文档介绍：油气储运年第期管道补偿器的选择和计算方法黄泽淦福州第二化工厂设计院提要本文着重介绍化工管道中补偿器型式的选择及各种补偿器的设计计算方法在石油化工管道的设计中,补偿器的设计也是重要的一个方面,因为管道中的介质温度甚至可高达℃,温差的存在使管道产生热胀冷缩现象,并同时产生热应力,为了使管道在操作过程中温差产生的热应力低于管道使用的应力,需在管道的设计中考虑设置补偿器。目前由于忽视温差应力的影响,使化工管道、支座甚至与管道相连的化工容器被损坏而影响正常生产的情况时有发生。要消减这种温差应力的影响,合理选择和设计补偿器是很重要的。一、管道热伸长量和热应力的计算化工管道安装后,由于存在于管道内的热介质的加热作用会引起管道的热伸长。这个热伸长量又是管道热补偿器的设计依据之一。在操作温度下管道的热膨胀量可用下式计算刁二口一式中刀管道的热膨胀量,毫米,一管材热膨胀系数见表,毫米米·℃,一管道两固定支座间的距离,米,一输送介质的工作温度,℃,管道安装时的空气温度,℃。对常用碳素钢管材的化工管道。毫米米·℃其热膨胀量可用图的计算图求得。如果不设法使管道有自由伸缩之可能,则管道热膨胀产生的热伸长将使管子承受很大的热应力,并同时对管道两端固定支架产生很大的推力。管子所承受的压缩应力可用下式计算。刁第期管道补偿器的选择和计算方法管道材料的线膨胀系数值表’飞。、米米二科‘份碳素钢。。。萦铜—洲翔四铬钢。。。。铸铁介,镍铬合金。玻璃硬聚氛乙烯管铝。一。式中管子承受的压缩应力,公斤厘米,对碳素钢管二二二公斤厘米吕,对硬聚***乙烯管。二二名,。公斤厘米图谈素钢管道热膨胀量计算一管道材料的弹性模数见表。管道材料的弹性模数值表若管道管壁截面积为月,则其热伸长所受的压力为公斤厘米勺·二。,二只碳,,。火已石‘小甲竹种钠只此力作用在管道两端的管架上或作用在与管铸铁拭毛日。道相连接的容器设备上作用力的大小在设铸钢又备设计中应加以考虑〔‘〕。铝,硬铝将式的刀值代入式,则可冷拔黄铜乙。得低压聚烯飞二一一、从上式可知,即被固定管道各段中的应力仅与管材的特性温度变化有关,而与管道的长度无关。由式知,对碳素钢管道最大许可温度变化是,‘‘口〔〕二,‘一‘一。℃。—。一因此,从理论上说当钢管受列℃以上的温度时,就要考虑热膨胀的补偿问题。二、补偿器的选择和设计这里将介绍化工管道设计中,常采用的各类补偿器的选择和设计计算方法。油气储运年,套管补偿器根据结构的不同,套管式补偿器分为单向套管补偿器图和双向套管补偿器图两种。厂白尸门一羊兰继一斗一」一弋羊尹巨二卜二一图双向套管补偿器其构造是活动套管插入壳体内,为使图单向套管补偿器活动套管和壳体之间的密封,用浸油石棉或一活动套管一填料压盖一填料圈石棉铅丝盘根作填料,用填料盖和管法兰间一壳体的螺栓来调整压紧力,保证封口的紧密性。这种补偿器的活动套管可沿管道的轴向伸缩移动,使管道的热膨胀量得到补偿。其优点是结构紧凑、占地面积小,对管道的补偿能力大,一般可达毫米,对管内流动的介质产生之阻力比弯管式补偿器为小。其缺点是补偿器在轴向产生的推力大,填料需经常更换和检修,否则容易出现泄漏现象,对管道支座的设计和安装都有较高的要求,若管道移动中有横向位移或滑动接触处锈蚀、结垢等都可能使补偿器失效。对钢制无缝钢管管道,这种补偿器的使用承压能力可达公斤力厘米。当管道内介质压力较大时,填料密封容易产生泄漏。因此,这类补偿器主要是用在安装方型补偿器的空间不够的地方。为了得封较大的补偿值,同时将补偿器集中在同一检查井里以便于检查,常常采用双向套管补偿器。这时要将补偿器设计成固定端,见图,而两头的活动管要支承在管道活动座上。图双向套管补偿器的安装一固定支座一活动支座一双向套管补偿器例有一直径为。。的碳钢管道,在间距为米的两固定支座中安放一单向套管补偿器。如果管内介质温度为℃,试求该管道的热膨胀量℃。解已知米,二℃,℃,刀一一℃用图的碳素钢管道热膨胀量计算图求算连刁线上才℃和丈线上米二点,交刀线于一点,即可读得管道的热膨胀量为刀毫米自然补偿器产自然补偿器的工作原理是利用刚性较小的回折管的挠性变形来补偿两端直管部分的热伸长量。常见的自然补偿器有型直角弯补偿器,见图,型自然补偿器,见图,型补偿器,见图型补偿器,见图。在通常情况下,自然补偿器应当用无缝钢管制成。焊接管在反复受变动载荷作用下容易开裂,因此,焊接管的补偿器仅能用于低压小于公斤力厘米的化工管道上。第期管道补偿器的选择和计算方法在化工管道补偿器设计中,应首先考虑使用自然补偿器。因为它加工简单,只要在适当的位置上添加支座即能达到对管道起补偿的作用。但应提醒的是,正是由于补偿器要求添加轴向活动支座,它又妨碍着管道作横向位移,若支座配置不当会使管道的应力增大。因此,采用自然补偿器补偿热伸长时,其各臂的长度不宜采用过大的数值,而其自