暖通空調工程補償器施工工藝標準

1、暖通空調工程補償器施工工藝標準1 .適用范圍由于熱力管道或制冷管道過長，自然補償無法滿足的情況下需要裝補償器。（一般直管長度超過40m時需要加裝補償器）；2 .補償器樣式一般使用到的補償器有波紋補償器和方形補償器。2.1 波形補償器波形補償器的特點是：結構緊湊，但制造困難，補償能力小（每個波只 能補償510mm）軸向推力大，流體阻力比回折彎式補償器小。圖示35142其缺點是：尺寸大，不能安裝在狹窄部位；流體阻力大，變形時，兩端 的 法蘭和管道會受力至彎曲。在管徑相同時方形比園形制造方便，成本低，撓性大3.1 補償器支架的定位3.1.1 方型補償器固定支架及導向支架的定位見下圖1。方型補償器一般

2、布置在兩固定支架中間，偏離中心不應超過8vm3.1.2 波紋補償器固定支架及導向支架的定位見下圖，波紋補償器一般靠近其中的一個固定支架安裝圖示1 .固定支架2 .導向支架3 .固定支架最大 間距Lg,參考下 表4 .導向支架距外 伸臂距離（約為 40倍管徑）1 .固7E支架2 .波紋補償器3 .第一個導向支架，距補償器4 倍管徑；第二個 導向支架，距第 一個導向支架14 倍管徑4 .固定支架最大 間距Lg ,參考下 表（上圖參考暖通動力施工安裝圖集，第 114-116頁）3.2 補償器的安裝3.2.1 安裝前的準備必須前確保管道的導向支架、固定支架已定位安裝完成，以確保補償器 的 同心不受影響

3、。3.2.2安裝補償器的熱力管道固定支架最大允許跨距Lg表（項補償式公稱通徑（mrm253240506580100125150200250300350400450500方型補償器30354050556065708090100115130130130130波紋補償器30304040505050707080（本表摘自動力管道設計手冊第 489頁表7-22 ）3.2.3 計算兩固定支架間管道的膨脹量計算公式:X=a? L?Tx管道膨脹量其中a 線膨脹系數，的.0126mm/m?L-補償管線（所需補償管道固定支座間的距離）長度 T為溫差（介質溫度-安裝時環(huán)境溫度）3.2.4 補償器進行預壓縮或預拉伸X

4、=AL?（0.5- （t-tmin ） /（tmax-tmin）其中：*預壓縮或預拉伸量，當*>0時預拉伸，當*< 0時預壓縮； L-補償器最大補償量；t -安裝時的環(huán)境溫度；tmin-管道運行時的最低溫度；tmax 管道運行時的最高溫度；預壓縮或預拉伸應根據補償器安裝時的環(huán)境狀況決定預壓縮或預拉伸的量；最大預壓縮或預拉伸量不超過補償器額定補償量的40%。波紋補償器的具體操作為對稱擰地動波紋補償器本身自帶的螺紋導桿上的螺母，使波紋補償器均勻的壓縮或拉伸，達到與壓縮量或拉伸量時檢查補償器的兩片法蘭是否平齊。方型補償器需要配合自制的螺絲桿，進行壓縮或拉伸。3.2.5 小型補償器建議按以

5、下方法安裝1）波紋補償器一類有法蘭的補償器。在已安裝好的管道上用氣焊切去相應長度的管道（長度應該等于壓縮后補償器長度加兩片法蘭的厚度，注意管道法蘭需要內外兩面焊），然后將補償器嵌入管道法蘭之間，擰緊螺母。2）方型補償器一類沒有法蘭的補償器。在已安裝好的管道上用氣焊切去相應長度的管道（長度應該等于壓縮后補償器長度加兩道相應厚度水管焊縫的距離），然后將補償器嵌入管道之間，然后點焊定位，最后完成焊接。3.2.6 后續(xù)工作連接可靠后，松開波紋補償器的導向桿上螺母或螺絲桿，使波紋補償器能有足夠的伸縮空間。3.3 注意事項1）在兩個固定支架之間只能布置一個軸向型波紋補償器。2）補償器在安裝前應先檢查其型號

6、、規(guī)格及管道配置情況，必須符合設計要求，清除波紋間異物，防止機械損傷。3）波紋管安裝好后要松開波紋管預壓縮裝置的螺母，使其處于自然壓縮狀04）安裝前必須了解該種型號產品是否有安裝方向要求。同時嚴禁用波紋 補 償器變形的方法來調整管道的安裝偏差，以免影響補償器的正常功能、降 低使 用壽命及增加管系、設備、支承構件的載荷。安裝過程中，不允許焊渣 飛濺到 波殼表面，不允許波殼受到其它機械損傷。5）補償器所有活動元件不得被外部構件卡死或限制其活動范圍，應保證 各 活動部位的正常動作。6）裝有補償器的管系，在固定支架、導向支架、滑動支架等施工圖設計要求安裝完畢之前，不得進行系統(tǒng)試壓。7）水壓試驗結束后，

7、應可能盡快排出波殼中的積水，并迅速將波殼內表面吹干。8）與補償器波紋管接觸的保溫材料應不含氯。9）安裝方型補償器的時候要考慮補裝排氣閥或泄水閥。3.4附：空調水系統(tǒng)立管固定支座受力計算與波紋補償器選擇3.4.1 豎向水管固定支架垂直推力的組成1）管道自身的重量和保溫材料的重量 f gf g L g q b（1）q式中L 計算管道的長度，mqg、q 管道及保溫材料單位長度重力，N/ni2）活動支架與管道之間因溫度變化而伸縮所產生的摩擦力由于摩擦力與正壓力成正比，而垂直安裝的管道不會像水平管道那樣對 活動支架產生那么大的正壓力，一般認為可以忽略不計3）補償器的彈性力f d由于補償器的形式不同，其產

8、生的變形反力也不一樣。大致有以下幾 種：采用方型補償器或L型、Z型自然補償器時，可按其形狀、管徑等因 算在X、Y軸方向上產生的彈力；采用套管式補償器時，需考慮套管內部摩擦力產生的推力ftm o采用不銹鋼波紋管補償器時，需考慮波紋管因變形產生的彈力（或拉力）f dfd KX式中 K x 補償器總體的軸向剛度，N/mm補償器的軸向變形量，mm由于不銹鋼波紋管補償器具有占用空間小、不易泄漏、補償量大、應用 范 圍廣的優(yōu)點，本文以這種形式的補償器來進行分析和舉例。補償器在使用中會被壓縮或拉伸，產生的彈性反力有時向上，也有時向 下。為保證固定支架的計算受力是最大力，可將此力方向按與重力方向一致考慮，故在

9、下述推力計算中均按向下方向計算。4）管內水壓力產生的推力fn管內水壓力的作用，會在垂直于管道內壁面上產生壓力。在豎向管道 中，這個壓力在水平方向上的合力為零；而在垂直方向上，根據管徑的不同 變化會產生向上或向下的推力。如圖1所示，這段管段為上細（流通斷面積為 A）下粗（流通斷面積為A ）,變徑處的管內水壓力為 p ,它在垂直方向上的 分壓力為pny pn Sin a。那么它產生的向上托力為：/fl = - J "*，* sina ' Pn *1stnad/ 二一 n , sin2M *（3）Ph2 - h2）圖1 水壓力產生的推力因為 Ri 11 sin a , R 122s

10、in a ,22那么 fn p n R2 Ri p n Ai A2(4)反之，當管段為上粗、下細時，產生的推力是向下的。如果豎向管段的 上端封住，而下端設有波紋補償器且管徑不變時，固定支架會承受一個向上 的托力。相當于公式中 Ai 0時，f n pnA2 0這里pn為該管段頂端之內壓。反之，當該管段下端封住或轉彎、而上端設有波紋補償器時，fn pn A ,產生一個向下的推力，且pn為管段下端的水內壓。在一個運行的空調水系統(tǒng)中，嚴格地講，管內的水壓力會隨著每一處的 位置不同及流量的不斷變化而變化的。為了簡化計算，本文將其分成兩種工 況來考慮：一種是當系統(tǒng)水泵不運行的靜態(tài)工況；另一種是只考慮系統(tǒng)滿

11、負 荷運行，水在流動狀態(tài)下的動態(tài)工況。由于水泵揚程的作用，在管內同一位 置上流動狀態(tài)下的水內壓力一般要比靜止狀態(tài)下的水靜壓力大。因此在斷面 有變化的計算管段中，當水內壓作用力向上時，推力應按靜態(tài)計算；當水內 壓作用力向下時，推力應按動態(tài)計算。需要說明的是，這種管內水壓力作用的計算方法在計算管內各個不同高度定支上的水壓力時，已經考慮了重力影響的因素，不必再考慮管內水重量對固 架的作用力。5）其它力水在管內流動還會產生其它的力。如流動的水與管壁間的摩擦力；流過 彎 頭時產生的離心力等。由于計算較繁瑣，且對固定支架受力的影響較小， 一般 可予忽略。3.4.2計算公式表1中的示意圖是設計中常見的固定支

12、架的布置型式，并相應列出了固定支架的受力計算公式。表1常用固定支架受力計算公式序 號示意圖計算公式1軋%外【一4:用1 一77F y L iq i L 2 q 2 p no Ai p n 1AiA 2d（上端部閥門關閉）2由1yG 1 4I 一rQz7bF y L 1 q 1 L2 q 2 p nA1 A2f d 2 07 f d1（式中，當f f 時，補償器的彈性力應為 d1d 2f d107f d2 ）3壇（ %黑2也F y L i q i L 2 q2Ai A2 p n2 A2 f dipn 1F XL 3 q2 L 3p n2 A 2 f d2A 2 g44 1勺: % %RLiq 1

13、 L 2c2pn 1 Ai Apn2 A2fd fFxf X5匹¥一1RLiqiL?q?p10Api1AiA2pn2A2fyLjq 1L2C2Lig AiL 2 gA2f yFxfx（上端部閥門關閉）% % %4 *34 S注：式中Fy為固定支架承受的垂直推力，N；yFx為固定支架承受的水平推力，N;fd為波紋補償器的彈性力，N;f y為自然補償管段在垂直方向上的彈性力，N;f x為自然補償管段在水平方向上的彈性力，N;q為計算管段單位管長重力（包括管段自重及保溫層等重力），N/m； A為管段內截面面積，m2 ;g為水的密度與重力加速度的乘積，10 4 N / m3 .為管段與活動支

14、架間的摩擦系數；pn為管內水壓力，N / m2。在序號5中的Fy受力計算中，由于管道內水的壓力作用產生的推力為/n =-。湎At *- Ap + 力畸A?=一 Pr）A + L*閣）（A - A2）+ a用 + ir 用）Aw二律（LiA * G%）（5）計算的值等于管內水的重量?？梢姡斬Q向管道上沒有波紋補償器時，可以僅計算全部管材、保溫層、管內水的重力及自然補償管段在豎直方向上 的彈 性力的和，使計算簡單、明了。這時，支架所受的推力不受管內水壓力 的影響， 使計算所得的推力較小。利用這一特性，在設計豎向管道時，只要 管道的熱伸縮位移控制量允許，應盡量不采用波紋或套筒式補償器，以獲得較小的支

15、架推力。表2 管內各管徑變化處的壓力值MPa循環(huán)泉停止時循環(huán)泉開啟時Pn00.030.22P n10.230.42Pn20.480.67Pn30.730.92Pn41.131.32Pn51.431.62在序號4, 5中，固定支架還受到了一個水平方向的推力，這是由于自然 補償管段所產生的在序號2中，上下各有一個波紋補償器，它們的推力方向相反，會相互抵消 一部分。但由于補償器型號、安裝情況不盡相同，為了安全起見，通常 只考慮抵 消0.7倍的較小補償器的彈性力。3.4.3 金屬波紋補償器的選用在選用金屬波紋補償器時，除了應注意其型式、壓力、材質、工作溫度 等各種因素外，還有一個很重要的性能一一疲勞壽

16、命必須充分予以重視。一 些廠家的資料顯示，很多產品的額定補償量是按其許用疲勞壽命n=1000次進 行計算的。適當減小實際補償量，可以大大延長其使用壽命。如果實際補償 量為額定補償量的74%則壽命次數可為標準次數的34倍；當為70%以下 時，可達到45倍。所以在選用金屬波紋補償器時，應適當增大它的額定補 償量。波紋補償器在安裝前一般應按照要求進行預拉伸或預壓縮。預變形量可按下式計算：式中；x為預拉伸預壓縮量，mm x >0表小頂拉，x <0表示預壓縮；L 為實際最大軸向補償量，mmt為安裝時的環(huán)境溫度，C；tmax為管道使用時的最高溫度，c；tmin為管道使用時的最低溫度，C。若補償

17、器經過正確的預拉伸（或預壓縮）后進行安裝，它便能在正常的長度范圍內工作，波紋器所受的應力較小、變形較少，彈性力也小。這時在計算彈性力公式中的可以取實際最大軸向補償量的一半，即L /2。若補償器未進行正確的預拉伸（或預壓縮），會產生較大的軸向變形。這樣不 但會增加固定支座的推力，而且會影響它的使用壽命。當然，若選用的補償器的補償量是實際最大伸縮量的數倍時，往往也會采用不預拉伸的方法進行安裝，為保證固定支座受力計算的安全性。3.4.4 計算舉例下圖為兩管制水系統(tǒng)中的一根供水立管。夏季最低水溫為7 C,冬季最 高水溫為65 £ 口使用忖的最大溫差t =58 C。立管上設置了 2個波紋補償

18、器。補償器離固定支架的距離均為25 m。其單側膨脹量：L a tL =17.4這時的應等于L。其中，為管材的溫度膨脹系數，0.012mm/(m。,當為雙惻肛L =34.8 mm補償器要求的額定補償量34 8mm 49 7 mm按產品樣本，273?0 7mmt道上的補償器可選用8個波紋。其參數為：工作壓力1.0 MPa ;額定軸向補償量 z 56 2mm ;剛度KX 249N / mm。0 619查產品樣本可知，該補償器的許用疲勞壽命達5000次以當采用預拉伸安裝時，它的實際彈性力為L z /dtM 4 333 N同樣，325? mm管道上的補償器亦選用8個波紋；參數從略。該系統(tǒng)的循環(huán)水泵揚程為

19、32 m。冷水機組和機房內管道的水阻力損失共為 13 m。這樣，機房出口處供水管內的動態(tài)水壓力比靜態(tài)水壓力提高約 0.19 MPa。 表2為管徑變化處的壓力值。在下面的計算中，忽略了摩擦阻力和局部阻力對管 內水壓的影響。這樣，管內計算的壓力比實際壓力會大一些。這一方面是為了簡化計算，另一方面計算的支架推力也比實際推力大，這可作為安全系數來考慮。固定支架甲受力：固定支架乙受力：+7/*, = 17 （N3 Nj固定支架內受力：E 二 * g/? * A* - A。其中f y為自然補償管段尚加分飾上的彈聽7濘算從略）。在甲、乙固定支架的受力計算中，管道變徑處的內壓pn均取用了靜態(tài)時的水壓力，這樣求

20、得的支架受力是一個最大值。如取用動態(tài)時的管內壓力， Fy會小一些。內固定支架受力計算取動態(tài)的管內水壓力是為了得到最大F y值。從計算可知，內支架所受的力達100多kN,這時要求結構設計必須采取相 應加固措施。如果在同一管井內有多根這樣的豎向管道，應將固定支架錯 層設 置，以避免設置層受力集中，使結構設計更加合理。（八）膨脹節(jié)分類1 .適用范圍膨脹節(jié)主要適用于不承受非軸向形變熱水管道、蒸汽管道。根據膨脹節(jié)的補償位移分為軸向型、錢鏈型、萬向型，此外單式和復式的主要區(qū)別在于波紋 補償的個數。2 .規(guī)格表根據GBT 12777-2008金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術條件名稱代號結構組成特點單式軸向型膨脹節(jié)DZ由一個波紋管和結構件 組成主要用于吸收軸向位移而 不能承受波紋管壓力力 的膨脹節(jié)單式較鏈型膨脹節(jié)DJ由一個波紋管及銷軸、 較鏈板和立板等結構件 組成只能吸收一個平囿內的角 位移并能承受波紋管壓力 推力的膨脹節(jié)單式萬向鐵鏈型膨 脹節(jié)DW由一個波紋管及銷軸、 錢鏈板、力向環(huán)和立板 等結構件組成能吸收上T囿內的角位 移并能承受波紋管壓力推 力的膨脹節(jié)復式自由型膨脹節(jié)FZ由中間管所連接的兩個 波紋管及結構件組成主要用于吸收軸向與橫向 組合位移而/、能承受波紋 管壓力推力的膨脹節(jié)復式拉桿式膨脹節(jié)FL由中間管所連接的兩個 波紋管及拉桿、端板和 球面與錐面墊圈等結構 件組成能吸收平囿內的橫