管材的线膨胀及伸缩器[1]..
管道补偿器计算公式.docx
热伸长量管材的线膨管道的计输送介质管道安装
蒸汽表压胀系数算长度温度时温度
△X(mm)(KPa)
α(mm/m.k)L(m)t2( ℃)t1( ℃)
27.300.01203560-5
65.100.012035150-5
说明：
1、热水采暖管道尽量利用本身的转角来自然补偿，在自然补偿不足而必须安装伸缩器时，一般尽量采用方形伸缩器。
2、室内采暖总立管直线长度大于20m时，应考虑热补偿。
3、管道的热伸长量△X=αL（t2-t1）
△X--- 管道的热伸长量 (mm)
α--- 管材的线胀系数 (mm/m.k)
L --- 计算管道长度 (m)
t2 --- 输送热媒的温度℃
t1 --- 管道安装时的温度℃
一般取 -5 ℃, 管道在地下室或室内时取 -0 ℃，室外架空安装时取采暖室外计算温度。
4、垂直双管系统、闭合管与立管同轴垂直单管系统的散热器立管，长度≤ 20m时，可在立管中间设固定卡。
固定卡以下长度 >10m时的立管，应以三个弯头与干管连接，弯头宜采用热煨制作。
5、方形补偿器宜布置在两固定支架的中点，偏离时，不得大于固定支架跨距的0.6 倍。
6、波纹管补偿器和套筒补偿器，应配置导向支架。
管材的线膨胀系数α(mm/m.k)
管道材料普通钢不锈钢铸铁碳素钢聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯
管材线膨涨系
0.0120.01030.0110.0120.070.10.16
数。
管道伸缩器分类、特点及应用
一、伸缩器的定义伸缩器（Expansion joint）也可称为管道伸缩节、膨胀节、补偿器，伸缩接头。
伸缩节是泵、阀门，管道等设备与管道连接的新产品，通过全螺栓把它们连接起来，使其成为整体，并有一定的位移量，方便安装。
可承受管线的轴向压力。
这样就可以在安装维修时，根据现场安装尺寸进行调整，在工作时，不仅提高工作效率，而且对泵、阀们等管道设备起到一定保护作用。
伸缩器的连接形式为法兰连接，一边法兰，一边焊接。
二、伸缩器的作用伸缩器作用：补偿吸收管道轴向、横向、角向受热引起的伸缩变形；吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响；吸收地震、地陷对管道的变形量。
因为管道的热胀冷缩，所以对于管道来说，就要产生管壁的应力和推拉力；管壁应力大小，影响管道的强度，推拉力增大，管道的固定支架就要做的很大，来承受管道伸缩所产生的推拉力；所以利用伸缩节补偿的变开量办法，以降低管壁应力和推力。
三、伸缩器按结构形式分类伸缩节（膨胀节）主要用于补偿管道因温度变化而产生的伸缩变形，也用于管道因安装调整等需要的长度补偿，按结构形式主要分为弯管式膨胀节、波纹管膨胀节和套管伸缩节 3种1、弯管式膨胀节将管子弯成U形或其他形体（下图 [弯管式膨胀节]），并利用形体的弹性变形能力进行补偿的一种膨胀节。
它的优点是强度好、寿命长、可在现场制作,缺点是占用空间大、消耗钢材多和摩擦阻力大这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和长管道上。
2、波纹管膨胀节用金属波纹管制成的一种膨胀节。
它能沿轴线方向伸缩，也允许少量弯曲。
下图[波纹管膨胀节]为常见的轴向式波纹管膨胀节，用在管道上进行轴向长度补偿。
为了防止超过允许的补偿量，在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环，在与它联接的两端管道上设置导向支架。
另外还有转角式和横向式膨胀节，可用来补偿管道的转角变形和横向变形。
这类膨胀节的优点是节省空间，节约材料，便于标准化和批量生产，缺点是寿命较短。
波纹管膨胀节一般用于温度和压力不很高、长度较短的管道上。
热水管道的伸缩及补偿
热水管道的伸缩及补偿
1.资料介绍在热水管道中，每米钢管的伸缩长度为0.08mm,每米铜管的伸缩长度为1.37mm;
2.热镀锌管热水系统中,一个伸缩器（Ω型,II型,波型,和套管）能承受的伸缩长度平均为50mm，因此,在水平的热水直线管道每隔50m,立管每隔30m设置一个伸缩器.管道的每一个转弯可以承受的伸缩能力为10~20mm,. 每个伸缩器必须安装在两个固定支架之间.
3. 利用自然补偿等吸收管道温度变形时,弯曲两侧管段的长度不宜超过下表：
4.塑料热水管（冷水管）管道伸缩长度计算:
管道伸缩长度ΔL=ΔT·L·a 其中：ΔT=0.65Δts+Δtg
管道的最小自由臂长度LsΔL
K
管材比例系数K值表
几种管材a值表
5.垫层内的入户小管径的塑料热水管可不考虑管道伸缩的措施.
6.当塑料热水管直线管道不能利用自然补偿或补偿器时,可通过固定支承利用管材的自身容许的变形量解决温度伸缩的伸缩量.
直线管段最大固定支承（固定支架）间距见下表
:
直线管段最大固定支承（固定支架）间距
7.塑料热水管直线段长度大于上表,铜管.不锈钢管与衬塑钢管的直线长度大于20m时,应设伸缩器解决管道的伸缩.。
什么是膨胀节
什么是膨胀节概述膨胀节是一种常见于输送和储存液体、气体、蒸汽等介质的设备和管道上的补偿器件。
它的作用是在介质温度、压力发生变化时，能够自动地吸收、补偿、抵消管道或设备上因温度、压力变化而引起的热膨胀、冷缩、振动、位移、变形等因素，保证管道、设备的正常运行，避免因应力过大而引起管道或设备的破裂。
膨胀节的分类膨胀节根据不同的分类标准，可以分为不同的类型。
按照结构形式分类，膨胀节主要分为以下几类：弹簧膨胀节弹簧膨胀节是由一系列的弹簧组成的，具有较好的弹性和变形能力。
它适用于小口径的管道，可以补偿一定的伸缩量和位移。
波纹管膨胀节波纹管膨胀节是采用金属波纹管制成的，具有较好的耐腐蚀性和抗疲劳性，适用于管道中介质的膨胀和压力的变化。
橡胶膨胀节橡胶膨胀节是由橡胶材料制成的，具有较好的耐化、耐磨、耐腐蚀性，适用于弱腐蚀性介质的灵活连接。
不锈钢膨胀节不锈钢膨胀节具有较好的耐腐蚀性和耐高温性，适用于高温膨胀和高压力介质的补偿。
铸铁膨胀节铸铁膨胀节适用于较大的管径，并具有很高的刚度、抗压强度和耐磨性。
其他类型的膨胀节还有一些特殊材料制成的膨胀节，适用于具有特殊工艺要求的管道和设备上。
例如PTFE材料的膨胀节适用于强腐蚀性介质。
膨胀节的工作原理膨胀节可以自由地伸缩变形，由于其内部填充了介质，所以在介质压力、温度变化时，可以吸收产生的伸缩、变形。
膨胀节的伸缩变形可以分为横向伸缩变形和轴向伸缩变形两种。
横向伸缩变形横向伸缩变形是指膨胀节在施加外力或介质温度变化等因素作用下，以膨胀节的内径为轴心所产生的位移。
这种变形发生在弹簧膨胀节、波纹管膨胀节和橡胶膨胀节中较为常见。
轴向伸缩变形轴向伸缩变形是指膨胀节在施加外力或介质温度变化等因素作用下，以膨胀节的长度为轴心所产生的位移。
这种变形发生在不锈钢膨胀节、铸铁膨胀节和其他材料制成的膨胀节中较为常见。
膨胀节的应用膨胀节广泛应用于许多领域，如石化、电力、造纸、冶金、环保等，它们的性能和特点不同，适用的介质和工况也有所区别。
膨胀节基础知识
非
金
• 纤维织物膨胀节由耐高温复合材料 ，即硅橡胶，玻璃纤维，复合无碱
属
布，隔热棉等柔性材料构成
膨
• 主要技术参数：
胀 节
压力： • 温度：-20°-500° • 圆形：DN50-DN5000
膨胀节型号体现措施
• 对于复式自由型膨胀节（代号FZ）和弯管压 力平衡型膨胀节（代号WP），设计位在前，设计横向位移在后，两 个设计位移之间用“/”号连接。在承制方旳 产品样本中，前一种设计位移为单一设计 轴向位移（设计横向位移为零时），后一 种设计位移为单一设计横向位移（设计轴 向位移为零时）。
• 套管伸缩节由能够作轴向相对运
金
动旳内外套管构成。内外套管之 间采用填料函密封。使用时保持
属
两端管子在一条轴线上移动。
膨
胀
节
金
属
膨
胀 节套
筒 式 膨 胀 节
• 产品主要有套筒(芯管),外壳,密封材 料等构成.用于补偿管道旳轴向伸 缩及任意角度旳轴向转动.
金
• 套筒式补偿器旳内套筒与管道连接,采用 高性能自压式动密封旳原理与构造,它能
• 对于膨胀节设计位移，在承制方产品样本 中应明确阐明波纹管旳设计温度、设计疲 劳寿命和材料等设计条件；订购方在规定
膨胀节型号体现实例如下：
• 设计压力为1.6MPa，公称通径为1000mm,设计轴 向位移为205mm，端部连接为焊接型式，波纹管 为无加强U形旳外压单式轴向型膨胀节，其型号体 现为：WZUH1.6-1000-205。 设计压力为0.6MPa，公称通径为800mm，设计轴 向位移（设计横向位移为零时）为35mm，设计横 向位移（设计轴向位移为零时）为10mm,端部连 接为法兰型式，波纹管为∩形旳弯管压力平衡型 膨胀节，在承制方旳产品样本中其型号体现为： wpof0.6-800-35/10.
补偿器（膨胀节）安装和使用要求
补偿器（膨胀节）安装和使用要求一.补偿器简介：补偿器习惯上也叫膨胀节，或伸缩节。
由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件）和端管、支架、法兰、导管等附件组成。
补偿器属于一种补偿元件。
利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。
也可用于降噪减振。
在现代工业中用途广泛。
二.补偿器作用：补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。
补偿器分为：波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为常用，主要为保障管道安全运行，具有以下作用：1.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。
2.波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸。
3.吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。
4.吸收地震、地陷对管道的变形量。
三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计的要求（一）轴向型补偿器1、安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面处，装有截止阀或减压阀的部们及侧支管线进入主管线入口处，都要设置主固定管架。
主固定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力的作用。
推力计算公式如下：Fp=100*P*AFp-补偿器轴向压力推（N），A-对应于波纹平均直径的有效面积（cm2），P-此管段管道最高压力（MPa）。
轴向弹性力的计算公式如下：Fx=f*Kx*XFX-补偿器轴向弹性力（N），KX-补偿器轴向刚度（N/mm）；f-系数，当“预变形”（包括预变形量△X=0）时，f=1/2，否则f=1。
管道除上述部位外，可设置中间固定管架。
中间固定管架可不考虑压力推力的作用。
2、在管段的两个固定管架之间，仅能设置一个轴向型补偿器。
3、固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置。
热力管道的热膨胀及其补偿
热力管道的热膨胀及其补偿摘要：热力管道输送的介质温度很高，投入运行后，将引起管道的热膨胀，使管壁内或某些焊缝上产生巨大的应力，如果此应力超过了管材或焊缝的强度极限，就会使管道造成破坏。
本文就热力管道的热膨胀、热应力、轴向推力的理论分析计算，针对各种补偿器的选用原则和安装要点进行了简述。
关键词：热力管道热膨胀热应力热补偿补偿器预拉伸1 管道的热膨胀及热应力计算管道的热膨胀计算管段的热膨胀量按下式计算：ΔL=ɑ.L.Δt=.(t2-t1)式中：ΔL——管段的热膨胀量（mm）；ɑ——管材的线膨胀系数，即温度每升高1℃每米管子的膨胀量（mm/m.℃）；L——管段长度（m）；Δt——计算温差，即管道受热时所升高的温度，它等于管道输送介质的最高工作温度t2与管道安装时的环境温度t1之差（℃）。
对于一般碳钢管ɑ=12×10-4mm/m.℃，则ΔL=。
在施工中，为了迅速估算碳钢管道的热膨胀量，可按每米管道在升温100℃时，其膨胀量为计算。
管道的热应力计算管道受热时所产生的应力的大小可按下式计算：σ=E. ε= E. = ■ E. ■ =E.ɑ.Δt式中：σ——管道受热时所产生的应力（kg/cm2）；E——管材的弹性模量（kg/cm2）；ε——管道的相对变形量，它等于管道的热膨胀量ΔL（mm）与管道原长L（m）之比，即ε=■常用钢材的弹性模量E=2×10-6（kg/cm2），一般碳钢管的线膨胀系数ɑ=12×10-6（mm/m.℃），则热应力的计算公式可简化为σ=2×106×12×10-6×Δt=24.Δt（kg/cm2）。
利用此式，可以很容易地计算出钢管道热膨胀受到限制时产生的热应力。
由此可见，管道受热时所产生的应力的大小，与管子直径及管壁厚度无关。
它是由管子材料的弹性模量、线膨胀系数和管道受热时所升高的温度来决定的。
在这三个因素中，温差是影响热应力的最主要因素。
管道热补偿
管道热补偿一、管道伸长计算：∆L = α×L（t2－t1）×1000（mm）式中：∆L —管道热伸长量（mm）α—管道的线膨胀系数（m/m.℃)t2 —供热介质最高温度（℃)L —二固定支架间直线距离(m) t1 —管道安装温度（.℃),一般取－5℃。
各种管材的线膨胀系数α值管道材料线膨胀系数（m/m.℃) 管道材料线膨胀系数（m/m.℃)普通钢12×10-6黄铜18.4×10-6碳素钢11.7×10-6紫铜16.4×10-6镍钢11.7×10-6铸铁10.4×10-6镍铬钢13.1×10-6聚氯乙烯70×10-6不锈钢10.3×10-6玻璃5×10-6青钢18.5×10-6聚乙烯10×10-6水和蒸汽管道的热伸长量∆L (mm)0.5 1.0 1.8 2.7 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10 12 14 16 20 25管段长L t2 热媒温度(℃)40 60 70 80 90 95 100 110 120 130 140 143 151 158 164 170 175 179 183 191 197 203 214 2255 3 4 4 56 6 678 89 9 10 10 10 11 11 11 12 12 12 13 13 14 10 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 18 19 20 21 21 22 22 23 24 24 25 26 28 15 8 11 13 15 17 18 19 21 23 24 26 27 28 30 31 32 33 33 34 35 37 38 39 41 20 11 15 18 20 23 24 25 28 30 33 35 36 38 40 41 43 44 45 46 4725 14 19 22 25 28 30 31 34 38 41 44 45 47 50 51 53 55 56 57 59 61 63 66 68 30 17 23 26 30 34 36 38 41 45 49 53 54 57 60 62 64 66 67 69 71 73 75 79 82 35 19 26 31 35 40 42 44 48 53 57 61 63 66 70 72 74 77 79 80 83 85 88 92 97 40 22 30 35 40 45 48 50 55 60 65 70 72 76 80 82 85 88 90 92 94 97 100 101 110 45 25 34 40 45 51 54 56 62 68 73 79 81 85 90 92 96 99 101 103 106 109 112 118 124 50 27 38 44 50 57 60 63 69 75 81 88 89 95 99 103 106 110 112 114 118 121 125 131 138 55 30 41 48 55 62 66 69 76 83 89 96 99 104 109 113 117 120 123 126 129 134 137 145 152 60 33 45 53 60 68 71 75 83 90 98 105 107 114 119 123 128 131 134 137 141 146 150 158 165 65 35 49 57 65 74 77 81 89 98 106 114 116 123 129 133 138 142 145 148 153 158 162 171 179 70 38 53 62 70 79 83 88 96 105 113 123 125 132 139 144 149 154 157 160 165 170 175 184 193 75 41 56 66 75 85 89 94 103 113 122 131 134 142 148 154 159 164 168 172 176 182 187 197 203 80 44 60 70 80 90 95 100 110 120 130 140 143 152 158 164 170 175 180 183 188 194 200 210 220 85 46 64 75 85 96 01 106 117 128 138 149 152 161 168 174 180 186 190 194 200 206 212 224 248 90 49 68 79 90 02 07 113 124 135 146 157 161 171 178 185 191 197 200 205 212 218 225 236 248 95 52 71 83 95 07 13 119 130 143 154 166 170 180 188 195 202 208 212 217 223 230 237 250 262 100 54 75 88 00 13 19 125 137 150 163 175 179 190 198 205 212 219 224 229 235 243 250 263 276 105 57 79 92 05 19 23 131 144 158 170 184 188 199 208 215 223 230 235 240 247 255 262 276 290 110 60 83 96 10 24 31 138 151 165 180 194 197 288 218 226 234 240 246 252 259 267 274 290 304说明：上表是按公式：∆L = 0.012×L（t2－t1）(mm)，安装温度－5℃时编制的。
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第二章 管材的线膨胀及伸缩器第一节 管材的线膨胀及伸缩量的计算一、热膨胀量的计算管道安装完毕投入运行时，常因管内介质的温度与安装时环境温度的差异而产生伸缩。
另外，由于管道本身工作温度的高低，也会引起管道的伸缩。
实验证明，温度变化而引起管道长度成比例的变化。
管道温度升高，由于膨胀，长度增加；温度下降，则由于收缩，长度缩短。
温度变化1度相应的长度成比例变化量称为管材的线膨胀系数。
不同材质的材料线膨胀系数也不同。
碳素钢的线膨胀系数为12×10—6／℃，而硬质聚氯乙烯管的线膨胀系数为80X10—6／℃，约为碳素钢的七倍。
管材受热后的线膨胀量，按下式进行计算：()L t t L 21-=∆α式中△L ——管道热膨胀伸长量(m)；α——管材的线膨胀系数(1／K)或(1／℃)； t 2——管道运行时的介质温度(℃)；t l ——管道安装时的温度(℃)，安装在地下室或室内时取t 1=—5℃；当室外架空敷设时，t 1应取冬季采暖室外计算温度；L ——计算管段的长度(m)。
不同材质管材的。
值见表2—1。
表2—1不同材质管材的线膨胀系数()L t t L 2161012-⨯=∆-式中12×10—6——常用钢管的线膨胀系数(1／)。
根据式(2—2)制成管道的热伸长量△L 表(见表2—2)，由表中可直接查出不同温度下相应管长的热伸长量。
例有一段室内热水采暖碳素钢管道，管长70m ，输送热水温度为95℃，试计算此段管道的热伸长量。
解根据钢管的热膨胀伸长量计算式(2—2)△L=12×10—6(t 1—t 2)L=12×10—6（95+5）×70=0.084m由已知管长及送水温度，直接查表2—2，也可得管道的热伸长量△L 。
如果管道中通过介质的温度低于环境温度，则计算出来的是缩短量。
表2—2水和蒸汽管道的热伸长量△L表(m)二、热应力计算如果管道两端不固定，允许它自由伸缩，则热伸缩量对管予的强度没有什么影响。
若在管子的两端加以限制，阻止管子伸缩，这时在管道内部将产生很大的热应力，热应力的计算式为σEε=式中σ——管材受热时所产生的热应力(MN／m2)；E——管材的弹性模量(MN／m2)，碳素钢的弹性模量E=20．104×104MN／m2；ε——管段的相对变形量，ε=△L/L为管段的热膨胀量(m)；L为在室温下安装的管段原长度(m)。
由上式可见，管道受热时所产生的热应力，仅与管材的弹性模量、线膨胀系数、管段的长度及管道受热时温度的变化幅度有关，而与管径大小及管壁厚薄无关。
如果将式(2—1)代人ε=△L/L中，那么ε=α△t，则热应力的计算式可写成为σ=Eα△t从而可知，当管道材质确定以后，温度差△t是决定热应力的最主要的因素。
对于碳素钢管，线膨胀系数取12×10—6m／(m℃)，弹性模量取20.104×104MN／m2。
那么，钢管的热应力计算式可简化为σ=2.4125△t利用式，可以很容易地计算出钢管受热时所产生的热应力。
例 有一段两端固定的碳素钢管，安装时室温为—5℃，投入运行后管子温度为130℃，求该管道由于热膨胀所产生的热应力。
解 管道投入运行后与安装时的温度差△t=130—(—5)=135℃因此，热膨胀应力σ=2.4125△t=2.4125×135=325.69MN ／m 2由以上计算可以看出，管道受热后所产生的热应力远远超过了钢管及接头等配件的容许应力(σ钢=129.45MN ／m 2)，要想阻止管道的伸缩，任何固定支架及构筑物都是无能为力的，只有选用适当的补偿装置，任其自由伸缩，消除热应力，才能确保管道系统的安全运行。
第二节管道的固定支架及自然补偿一、管道的固定支架为了防止管道受热后上下左右移动，在管道系统中普遍设置固定支架。
固定支架间的管道因受热膨胀所产生的伸长量由管道本身的弯曲部件或管道中设置的伸缩器进行补偿。
只有当钢管的温度变化(△t )小于32℃时，管道的热应力不超过钢材的许用应力，才不考虑补偿的问题。
管道安装中应尽量利用其本身弯曲部件的补偿能力。
由固定点起，允许不装伸缩器的直管段长度L 见表2—3，该表同时适用于带有支管的干管，如图2—1所示。
表2—3由固定点起，允许不装伸缩器的直管段的最大长度(m)图2—1带有支管的干管 1—固定点2—千管3—支管当受热管段本身弯曲部件的补偿能力不能满足要求时，在管道中必须设置补偿装置，其固定支架间的最大间距见表2—4。
固定支架安装时，一般直接栽人墙内或固定在柱子上，其埋人墙内的深度最好与壁厚相等，四周空隙用150号碎石混凝土灌注。
在地沟墙上安装较大管道固定支架，可在砌筑地沟时，在安装位置预留400mmX300mm 方孔，然后在预留位置固定好需设置的固定支架，再用碎石混凝土灌注捣实。
表2—4热力管道固定支架间的最大间距二、自然补偿管道系统中弯曲部件的转角不大于150°时，均可做为自然补偿装置。
其优点是简单、可靠。
但弯管转角大于150°时；不能做为自然补偿装置，否则会产生侧向移动过多的现象，严重时使管道系统损坏。
此外，在自然补偿管段的拐弯处附近，最好采用焊接，不应采用法兰连接接头，尤其不能采用法兰连接的弯头。
因为有法兰连接方式的接头时，由于管道热膨胀自然补偿产生的剪切力的作用，法兰处容易发生事故。
常见的自然补偿部件有L 形和Z 形两种。
1．L 形管段的自然补偿如图2—2所示的L 形管段。
11为其短臂，L1为长臂，其夹角为90°～150°。
受热后，产生如图2—2中虚线所示的变形，使管段内的热应力得到减小，从而起到一定的自然补偿作用。
同时，管段两边固定点A 、B 处产生弯曲应力，其中短臂固定点A 处的弯曲应力最大，需要通过计算加以校核，看其是否超过管材许用弯曲应力。
在实际工作中，常常根据长臂的热伸长量和管材的许用弯曲应力反求出短臂的最小长度，看其是否合适。
如果短臂长度小于最小长度，则可适当调整两固定点的位置，增加短壁长度或减小长臂长度，使两臂长度相适应。
对于两臂夹角为90°的L 形碳素钢管，当已知长臂的长度并计算出其热伸长量时，可用下式粗略地计算出自然补偿所需短臂的长度。
3001.11WLD L ∆= 图2—2 L 形管段的自然补偿 式中L1——短臂长度(m)；△L ——长臂上的热伸长量(mm)； D W ——管子外径(mm)。
例 已知外径为159mm 的碳素钢管直角L 形管段，其长臂长度L=20m ，温差△t=200℃，求自然补偿所需短臂的长度L1。
解由式(2—2)可知，长臂的热伸长量为△L 二0．012△TL=0．012×200×20=48mm 将△L 之值代人式(2—5)，则所需短臂的长度为m LD L W 55.5300159481.13001.11=⨯=∆= 2．Z 形管段的自然补偿在管道上的两固定点之间，由两个90°角组成的Z 形管段，受热后产生如图2—3中虚线所示的弹性变形，借以减小管段的热应力，从而起到一定的补偿作用。
图2—3 Z 形管段的自然补偿根据该管段所产生的弯曲应力不应大于管材的许用弯曲应力的要求，可以推算出其垂直臂长L 的计算公式()k LED L W1216+∆=σ式中L ——垂直臂长度(删)；△L ——热伸长量，△L=△LI+△L2(cm)； Z ——材料的弹性模量(Pa)； D W ——管子外径(恤)；σ——管子的弯曲许用应力(h)；k ——短臂与垂直臂长之比，k=L1/L 。
当实际垂直臂长小于计算出来的上值时，应适当调整两平行管段的长度，即缩短长臂，加长短臂，使其总长不变。
或者适当加长垂直臂。
第三节伸缩器的选用和安装当利用管道中的弯曲部件不能吸收管道因热膨胀所产生的变形时，在直管道上每隔一定距离应设置伸缩器。
补偿的方法是：用固定支架将直管路按所选伸缩器的补偿能力分成若干段，每段管道中设置一伸缩器，吸收热伸缩，减小热应力。
常用的伸缩器有方形、套管式及波形等几种，其选用和安装方法分述如下：一、方形伸缩器方形伸缩器由四个90°弯管组成。
弯管应尽量用无缝钢管煨制，组成方形伸缩器的弯管其弯曲半径取R ≥4D ，在乎台上进行组对，四个弯曲角应在同一平面上。
方形伸缩器制作维修方便，补偿能力大，运行可靠，在供热管网中得到广泛应用。
只有当安装地点受限制时，才选用其它类型的伸缩器。
方形伸缩器根据边长和臂长的比值不同而分为四种类型，如图2—4所示。
选用时先根据管段长度和输送介质温度及管径，从表2—2中查出热伸长量△L，再由表2—5介绍的各类型方形伸缩器的尺寸和补偿能力直接选型。
图2—4 方形伸缩器的类型伸缩器应在两固定支架间的管道安装完毕，并牢固固定后才进行安装。
吊装时，应使其受力均匀，起吊应平稳，防止变形。
吊装就位后，必须将两臂预拉或预撑其补偿量的一半(即△L/2)，偏差不应大于±10mm，以充分利用其补偿能力。
预拉伸焊缝位置应选择在距伸缩器弯曲起点2～2.51m处。
常用如图2—5所示的拉管器进行预拉。
操作方法有两种：一种是利用一个拉管器进行冷拉，如图2—6所示；先将未拉伸的伸缩器的一端与管道找平焊牢固定，另一端与直管末端预留△L/2的间隙，然后把拉管器安装在待焊的接口上，拧紧拉管器螺栓，拉开伸缩器到管子接口处对齐焊好。
另一种是利用两个拉管器分别安装在伸缩器两侧接口处同时进行冷拉，每侧拉伸量为△L／4，如图2—7所示。
图2—5拉管器1—止滑环2—角钢3—螺栓4—法兰图2—6利用一个拉管器冷拉示意图图2—7利用两个拉管器冷拉示意图另一种方法是用千斤顶把伸缩器的两长臂撑开来实现预拉，如图2—8所示。
图2—8利用千斤顶冷拉方形伸缩器示意图方形伸缩器一般水平安装，其安装坡度应与连接管道相同，以利于介质流过，不应有横向倾斜。
当必须横向倾斜或垂直安装时，则应在易积水处装设排水阀。
方形伸缩器与管道连接好后，为避免焊缝产生拉开、裂纹缺陷，一定要注意待焊缝完全冷却后，方可将预拉器具拆除。
二、套管式伸缩器套管式伸缩器有铸铁制和钢制两种，如图2—9所示。
通常用在管径大于l00mm，且工作压力小于1．568MPa(钢制)及1．274MPa(铸铁制)的管路中。
套管式伸缩器有较大的补偿能力，占地小，安装简单，但易漏水，需要经常检修更换填料。
因此，在遇水能发生危险的场合，以及埋地敷设的管道上，不能安装这种伸缩器。
套管式伸缩器分单向和双向伸缩两种。
单向伸缩器应安装在固定支架旁边的平直管道上，双向伸缩器应安装在两固定支架的中间。
安装前应将伸缩器拆开，检查内部零件及填料是否齐备，质量是否符合要求。
安装时，要求伸缩器中心线和直管段中心线一致，不得偏斜，并在靠近伸缩器的两侧各设置一个导向支架(导向支架可参照弧形板滑动支架形式进行制作)，以免管道运行时偏离中心位置。