| 注填式套筒補償器 |
| 發表時間：2018-08-22 |
注填式補償器是熱流體管道的一種新型熱補償裝置，適用于熱水、蒸汽、優等介質，分為注填式套筒補償器和注填式球型補償器。注填式套筒補償器是通過內套管相對外套管的滑移釋放管道的熱應力；注填式球型補償器是以球頭相對于外殼體的轉動吸收管道的變形。
針對通常套管式補償器易泄漏、需停產維修等弊病，我廠研究“注射充填密封劑”技術，對其進行常新，命名為“注填式補償器”。
注填式套筒補償器保留并發展了通常套管式（亦稱填料式）熱補償器的安裝場地小、補償量大等固有特點，以先進的注填密封技術和新穎的結構技術，實現長期可靠密封盒不停止管路的運行即可維護，消除了通常套管式熱補償器的密封不可靠、易泄漏、需停產維修等缺點。
注填式補償器，1987年投入市場使用，至今已經受了近20年的使用考驗。實踐證明：產品可靠性高，壽命長，少維修，維護工藝簡單。
本公司生產的注填式補償器，是總結過去多年設計使用經驗的技術改進型，再技術方面進行了新開發，以達到與管道同壽命，并擴大了使用范圍。該產品進行20000次的往復運動壽命試驗，每1000次做一次水壓試驗，其承壓能力與實驗前的承壓能力完全一致。
我公司生產的注填式補償器分為兩大類“一是注填式套筒補償器。此種補償器按是否對管道產生拉緊力，即對作用于管道拐彎或盲端處的固定支架上的流體靜壓產生推力是否進行抵消，分為普通型注填式套筒補償器和平衡性注填式套筒補償器，另外對于地下鋪設熱水管網，開發了直埋型注射式套筒補償器，不需設置產品檢修井。另一類是注填式球型補償器。
二、注填式套筒補償器
（一）、產品品種和結構
1、普通型注填式套筒補償器
普通型注填式套筒補償器分為兩種補償形式，圖1為單向補償式，圖2為雙向補償式。
圖1 單向補償注填式套筒補償器
圖2 雙向補償注填式套筒補償器
普通型注填式套筒補償器，由外套、內套、密封體、導向體和注料咀等構成。結構特點是：
（1）通過內套相對外套的滑移運動，對管道的受熱伸長和受冷縮短進行補償。
（2）將特種密封劑通過外部的注料咀注射填入到密封體內，實現內套和外套之間的相對滑動密封，防止管道內的流體泄露；
（3）依靠特種密封劑的優異性能和外部注入式結構，可在管道正常運行狀態下補充注入特種密封劑，實現不停產維修，延長連續運行時間；
（4）依靠兩端的導向體，保持內套相對外套的同心，承受管道的側向力，防止鋼件之間出現擦傷，是管道運行狀態下的密封更可靠、耐久；
（5）內套與外套之間采取牢固的防脫出設計，已經受了管道意外事故的考驗，如固定支座開焊、超壓超溫運行等；
（6）內套表面經過特殊處理。可防止生銹且表面光潔度好，摩擦系數小，硬度大，耐磨，有效地提高使用壽命。
（7）連接方式采用焊接形式（亦可按客戶要求制成法蘭式）。
2、平衡型注填式套筒補償器
平衡型注填式套筒補償器再工作中管道內流體靜壓力，對與之相連的兩側管道產生拉緊力。其拉力值基本等于流體靜壓力乘以管道流通橫截面積。這樣，對作用于管道拐彎或盲端處的固定支架上的流體靜壓產生的推力進行抵消，從而使作用于該處固定支架上的推力大幅度降低，消除了普通型補償器這方面的不足。簡化了固定支架的設計與施工，大幅度地降低其工程造價，尤其對高壓、高架空、結構空間又受到限制的場合最有益。這種補償結構使管道處于受拉狀態，提高了管道運行的穩定性。
結構類型以擋板一旁通式平衡型注填式套筒補償器為主，見圖3。
結構特點是：外套串聯兩個密封體，內套后端加擋板，流體經內套的孔道引到兩密封箱間隔腔，再經外套間隔腔處孔道，引回到后部加擋板的主管道，這種補償器重量大、安裝尺寸長。
圖3 擋板旁通式平衡型注填式套筒補償器
3、直埋型注填式套筒補償器
此種補償器比普通型注填式套筒補償器增加了內套表面防護結構，見圖4
圖4 直埋型單向注填式套筒補償器
結構特點：在普通型注填式套筒補償器的基礎上，增加了防護套、密封環及密封盤根，阻止污水和泥砂進入到內套的工作表面，防止有害介質對補償器工作表面的腐蝕，保證工作表面的光潔度，減小摩擦力，同時密封環還起到導向作用，有效地提高了補償器的工作可靠性和使用壽命。
（二）技術特點
注填式套筒補償器的主要特點如下：
1、密封技術先進，特種密封劑由外部注射填進去，實現可靠密封和不停產維護；
（1）可在管道正常運行狀態下，多次補充注入特種密封劑，排除泄露，保障管道安全可靠地長期運行；
（2）注填式工藝簡單、方便、易于現場施工。
（3）特種密封劑性能優異，充填致密，回彈性能保持穩定、持久，一次充填可維持無泄露運行間隔5年以上；
（4）自潤滑性能好，摩擦系數小（0.04～0.10）；
（5）不同密封劑可滿足廣泛流體需要，適應溫度-50℃～+650℃，壓力由真空到20MPa以上；
（6）密封劑無毒，無腐蝕性；
（7）密封壓力可按要求設計和控制，達到最佳工作狀態。
2、采用自潤滑導向體結構：
（1）保持相對移動的密封表面同心，防止偏斜，達到最小工作間隙，提高密封可靠性，延長密封壽命；
（2）防止滑動套管表面擦傷，提高密封可靠性。
3、結構簡單，采用焊接式不可拆整體結構；
（1）減小外徑尺寸，減輕了重量；
（2）補償器與管道之間采用焊接連接，占用空間小，安裝方便。
4、結構緊湊，占地面積小。
5、安裝方便，可按用戶要求調整好預補償量。
6、與通常套管式和波紋管式補償器相比，作用于管道上的推力小。
7、熱補償量可按要求進行設計。單向補償型產品，熱補償量實際使用可達500mm以上，雙向補償型產品，熱補償量實際使用可達到1000mm以上。
8、使用壽命長，疲勞壽命與管道相當：表面特殊處理的產品。在鹽水、鹽溶液等環境下耐腐蝕性好，比1Cr18Ni9Ti不銹鋼高50～100倍。
（三）規格與標記
1、產品規格
（1）普通型注填式套筒補償器
單向補償式補償器，產品規格見表1，表中符號含義見圖1。
雙向補償式補償器，產品規格見表2，表中符號含義見圖2。
（2）平衡型注填式套筒補償器
擋板-旁通式平衡注填式套筒補償器，本樣本暫未給出產品規格表。
（3）直埋型注填式套筒補償器
熱水管道用直埋型補償器，產品規格見表3，表中符號含義見圖4。
2、產品標記
產品標記含義如下：
（1）普通型注填式套筒補償器，產品標記舉例如下：
例1：公稱直徑DN=600mm，公稱壓力=1.6MPa，最高工作溫度350℃，補償量300mm的單向型產品，標記為：
ZP600-1.6/350-300
例2：公稱直徑DN=200mm，公稱壓力=1.6MPa，最高工作溫度300℃，補償量400mm×2的雙向型產品，標記為：
ZP600-1.6/300-400×2
（2）平衡型注填式套筒補償器，舉例如下：
例：公稱直徑DN=600mm，公稱壓力=1.6MPa，最高工作溫度300℃，補償量500mm的旁通式平衡型注填式套筒補償器，標記為：
ZP600-1.6/300-500
（3）直埋型注填式套筒補償器，舉例如下：
例：公稱直徑DN=900mm，公稱壓力=1.6MPa，最高工作溫度150℃，補償量300mm的直埋型注填式套筒補償器，標記為：
ZP900-1.6/150-300
（四）產品安裝
（1）運輸和安裝中應注意保護注料咀，嚴防碰撞，嚴禁用做吊耳；
（2）單向補償器，管道的固定支座要盡可能靠近產品的外套；
（3）雙向補償器，在外套中央放置固定支座，兩邊的補償距離要相同；
（4）平衡性補償器，產品可以安裝在所補償管段中間，產品外殼處設置滑動支座；
（5）熱水管道用直埋型補償器，可不設置檢修井，再管道壓力試驗和初運行無泄漏后，即可回填土；
（6）安裝前，應檢查注料口螺栓，如有松動，予以擰緊，擰緊力矩為300～500M·m。檢查內套伸出長度，通常，產品出廠時已留了50mm的收縮量。
（7）安裝前，必須根據補償器的摩擦力校核固定支架的推力，摩擦力值見合格證。
（8）當公稱直徑小于350mm時，可不設滑動支座，外套管應固定在固定支架附近，補償器與支架的距離應不大于4倍的管道直徑；當公稱直徑大于等于400mm時，應在補償器外套管下面加相應規格的滑動支架。
（9）產品要沿著管道中心線安裝，內套管軸線與外套管軸線的不同軸度不大于1%，以防止運行時摩擦力過大甚至發生卡死現象。安裝方法是在管道連接好后，根據補償器的長度截掉同長度管段，將補償器與兩端管道焊接在一起，以保證補償器內套與外套的同軸度。
（10）要防止外來物體碰撞內套表面，安裝焊接時不允許飛濺物落在內套表面上。
（11）安裝時，介質流向應與箭頭方向一致。
（12）安裝好后，按管道保溫要求，對補償器進行保溫處理。
三、注填式球型補償器
注填式球型補償器是在普通球型補償器的基礎上，采用先進的注入式技術和性能優異的特種密封劑，經過精心設計和試驗而研制成功的新型補償裝置。
注填式球形補償器是以球頭相對于外殼體的轉動吸收管道的變形，其球頭可以再空間任意方向轉動，因此，球型補償器又被稱為“管道的萬向接頭”。而且還適用于其他復雜的管網，解決了因地基下沉或地震等原因引起的管道變形。所以，該產品在電力、供暖、石化等部門具有廣闊的應用前景。
（一）結構
注填式球型補償器的結構見圖5，它主要由球頭、外殼體、后座、球面軸瓦、密封環和注料咀等組成。
密封劑從主料咀注入，在球頭和外殼體之間形成有密封環及特種密封劑組成的密封腔，實現對管道內介質的密封。同時，它又和球瓦一起承受管道內介質的壓力所產生的拉力。工作時，管道由于溫度變化所產生的伸縮力作用在球頭（或外殼體）上，使球頭和外殼體產生相對轉動，通過一對球補的相互折曲運動完成對管道的熱補償，吸收管道的熱應力。
（二）性能特點
注填式球型補償器具有普通球型補償器能力大、無內壓產生的軸向推力以及結構緊湊，占用空間小等優點外，與普通球補相比，又具有如下特點：
1、采用注入式結構，利用專用的注射槍將密封劑從外部注入，在外殼體和球頭的球面間形成一個高壓密封腔，不但可以達到可靠密封，又可實現不停產維護。可在管道運行時，補充密封劑，排出泄露，保證管道長期安全運行。注填工藝簡單方便，易于現場實施，并可遠距離注入，特別適用于不便維修和難以接近的地下管道。
2、自行研制的性能優異的特種密封劑性能優異、回彈性好、耐老化，一次注入可無泄漏工作5年以上。密封劑性能好，摩擦系數低，耐腐蝕，適用于廣泛流體。
3、取消了普通球補的壓緊法蘭及其連接螺栓，采用焊接型整體外殼，不但減輕了重量，又提高了產品可靠性。
4、采用自潤滑球面軸瓦和注填型密封腔代替原密封環，既克服了普通球補裝配和調整上的困難，又保證了密封的可靠性。
5、與管道采用焊接連接，節省了連接法蘭，減少了管道的泄漏點。
（三）規格與標記
注填式球型補償器產品代號為“ZQB”
產品標記如下
（四）主要技術指標
最高工作溫度：350℃
最大工作壓力：2.5MPa
最大折曲角：±15°
適用介質：熱水、蒸汽、熱油等。