波紋補償器的補償能(néng)力源於波紋管的彈性變形,有拉伸、壓縮、彎曲及它們的組合變形。補償能力的大小,由設計(jì)者根(gēn)據(jù)需要確定規定的額定補償(cháng)量,即(jí)表示在一定條件下具有的最大補償能(néng)力。熱(rè)力管網兩(liǎng)固定點之間(jiān)的最大長度是由管道失穩條件決定的,它與管徑(jìng)的大小及補償器的補償能力有關,一(yī)條管線無(wú)論如何複雜(zá)都可以通(tōng)過設置固(gù)定支座將其分割成若幹形狀相對簡單的獨立管段,如直管段,L形管(guǎn)段,Z形管段等。波紋管補(bǔ)償(cháng)器的(de)計算應從以下幾方麵著手。
(1)熱(rè)力管道的熱伸長(zhǎng)量通常按下式計(jì)算(suàn):
;x=(t1-t2)L
其中管道的熱伸長(zhǎng)量,mm;
鋼管的線膨脹(zhàng)係(xì)數,mm/(m ℃),
t1管內(nèi)介質溫度,℃,管內介質指蒸汽(qì)、熱水、過(guò)熱水等;
t2 管道安裝時的溫(wēn)度,℃,
L 管道計算長度,m。
計算管道熱伸(shēn)長量(liàng),是(shì)為了確定補(bǔ)償器(qì)的所需補償量,或驗算管(guǎn)道因熱伸長而產生的壓縮應力,所以對於管道的熱伸長量應計算其最大值,即取冷態安裝條件的最低(dī)溫度和熱態運行條件的最高溫度之(zhī)間的最大溫(wēn)差。由於管網安裝的(de)氣候條件差異(yì)很大,因此t2不應有統(tǒng)一的取值,應根據當時的氣候條件和施工環境,確定適當的管道安裝溫(wēn)度。
(2)安裝軸向型(xíng)補償器的管道(dào)軸(zhóu)向推力F,按下式(shì)計算:
Fx=Fp+Fm+Fs N
式中: F內壓(yā)力產生的推力, N
FS波紋(wén)管補償的彈性反(fǎn)力 N
Fm管道(dào)活動支架的摩擦力 N
計算固定(dìng)支架推力時,應按管道的具體敷設方式,參考上述公式按支架兩側管道推力的合力(lì)計(jì)算。
(3)管道應力驗算
補償器(qì)在內壓作用下(xià)的失穩包括兩種情況,即平麵失穩和軸向柱狀失穩。
A、 平麵失(shī)穩 表現為(wéi)一(yī)個或幾個波紋的平麵相(xiàng)對於波紋管軸(zhóu)線(xiàn)發生轉動而傾斜(xié),但其波(bō)平麵(miàn)的圓心基本在波紋管的軸線上。這是由(yóu)於內(nèi)壓產生的子午向彎曲應力(lì)和周向薄(báo)膜應力的合力超過材料(liào)屈服強度,局部出現塑性變形所致。
B、 柱失穩 波紋管的波紋連續地橫向偏移,使波紋管偏移後的(de)實際軸線成弧(hú)形或S形(在多波情況下呈S形)。這種情況多數是因為波紋數太(tài)多(duō),波紋管有效長度L跟內(nèi)徑d之比(bǐ)(L/d)太大造成的。為避(bì)免失穩情況發生(shēng),對管道應進行應力驗算。
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