直埋式补偿器在城市供热管网中的应用

摘要:直埋补偿器（又称直埋偿器）主要用于直埋管线的轴向补偿，具有抗弯能力，在城市复杂的供热管网应用中具有超强的灵活性，对城市供热管网的推广和普及有及其重要的作用。本文详细论述直埋式补偿器的工作原理及特点，探讨其在城市供热管网中的实际应用情况，并提出相关改进建议。

关键词:直埋式补偿器；工作原理；城市供热管网；应用；改进建议

中图分类号： TU833 文献标识码： A

常用的直埋式补偿器有直埋式波纹补偿器和直埋式套筒补偿器。其身兼外压式补偿器和自由补偿直埋式补偿器的双重优点，具有很强的抗弯能力以及补偿量大、寿命长等优势，在热网管道施工中被大量广泛的应用。直埋式补偿器的选用和安装与自由补偿直埋式波纹管补偿器的条件和步骤基本相同。

1 直埋式补偿器的工作原理及特点

1.1 直埋式补偿器的工作原理

1.1.1直埋式波纹补偿器工作原理 通过利用波纹管的弹性变形，在管线、导管或容器由于热胀冷缩等原因而产生伸缩变形导致其尺寸变化时，对这些尺寸变化进行相应的补偿，确保整个城市供热管网通畅。

1 钢管; 2波纹管; 3 外壳; 4 导向环; 5 密封套; 6予拉杆

直埋波纹补偿器结构

1.1.2 直埋式套筒补偿器工作原理 利用自身的弹性变形功能，补偿管道由于热变形、机械变形和各种机械振动而产生的轴向、角向、侧向及其组合位移，补偿器具有耐压、密封、耐腐蚀、耐温度、耐冲击、减振降噪的功能，能够有效的降低管道变形率和提高管道使用寿命。

1.2 直埋式补偿器的工作特点

1.2.1直埋式波纹补偿器主要适用于在供热网中的轴向补偿，它同时具有超强的抗弯能力，因此无需考虑管道的下沉现象。具有抗土壤压力，能够自导向，并能达到与直埋管道同寿命、不需维修及更换的特点。

1.2.2直埋式套筒补偿器能够吸收补偿管道的轴向、横向以及角向的因为所通过热量变化而导致的热变形。吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。另外对于地震、地陷对管道的变形量也可以进行吸收。直埋式套筒补偿器在城市供热管网上，为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，此时在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁和在阀件或支架结构上的作用力。

2 直埋式补偿器在供热管网中应用

在国内城市集中供暖的早期的发展阶段，我国引进北欧直埋式补偿器加工技术，大力推进整体加热管道直接埋地的发展，但补偿器仍然只是被安装在井室，以方便对补偿器设置。由于不同地区有不同的环境气温，其中一些补偿器常年或季节性的被浸在水中，因此在消耗了管道中大量的热量的同时还严重缩短了补偿器的使用寿命。因此，自从20世纪90年代开始进行推广直埋式波纹管，以减少对安装埋地管道的固定墩的设置。随着时间的流逝，各位奋战在一线的科研人员相继设计开发出了无需固定的直埋式波纹补偿器。对于沿海城市中的个别地区在氯化物含量超标的地下水问题出现多年以后，终于开发出了复合无固定直埋波纹管补偿器。这种补偿器目前被广泛运用在各大城市的供热管网中，对于地下酸碱性物质的腐蚀性能够起到有效的防止作用。

3 直埋式补偿器在实际运用中的存在的问题

直埋式补偿器在实际应用过程中的问题: 直埋式补偿器自身的质量问题; 对于直埋式补偿器的具体型号选择;直埋式补偿器工作环境问题; 直埋式补偿器的材质选择问题; 直埋式补偿器自身设计的疲劳强度极限和使用寿命问题; 直埋式补偿器的具体安装问题；直埋式补偿器的后期维修问题。90％的事故是由于直埋式补偿器的工作环境恶劣导致的，在酸碱性等腐蚀物质中被过度腐蚀而导致管道强度下降，载荷过大，超出管道所能承受的范围而导致补偿器开裂。其次，工作状态不平稳也是造成补偿器损坏的主要原因，而导致补偿器失稳被破坏的原因非常复杂。而失稳现象会导致不规则塑性变形或塑性变形，在及其严重时，补偿器可能产生撕裂或使焊缝开裂。

4 直埋式补偿器存在问题的改进建议

4.1补偿器暴裂多半都是因为应力腐蚀造成。施工时所填的土(砂)必须要严格满足设计施工的规范、严格控制填土的密实度,严抓施工质量; 对管道及管墩进行施工之后, 注意避免在完成回填土工程时由于天气原因或其他原因导致管道(墩)的没有填土的部位长时间严重积水一旦大量积水，必须立即清理, 以防管道产生不均匀下降; 波纹补偿器设计加工时，必须对设计要求进行严格把关;

4.2一般补偿器失稳状态, 多在管道系统安装后进行管道强度试验期间, 就已经显现并得到妥善处理。

4.3对地下敷设的供热管道网络时，对于补偿器型号的选择, 必须安照设计中对补偿器的疲劳寿命要求，综合需用应力，单个波形变化的所产生的补偿位移量这三个数据要求来确定补偿器的型号。

5 小结

直埋式补偿器在城市供热管网中有很大的发展前景，只要周围环境良好，几乎在寿命年限内不会发生大的故障问题。然而，近年来，城市的低下管道分布复杂，城市的低下土壤环境情况不容乐观。同时，由于大量工厂超标排污，导致环境污染，空气中，土壤中的酸碱性失衡。要想彻底地解决补偿器被应力腐蚀破坏的问题,就必须标本兼治。首先切断与腐蚀源的接触。据了解，我国目前约90% 的直埋敷设供热管道网工程施工时, 补偿器采用直接和管道焊接成为一个整体，并就这个整体直接施工保温层和保护层。治标不忘治本，要举全国之力，齐心协力保护我们所生存的环境，改善我们的环境，这样我们才能够有一个更美好的生活环境。

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