波紋補(bǔ)償器內(nèi)與輸送介質(zhì)(如高溫?zé)崴?接觸、補(bǔ)償工作鋼管膨脹移動(dòng)的是金屬波紋管，金屬波紋管采用SUS316L不銹鋼。不銹鋼波紋管與兩側(cè)的固定端管和活動(dòng)端管焊接，補(bǔ)償器通過(guò)固定端管和活動(dòng)端管連接供熱管道。
在補(bǔ)償器鋼外筒的活動(dòng)端板處設(shè)置柔性密封填料結(jié)構(gòu)。由于工作鋼管內(nèi)的介質(zhì)是經(jīng)過(guò)處理的氯離子含量符合要求的軟化水，不銹鋼波紋管內(nèi)側(cè)受腐蝕的程度較小。不銹鋼波紋管開(kāi)裂很大程度上是由于外側(cè)受到了高濃度氯離子水的侵蝕。密封結(jié)構(gòu)的重要作用之一_在于阻擋外側(cè)水。
在補(bǔ)償器活動(dòng)端管的移動(dòng)部位包裹軟質(zhì)絕熱材料—_細(xì)離心玻璃棉。離心玻璃棉在補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)補(bǔ)償量下，不得影響活動(dòng)端管及兩側(cè)聚氨酷保溫層的移動(dòng)。離心玻璃棉外用中堿玻璃纖維無(wú)捻粗砂布包扎后，再用鋁箔反射布均勻纏繞。離心玻璃棉包裹層的外邊是柔性橡膠波紋管，柔性橡膠波紋管與補(bǔ)償器的聚乙烯外護(hù)管粘接。
在補(bǔ)償器的鋼外筒、固定端管、柔性密封填料結(jié)構(gòu)外邊及活動(dòng)端管外的離心玻璃棉右側(cè)做聚氨酷保溫層，這個(gè)聚氨酷保溫層須與熱網(wǎng)中預(yù)制直埋保溫管的聚氨酷保溫層同性能、同厚度。聚氨酷保溫層與補(bǔ)償器的端管邊沿有150一200mm的距離，以方便補(bǔ)償器與熱網(wǎng)管道連接時(shí)做接頭保溫。
波紋補(bǔ)償器的聚氨酷保溫層外面是聚乙烯外護(hù)管，其性能與熱網(wǎng)中預(yù)制保溫管的聚乙烯管相同。補(bǔ)償器鋼外筒凸出部位的聚乙烯不規(guī)則連接按照CJ/T155-2001《高密度聚乙烯外護(hù)管聚氨酷硬質(zhì)泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管件》標(biāo)準(zhǔn)，采用熔融擠出焊，不使用熱收縮帶。
在柔性橡膠波紋管外覆蓋聚乙烯保護(hù)殼，避免橡膠波紋管受土壓迫。聚乙烯保護(hù)殼的兩邊有擋土環(huán)，殼上加環(huán)形筋板，左擋土環(huán)與上下聚乙烯管殼實(shí)施擠出焊死固定，右擋土環(huán)為活動(dòng)端。
通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，補(bǔ)償器的活動(dòng)部分與非活動(dòng)部分結(jié)合成為一個(gè)有機(jī)的整體。當(dāng)熱網(wǎng)管道受熱時(shí)，補(bǔ)償器的活動(dòng)端管在柔性密封填料結(jié)構(gòu)的密封下將向左滑動(dòng)壓縮不銹鋼波紋管(活動(dòng)端管相對(duì)于導(dǎo)流管向左移動(dòng))來(lái)吸收管道的膨脹量。由于活動(dòng)端管與其上的聚氨酷保溫層為一體，也_帶動(dòng)了聚氨酷保溫層及其上的聚乙烯外護(hù)管向左移，進(jìn)而壓縮了離心玻璃棉和橡膠波紋管，聚氨酷上的聚乙烯外護(hù)管相對(duì)于右擋土環(huán)左移。當(dāng)熱網(wǎng)管道降溫時(shí)，補(bǔ)償器活動(dòng)端管做反向運(yùn)動(dòng)以補(bǔ)償管道的收縮量。在補(bǔ)償器的整個(gè)吸收、補(bǔ)償管道熱膨脹過(guò)程中，其鋼外筒、固定端管、柔性密封填料結(jié)構(gòu)及導(dǎo)流管等是固定不動(dòng)的。由此可見(jiàn)，在補(bǔ)償器的工作中，不銹鋼波紋管及聚氨酷保溫層、離心玻璃棉始終是被密封的。
關(guān)鍵性技術(shù)
①鎳磷(Ni一P)化學(xué)鍍防腐處理
鎳磷(Ni一P)化學(xué)鍍是一種_的金屬表面防護(hù)技術(shù)，現(xiàn)已應(yīng)用于汽車、宇航、化工機(jī)械等領(lǐng)域。它利用化學(xué)鍍工藝在金屬或非金屬表面形成一層均勻的非晶化鎳磷金屬鍍層，使基體材料與腐蝕介質(zhì)隔離開(kāi)，不產(chǎn)生晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕，鍍層具有良好的耐點(diǎn)蝕、耐磨性能，且表面光滑。經(jīng)測(cè)試，其鍍層的腐蝕速度遠(yuǎn)低于不銹鋼。
對(duì)不銹鋼波紋管進(jìn)行鎳磷表面化學(xué)鍍防腐處理，以增強(qiáng)其自身的_性。對(duì)補(bǔ)償器活動(dòng)端管的伸縮部位外表面也進(jìn)行這樣的處理，避免一旦地下水進(jìn)入熱網(wǎng)管道保溫層，對(duì)活動(dòng)端管造成腐蝕，影響柔性密封結(jié)構(gòu)的密封性能；同時(shí)，減小活動(dòng)端管的摩擦阻力。
處理后的主要性能指標(biāo)達(dá)到：鍍層厚度為50μm，基體結(jié)合強(qiáng)度為300一400MPa，硬度為HV500以上。
②柔性密封填料結(jié)構(gòu)
對(duì)柔性密封填料結(jié)構(gòu)，通過(guò)注填密封填料來(lái)_補(bǔ)償器活動(dòng)端板與活動(dòng)端管之間的密閉性。一般情況下，補(bǔ)償器所處的地下水壓力并不高，正常使用年限內(nèi)，密封結(jié)構(gòu)能夠阻止地下水滲入而無(wú)須加注填料。但要求密封結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)條件下，具備獨(dú)立的工作能力，結(jié)構(gòu)耐溫200℃，耐壓1.6MPa，以承受不銹鋼波紋管意外開(kāi)裂時(shí)高溫介質(zhì)的溫度和壓力。為此，在密封結(jié)構(gòu)上安裝了具有注填止回功能和防水壓蓋裝置的注填閥，達(dá)到填料壓力穩(wěn)定不泄漏、注填孔螺紋不銹蝕。
為檢驗(yàn)鋼外筒的承壓和密封結(jié)構(gòu)的密閉性能，在鋼外筒內(nèi)做1.5倍設(shè)計(jì)壓力的水壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)孔在試壓后封堵。這樣，密封結(jié)構(gòu)既阻止了不銹鋼波紋管一旦出現(xiàn)開(kāi)裂，工作鋼管內(nèi)的介質(zhì)向補(bǔ)償器外的泄漏；又抵御住了外面的水滲入補(bǔ)償器腐蝕不銹鋼波紋管，起到了對(duì)內(nèi)、對(duì)外的雙重保護(hù)功能。外面水對(duì)補(bǔ)償器的滲入包括地下水對(duì)補(bǔ)償器保溫層的滲入，還有直埋管道的聚乙烯外護(hù)管和接頭破損后地下水沿管道保溫層的“竄水”。
③柔性橡膠波紋管
為了吸收補(bǔ)償器聚乙烯外護(hù)管的位移量，經(jīng)分析比較，采用了柔性橡膠波紋管。橡膠波紋管材質(zhì)為三元乙丙(EPDM)EPDM是一種乙烯和丙烯的共聚體，有著優(yōu)異的耐候性、耐老化性、耐化學(xué)性、耐
水蒸氣、耐酸堿、抗沖擊等特點(diǎn)，使用溫度范圍為-50一150℃。
像制造不銹鋼波紋管那樣，根據(jù)工作位移量和聚乙烯外護(hù)管的外徑進(jìn)行各種規(guī)格橡膠波紋管開(kāi)模。成品橡膠波紋管的性能指標(biāo)為：扯斷強(qiáng)度≥15MPa，扯斷伸長(zhǎng)率≥500%，壓縮_變形率≤15%。
④塑膠粘結(jié)技術(shù)
橡膠波紋管與聚乙烯外護(hù)管的可靠粘結(jié)是確保整個(gè)補(bǔ)償器防水的重要環(huán)節(jié)。地下水壓力不高，但滲透性很強(qiáng)，而三元乙丙(EPDM)的自粘性和互粘性卻不強(qiáng)。
針對(duì)三元乙丙與聚乙烯的粘結(jié)問(wèn)題專門(mén)研制了復(fù)合型塑膠粘結(jié)劑。經(jīng)多次抗拉和耐溫等試驗(yàn)檢測(cè)，粘結(jié)劑性能穩(wěn)定，粘結(jié)強(qiáng)度大于12MPa，耐溫范圍為一30一120℃。
⑤扭矩失穩(wěn)限制器
按照研發(fā)的總體技術(shù)方案要求，需要消除不銹鋼波紋管及鋼外筒等部件受到其他因素影響時(shí)可能產(chǎn)生的事故隱患，_限度地提高補(bǔ)償器的運(yùn)行穩(wěn)定性。
供熱管道所采用的螺旋縫鋼管或無(wú)縫鋼管中存在著殘余應(yīng)力的作用，隨著管道介質(zhì)溫度的逐漸變化，會(huì)對(duì)補(bǔ)償器產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩；管道安裝過(guò)程中易出現(xiàn)偏差，使補(bǔ)償器不僅受軸向力，也會(huì)產(chǎn)生額外的扭矩和徑向力。
為此，在補(bǔ)償器內(nèi)部的端板和鋼外筒的地方(未設(shè)置在導(dǎo)流管上是出于對(duì)其結(jié)構(gòu)形式的考慮)，設(shè)計(jì)了_的扭矩失穩(wěn)限制器，并對(duì)鋼外筒、端板等做了配套的加強(qiáng)。扭矩失穩(wěn)限制器的過(guò)載扭矩、徑向力設(shè)定值大于設(shè)計(jì)補(bǔ)償段產(chǎn)生的_力矩、徑向力，能夠避免不銹鋼波紋管的扭曲變形和補(bǔ)償器的徑向失穩(wěn)。
⑥無(wú)固定技術(shù)
工作鋼管內(nèi)流體介質(zhì)的內(nèi)壓推力(俗稱盲板力)是客觀存在的，不因?yàn)椴捎煤畏N形式的補(bǔ)償器而消失。補(bǔ)償器鋼外筒的端板、不銹鋼波紋管等也均有盲板力。
通過(guò)設(shè)置內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，使盲板力作用在內(nèi)固定結(jié)構(gòu)上，而不是管道的固定支墩上，可減小支墩的受力和尺寸，甚至在一些地方可以不設(shè)固定支墩。
