浅谈内压波纹补偿器的设计要求和组成-泊头市永鹏管道

　　我们知道轴向内压波纹补偿器在设计时要满足两方面要求，作为柔性元件能补偿热胀冷缩位移，同时作为承压元件应具有足够强度承受系统的内压（或外压）。目前波纹补偿器设计方法可以分为解析法、工程近似法和数值模拟法3种。

　　解析法以薄壳理论为基础，建立波纹管的微分方程，求解应力和位移的解析解，其过程非常繁杂，实际设计中难以采用。

　　为了设计计算简便，工程近似法将波纹管简化为两端固支的直梁或曲梁模型，采用材料力学公式进行计算。考虑到梁模型与实际情况之间的误差，现行标准中采用对梁模型计算结果进行实验数据的修正方法，这种工程近似法具有很强的准确性，但因为是经验公式，有的应力计算结果偏于保守，同时由于实验数据有限，公式的适用性也受到了限制。

　　近年来计算机硬件技术飞速发展，为数值模拟方法在工程中应用创造了硬件条件，三维有限元软件广泛应用又为数值模拟计算提供了强有力的工具。为了克服上述工程近似法的局限性，数值模拟方法在波纹管强度校核、疲劳寿命分析和刚度计算中的应用，使波纹补偿器的设计比较准确。

　　轴向内压波纹补偿器外形的组成是由中间的一个波纹管和两端的接管焊接而成，内压金属补偿器中间的波纹管是露在外面可以看得到的，这个时候客户可以选择两端的接管直接焊接到管道或者设备上使用或者选择两头安装法兰，用法兰固定在管道或者设备上使用，可以根据工况选择也可以客户的随意选择，当然加上法兰成本相对要高一些。波纹管波纹的数量和波纹的总高度可以根据客户提供的补偿量和管道之间的具体做出设计选择。内压波纹补偿器是比较通用也比较普遍的补偿元件了，所以一直被广泛使用。

 

　　轴向内压波纹补偿器是利用弹性元件波纹管的伸缩变形来吸收管线、导管或容器由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置，可对轴向，横向，和角向位移的的吸收，用于在管道、设备及系统的加热位移、机械位移吸收振动等。

　　轴向内压波纹补偿器为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力，而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。由于它作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件，性能良好、结构紧凑等优点，已应用在化工、冶金、核能等部门。

　　供热管道使用波纹补偿器一般有两种：内压式波纹补偿器两端是法兰，中间是波体部分，设计的特点是介质在补偿器内部波纹流动，外压式波纹补偿器则两端是法兰，内部是波体部分，还要有外套进行保护，而外压式波纹补偿器的波纹管的口径会与管道的口径大一号，例如，管道公称通径是DN300，设计的波纹管口径则是DN350。设计的特点是介质在补偿器的波纹外流动，内压波纹补偿器根据压缩波纹吸收管道热膨胀，而外压波纹补偿器根据拉伸波纹来吸收管道热膨胀。

　　根据规范轴向内压波纹补偿器在安装前需要根据环境温度需要预拉伸，则外压式波纹补偿器在安装前需要根据环境温度需要预压缩。在补偿器出厂前已进行预拉伸或压缩，或者留出较大余量，不要求施工单位现场操作，具体可参照厂家要求。使用前搞清楚是内压还是外压型，二者是有本质区别，使用不一样。轴向内压波纹补偿器可直接观察波纹情况；而外压波纹补偿器是不能割的，等于是把工作钢管开口，会造成介质泄漏。