侯珍珍

(中海油石化工程有限公司，山东 济南 250010)

管道的热补偿[1]可通过自然补偿或采用补偿器两种，自然补偿的工作原理是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，通常生产装置中首先从管道布置上考虑自然补偿，但是自然补偿时添加的轴向活动支座妨碍管道横向位移使得自然补偿时各臂长度宜≤25m，弯曲应力≤80MPa[2]，对于自然补偿无法满足应力需求或无法实现自然补偿的管道则需选择合适的补偿器。л形补偿器由于结构简单、运行可靠、投资较少成为补偿器设计的首选，如何准确合理安全布置л形补偿器值得探讨。文章以某工程设计中导热油管道为例，探讨л形补偿器布置。该管道设计数据见表1。

表1 管道设计参数表

1 管道的热伸长量[1]

热伸长量是指由于介质的热作用引起化工管道热伸长，热伸长量是管道热补偿器的设计依据之一。上述管道在该温度范围的管道热膨胀系数а=13.10X10-4[cm/(mo℃)]，弹性模量Et=1.673×105MPa，其热伸长量[1]:

ΔL=Lа(t2-t1)=105×13.10×10-1X(335-20)≈43.3cm

若两端固定管道不能自由伸长，由热伸长产生的管道内应力：

σt=EtoΔL/L=1.673×105×43.3×10/(105×103) ≈690MPa>92 MPa

且此时管道传给固定点的力:

F=σt·A=σtoπs(DO-S)= 690×3.14×9.53×(355.6-9.53)=7.15×106(N)

可见，上述管道的热膨胀产生的内应力远远超过钢材的许用应力，并同时对管道两端的固定支架产生很大的推力，在这种情况下需要考虑管道的热补偿。

2 管道的л形补偿器

化工管道设计中常用的补偿器有套管补偿器，L形补偿器，Z形补偿器，л形补偿器，T形补偿器，波形补偿器等，其中л形补偿器因其结构简单，制造方便，轴向推力较小，运行可靠且严密性好，不需要经常维修等在化工管道设计中应用最广泛。л……