摘要：波紋伸縮器在我國(guó)不同領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，供熱管道直埋由于其技術(shù)的先進(jìn)性和施工成本低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用，直埋管道的補(bǔ)償方法及其補(bǔ)償器也隨之被開(kāi)發(fā)。用于直埋管道補(bǔ)償?shù)牟�紋膨脹節(jié)，以其易安裝、體積小、占地面積小、補(bǔ)償量大等特點(diǎn)而較之傳統(tǒng)的”Ⅱ”型補(bǔ)償器等顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)，所以波紋補(bǔ)償器作為關(guān)鍵組件在熱力管網(wǎng)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但如果波紋補(bǔ)償器布置過(guò)多或應(yīng)用布置不當(dāng)，不僅會(huì)使整個(gè)工程的造價(jià)太大增加。而且還會(huì)引起整個(gè)管系的破壞，甚至釀成惡性事故。本文正是從波紋補(bǔ)償器在熱力管網(wǎng)中的設(shè)計(jì)布霉存在的一些問(wèn)題進(jìn)行探討與分析，結(jié)合相關(guān)的國(guó)家規(guī)程規(guī)范，提出解決這些問(wèn)題的方案。 

關(guān)鍵詞；補(bǔ)倦器　應(yīng)用問(wèn)題　臺(tái)理布置　節(jié)約造價(jià) 　 

　　1　概述 　 

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，以及內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市房地產(chǎn)業(yè)的迅速突增，供熱管網(wǎng)敷設(shè)范圍也隨之?dāng)U大，供熱管網(wǎng)一般是在常溫下敷設(shè)的。為了擴(kuò)大供熱面積，提高管網(wǎng)運(yùn)行效率，現(xiàn)在管網(wǎng)一般都采用間接供熱。由于間接供熱輸送的熱介質(zhì)的一級(jí)網(wǎng)溫度在110-120℃之間變化，一級(jí)網(wǎng)回水溫度在50-60℃之間變化，且通遼市施工大部分都在10月之后進(jìn)行，使管路產(chǎn)生熱脹冷縮，由此在管路內(nèi)部產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，并有可能導(dǎo)致管路破裂。因此，在管路設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮熱膨脹，進(jìn)行合理地補(bǔ)償，不僅要保證管網(wǎng)運(yùn)行的安全，而且還要降低工程造價(jià)。  

　　2　波紋補(bǔ)償器的特點(diǎn) 

　　2.1　波紋補(bǔ)償器優(yōu)點(diǎn)：我們大家都知道，城市供熱管網(wǎng)不同于小區(qū)供熱或廠內(nèi)熱網(wǎng)，它的影響面大，要求熱網(wǎng)運(yùn)行可靠。由于城市熱網(wǎng)的走向和敷設(shè)方式受城市規(guī)劃和地理位置的限制，因此要求波紋補(bǔ)償器以其結(jié)構(gòu)緊湊、補(bǔ)償量大、流動(dòng)阻力小、零泄漏、不用維修等諸多優(yōu)點(diǎn)從80年末期開(kāi)始使用，90年代得以大力推廣，在熱網(wǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 

　　2.2　波紋補(bǔ)償器缺點(diǎn)：耗費(fèi)鋼材，占地面積大，而且例如軸向型波紋補(bǔ)償器對(duì)固定支架產(chǎn)生壓力推力，造成固定支架推力大；另外波紋補(bǔ)償器管壁較薄不能承受扭力、振動(dòng)，安全性差；安裝波紋補(bǔ)償器后使設(shè)備投資高、設(shè)計(jì)要求嚴(yán)、施工安裝精度高、往往達(dá)不到預(yù)期壽命等一系列缺點(diǎn)。特別是在大口徑的供熱主干線上，波紋補(bǔ)償器是且前唯一的補(bǔ)償設(shè)備，一旦發(fā)生問(wèn)題后果十分嚴(yán)重，『必須引起高度重視。 

　　所以要認(rèn)真分析波紋管補(bǔ)償器在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工和運(yùn)行管理各方面存在的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上提出解決問(wèn)題的方法。 　 

　　3　熱網(wǎng)管線中波紋管補(bǔ)償器的選型及應(yīng)用 　 

　　3.1　波紋管的腐蝕開(kāi)裂的原因：波紋管的腐蝕開(kāi)裂應(yīng)是外層逐層向內(nèi)各層波紋管發(fā)展的，只是各層波紋管腐蝕破壞在時(shí)間上的先后關(guān)系，才出現(xiàn)各層腐蝕開(kāi)裂程度上的明顯差異。腐蝕來(lái)自波紋管外，在進(jìn)入波紋管層間后，連續(xù)并加快了腐蝕的產(chǎn)生。 

　　3.2　波紋管開(kāi)裂原因之一應(yīng)力的存在：應(yīng)力的存在是導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的必要條件之一，應(yīng)力的來(lái)源主要有：波紋管加工成型過(guò)程中產(chǎn)生的形變應(yīng)力和殘余應(yīng)力；在服役期間的工作應(yīng)力；裝配不當(dāng)導(dǎo)致的裝配應(yīng)力過(guò)大；腐蝕產(chǎn)物引起的楔入應(yīng)力。 

　　3.3　補(bǔ)償器補(bǔ)償量的選擇：由于城市供熱管網(wǎng)線路走向及敷設(shè)方式應(yīng)征得當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃部門(mén)的同意，其原則是不影響城市觀瞻，盡量做到美觀大方。一般來(lái)說(shuō)，城市架空管網(wǎng)沿次馬路規(guī)劃紅線或沿單位圍墻敷設(shè)，地溝或直埋管道則沿人行道規(guī)劃線位敷設(shè)，且管線長(zhǎng)度較長(zhǎng)。不允許補(bǔ)償器數(shù)量過(guò)多。經(jīng)設(shè)計(jì)核實(shí)計(jì)算，要準(zhǔn)確計(jì)算出該管段的伸長(zhǎng)量，計(jì)算補(bǔ)償量要小于設(shè)計(jì)補(bǔ)償量，不要使設(shè)計(jì)補(bǔ)償器已臨近產(chǎn)品補(bǔ)償量極限。 

　　3.4　經(jīng)過(guò)計(jì)算允許可以增加補(bǔ)償器的補(bǔ)償量來(lái)降低工程造價(jià)：采用低碳鋼材質(zhì)的直埋熱水管道，直管段不設(shè)補(bǔ)償器或盡量少設(shè)置補(bǔ)償器強(qiáng)度也能夠滿足要求。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)算，減少設(shè)置補(bǔ)償器不僅能減少事故點(diǎn)，而且也大大降低了工程造價(jià)。如從2006年度開(kāi)始通遼市集中供熱管網(wǎng)主分支工程的補(bǔ)償器補(bǔ)償量由200毫米調(diào)整至300毫米，補(bǔ)償性能和補(bǔ)償器小室尺寸大小不變的前提下，由于檢查室和固定支架數(shù)量減少，使管網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，土建施工工程量少，施工的難度低，施工周期大大縮短，工程造價(jià)大大降低。補(bǔ)償器數(shù)量減少，以后維護(hù)工作量也降低了。 

　　3.5　熱網(wǎng)補(bǔ)償器的布置：按照通常做法，軸向型波紋補(bǔ)償器均布置在緊靠固定支架旁，然后緊接兩個(gè)導(dǎo)向支架。距離分別4Dg、14Dg，主要目的以防止其軸向失穩(wěn)，熱水直埋管主要靠與保溫材料形成整體由土壤、沙層控制。我認(rèn)為，這種布置方式出發(fā)點(diǎn)是好的，但在實(shí)際運(yùn)用中受地形限制，架空管系支架過(guò)多，則布置困難：直埋管系地下障礙物過(guò)多，可能有過(guò)多翻彎產(chǎn)生，要求補(bǔ)償器只能布置在直管段，這種在固定支架側(cè)設(shè)補(bǔ)償器的形式，可能會(huì)因管線位移造成波紋補(bǔ)償器每個(gè)波節(jié)吸收位移的工作能力傳遞不均，發(fā)揮的補(bǔ)償能力不充分。我認(rèn)為解決補(bǔ)償器軸向失穩(wěn)問(wèn)題除與其布置、設(shè)置位置有關(guān)外，更主要的是取決于補(bǔ)償器自身的性能與質(zhì)量，只布置在固定支架側(cè)的補(bǔ)償器性能與質(zhì)量要求應(yīng)更高一些，管線分段距離一般應(yīng)小一些，進(jìn)行選型時(shí)一定要選自導(dǎo)向性好，抗失穩(wěn)能力強(qiáng)的補(bǔ)償器，設(shè)計(jì)布置按照基本原則，根據(jù)工程的實(shí)際情況，靈活對(duì)待處理。實(shí)踐情況證明，無(wú)論是架空還是直埋地溝，只要做好導(dǎo)向結(jié)構(gòu)控制，波紋補(bǔ)償器可以設(shè)置在兩固定支架的任一位置。 

　　3.6　現(xiàn)場(chǎng)變更對(duì)熱網(wǎng)補(bǔ)償器的布置的影響：熱力管網(wǎng)有時(shí)雖然原始設(shè)計(jì)很好，但由于進(jìn)行施工后經(jīng)常遇到障礙，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與設(shè)計(jì)往往出入很大，不得不做大量的實(shí)際設(shè)計(jì)變更，對(duì)自然補(bǔ)償管道只要處理適當(dāng)不會(huì)產(chǎn)生很大影響。但對(duì)軸向補(bǔ)償器管路影響非常大，不少施工單位對(duì)此沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)，某些固定支架在管道改變走向后，原來(lái)不承受壓力推力改為承受壓力推力或者產(chǎn)生較大彎距，支架受力結(jié)構(gòu)形式發(fā)生重大變化，處置不當(dāng)很容易推壞固定支架，導(dǎo)致事故發(fā)生。在管線變更較大情況下，應(yīng)特別注意管道的受力形式是否符合補(bǔ)償器布置基本原則，通過(guò)合理分段，保證管線呈直線，控制拐點(diǎn)產(chǎn)生，減少作用于固定支架與導(dǎo)向支架的彎矩及側(cè)向推力，進(jìn)而保證管系安全合理。這對(duì)于設(shè)計(jì)人員最為重要，除了不斷積累經(jīng)驗(yàn)外，一定要形成明確設(shè)計(jì)思路，才能提高設(shè)計(jì)補(bǔ)償器管系的水平。 　 

　　3.7　波紋補(bǔ)償器選型的一般程序： 

　　3.7.1　變復(fù)雜管系為簡(jiǎn)單管段變復(fù)雜管系為典型管段。無(wú)論多么復(fù)雜的管系均可以通過(guò)固定座將它們分解為形狀簡(jiǎn)單、獨(dú)立的典型管段如直管段、“L”型彎管段、”z”型彎管段等。 

　　3.7.2　選擇合適的波紋膨脹節(jié)類(lèi)型。 

　　3.7.3　計(jì)算典型管段工作膨脹量，確定波紋補(bǔ)償器的數(shù)量。 

　　3.7.4　在裝有無(wú)約束型波紋補(bǔ)償器的管段上，設(shè)置主固定支座。而裝有約束型波紋補(bǔ)償器的管段上，設(shè)置次固定支座。 

　　3.7.5　根據(jù)波紋補(bǔ)償器的變形軌跡及穩(wěn)定性要求設(shè)置相應(yīng)的支吊架。 　　 

　　4　結(jié)束語(yǔ)  

　　波紋補(bǔ)償器作為熱網(wǎng)管道的關(guān)鍵組件，在熱網(wǎng)的使用量也越來(lái)越大，但是波紋補(bǔ)償器在我國(guó)應(yīng)用時(shí)間仍較短，尚未有正式國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，另外廠家繁多，專(zhuān)利產(chǎn)品亦多，結(jié)構(gòu)形式均有所不同，加之設(shè)計(jì)單位對(duì)補(bǔ)償器的認(rèn)識(shí)較淺應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，只是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算和套用樣本，因此出現(xiàn)問(wèn)題是在所難免的。建議廣大設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)調(diào)查研究，互相交流學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，加強(qiáng)協(xié)作，在進(jìn)行管網(wǎng)設(shè)計(jì)、補(bǔ)償器選型計(jì)算和布置、組織施工等方面，掌握原則，正確運(yùn)用。做到管網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、合理，杜絕安全事故產(chǎn)生。