徑小于150mm的管子其焊縫距離不小于100mm，公稱直徑大于150mm的管子則不小于200mm。6 方形補償器的安裝6.1制作好的補償器經(jīng)過檢驗合格后才能允許安裝；6.2方形補償器通常成水平安裝，只有在空間上較狹窄不能水平安裝時，才容許垂直安裝。6.2.1水平安裝時，平行臂應與管線坡度及坡向相同，垂直臂應水平。6.2.2方形補償器可以垂直安裝。當向上設(shè)置時應在最高點安裝排氣裝置，兩側(cè)分別安裝疏水裝置；當向下設(shè)置時應在最低點安裝疏水裝置。無論采用何種方式安裝，均應保持整個補償器的各個部分處于同一平面內(nèi)。6.3補償器的預拉伸或預壓縮值必須符合設(shè)計的規(guī)定，允許偏差為10mm。補償器的預拉伸可按下述方式進行：假設(shè)管段的熱膨脹長度為100毫米，則應預留安裝補償器的空位應為補償器總長度加上熱膨脹長度的一半（50毫米）。然后把補償器的兩臂強制向外拉伸50毫米，即恰好與預留空位的尺寸相等，此時即可焊接管口。也可以將未撐開的補償器的一端先與管道焊接固定，此時另一側(cè)則有50毫米間隙，然后再強制拉伸并與管道焊接固定。6.4方形補償器的安裝距離必須在三個活動支架以上，當其安裝在有坡度的管線上時，補償器的兩側(cè)垂直臂應以水平儀測量其安裝水平度；補償器的中間水平臂及與管道段連接的端點允許有坡度。6.5在設(shè)置固定支架時，還必須考慮到支管的安裝位移，一般不得使支管的位移超過50毫米。6.6安裝補償器應當在兩個固定支架之間的管道安裝完畢后進行。6.7當多條管道上的方形補償器配置在同一平面內(nèi)（一個套在另一個的里面）時，這些補償器先不作預拉伸，而是最后再將補償器同管道一起進行拉伸。這樣，可用通常的方法裝配管道，即先用螺栓把法蘭連接或?qū)⒑缚谧鼽c焊定位。但留一個接口不連且保留適當?shù)目障?，此空隙值就等于補償器的規(guī)定拉伸值。拉伸補償器的接口位置通常在施工圖中給出。如果施工圖未給出此值，為了避免補償器傾斜，則不應利用臨近補償器的第一個接口作拉伸，而應以與他臨近的第二個接口留出調(diào)整間隙。6.8補償器的拉伸值和壓縮值須做好記錄，其中包括補償器在拉伸前及拉伸后、壓縮前及壓縮后的長度值。7小 結(jié) 熱力管道是較常見的一類管道安裝，在投入運行時工作介質(zhì)的溫度一般都較高，對整個系統(tǒng)將會產(chǎn)生很大的熱膨脹和軸向推力。為了確保整個系統(tǒng)的安全，應保證系統(tǒng)有足夠的伸縮余量。在施工中一般應充分利用管道的自然膨脹進行補償，當自然補償不能滿足要求時，可優(yōu)先考慮采用方形補償器進行補償。方形補償器安裝時應嚴格按規(guī)范或設(shè)計文件的要求進行，按要求設(shè)置固定支架和對方形補償器進行預拉伸，保證補償器的補償能力能補償熱力管道投入運行后所產(chǎn)生的熱膨脹，從而保證熱力管道的運行質(zhì)量和安全?！緟⒖嘉墨I】1顧順符，潘秉勤管道安裝工程手冊M北京：中國建筑工業(yè)出版社，19872張志賢管道施工M山東：山東科學技術(shù)出版社，19873工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范GB5023597S北京：中國計劃出版社，1998附表