不锈钢管道补偿器安装主要有自然补偿器安装、波纹补偿器安装、套筒式补偿器安装和球形补偿器安装这三大类。
1. 自然补偿器安装
自然补偿器有L形、Z形及方形3种,管段中90°~150°弯管称为L形补偿器,管段中两个相反方向90°弯管称为Z形补偿器,结构如图3-29所示。L形补偿器的补偿性能如表3-18所示。
方形补偿器是由同一平面内4个90°弯管构成的,依靠弯管变形来消除热应力及补偿热伸长,其材质与所在管道相同。方形补偿器有四种结构形式,其尺寸及伸缩量如表3-19所示。
①. L形补偿器安装 L形补偿器只要能确定好两端的固定支架,就可使其起到热伸长的作用。L形补偿器的长臂长度一般不超过20~25m。
L形补偿器短臂可以用查图方法求得,如图3-30所示。
当L形补偿器的长、短臂确定后,固定支架的位置也就确定了,就可进行安装。
②. Z形补偿器安装 Z形补偿器是由两个平行臂及垂直臂组成的。两平行臂之和一般不大于40~50m,其中短臂约占总长的1/4~1/2。
在现场安装过程中,垂直臂一般为已知数,当计算出弯曲应力不大于80MPa时,Z形补偿器就可安全运行。当平行臂及垂直臂数值确定后,Z形补偿器安装位置及固定位置也随之确定。其安装方式如图3-31所示。
③. 方形补偿器安装
a. 方形补偿器的冷紧
方形补偿器安装前,为增加补偿器的补偿能力,提高其工作的安全可靠性,需要进行预拉伸(压缩)。对补偿器进行冷拉(或冷压)的技术措施称为补偿器的冷紧。当补偿器的工作温度t≤250℃时,预拉伸量为补偿器补偿量的1/2,即ΔL/2;当补偿器的工作温度为250~450℃时,其预拉伸量为0.6ΔL;当工作温度t>450℃,其预拉伸量为0.7ΔL.
b. 补偿器的冷紧方法
· 用千斤顶拉伸 用千斤顶对方形补偿器进行拉伸如图 3-32所示。
· 用拉管器拉伸 用拉管器拉伸方形补偿器如图 3-33所示,拉管器如图 3-34 所示。
采用带螺栓的拉管器进行拉伸,是将一块厚度等于预拉伸量的木块或木垫圈类的物品放在冷拉接口间隙中,再在接口两侧的管壁上分别焊上挡环,然后把拉管器的拉爪卡在挡环上,在拉爪孔内穿入加长双头螺栓,用螺母上紧,并将木块夹紧。待管道上其他部件全部安装好后,把冷紧口的木垫拿掉,匀称地拧紧螺母,使接口间隙达到焊接时的对口要求。
· 用撑拉器拉伸 用撑拉器拉伸方形补偿器如图3-35所示。
c. 补偿器的安装
· 在地沟内补偿器安装如图3-36所示。
· 架空管道上方形补偿器的安装如图3-37所示。
· 未冷紧的方形补偿器安装如图3-38所示。
2. 波纹管补偿器安装
①. 波纹管补偿器的冷紧
安装前应先了解生产厂所提供的补偿器预拉伸情况(有些厂家在波纹管补偿器出厂前根据用户要求已做了预拉伸),了解补偿器在最高工作温度和最低温度下的长度以及供货时的定位长度,检查到货补偿器的实际情况(长度、定杆数量及受力状况等),并做好记录。
需要预拉伸的补偿器,应根据安装时的环境温度和设计的补偿值确定出冷紧值,按图补偿器压缩时螺母位置3-39 所示的方法进行冷紧。
②. 波纹管补偿器的安装方法
波纹管补偿器按其连接方法的不同分为焊接和法兰连接。不管采用何种连接,通常都采用后安装的方法,即进行管道安装时,先不安装波纹补偿器。在要安装补偿器的位置上先用整根直管接过去,并按设计要求和补偿器生产厂对补偿器附近支架的设置要求,安装好导向支架和固定支架,待支架达到设计强度后,再开始安装补偿器。波纹管补偿器的安装方法如下。
a. 先测量已备好的波纹管补偿器的全长(含法兰),在管道上为补偿器安装划出定位中线,按补偿器长度划出补偿器的边线(至法兰边)。
b. 依线切割管道。当采用法兰连接时,要考虑法兰及垫片厚度所占长度。
C. 连接焊接接口的补偿器,应采用临时支架将补偿器吊起进行对口,补偿器两边的接口要同时对好,同时进行点焊。检查补偿器位置合适后,顺序进行焊接。
d. 连接法兰接口的补偿器。先将补偿器的两片法兰加上垫片后临时安装在补偿器上用临时支吊架将补偿器吊起,进行对口连接,补偿器两边的接口要同时对好,同时进行点部,在检查补偿器位置合适后,卸开法兰螺栓,放下补偿器,对两片法兰进行焊接。焊好后请理焊渣,检查焊接质量,合格后再对内外焊口进行防腐处理,吊起法兰补偿器进行安装。
波纹管补偿器安装如图3-40所示。
③. 波纹管补偿器安装时应注意的事项
a. 波纹管补偿器安装时应设临时支撑,待管道系统安装完毕后(包括吹扫、清洗和水压试验),方可拆除这些临时支撑。
b. 波纹管补偿器的冷紧比方形补偿器显得更为重要,安装前一定要搞清楚补偿器的性能、特点、适用参数、工作范围和补偿能力,再根据施工现场的实际情况和安装时的环境温度计算出冷紧值的大小进行冷紧。对于厂家已做了冷紧的补偿器应进行复核,检验一下是否满足实际需求。
3. 套筒式补偿器安装
套筒式补偿器安装前,应拆开进行检查,检查其内部零件是否齐全,检查填料是否完好和符合要求。安装时,补偿器的轴线与管道轴线在同一直线上,不得偏斜,以保证管道运行时不致偏离中心线,使补偿器能自由伸缩。双向套筒式补偿器的两侧应安装导向支架,单向套筒式补偿器在伸管侧安装导向支架。
套筒式补偿器的伸缩范围如图3-41所示。补偿器的补偿值是按设计的最高温度和安装时的冷态温度计算出来的,但实际安装时的环境温度并不等于设计计算时的冷态计算温度,因此安装时应留有一定的剩余收缩余量,剩余收缩余量按下式计算。
4. 球形补偿器安装
球形补偿器安装应符合以下规定。
①. 球形补偿器安装前,应将球体调整到所需要的角度,并与球心距管段组成一体,如图3-42所示。
②. 球形补偿器的安装应紧靠弯头,使球心距长度大于计算长度,如图3-43所示。
③. 球形补偿器安装有方向性,宜按介质从球体端流入、壳体端流出进行安装,如图3-44所示。
④. 垂直安装球形补偿器时,壳体端应在上方。
⑤. 紧靠球形补偿器的两侧应安装滑动支架,其余为导向支架,固定支架应按设计要求进行。
⑥. 运输、装卸球形补偿器时,应防止碰撞,严禁野蛮装卸。