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【摘 要】中国一拖集团公司红山工业园区新建的三个工程项目中管道种类多，涉及蒸汽、采暖、压缩空气、供油管道等，安装内容齐全，本文针对其中的补偿器安装质量通病进行分析以及监理工作要点进行总结。
【关键词】补偿器；安装质量通病；旁站；监理要点
On the construction and installation supervision of the compensator
Luo Xiang-yang
(Henan Luoyang drag Construction Supervision Co., Ltd Luoyang Henan 471004)
【Abstract】China First Tractor Group Corporation Hongshan Industrial Park, three new types of projects in the pipeline, involving steam, heating, compressed air, oil pipelines, installation of the content is complete, this installation for which the compensation analysis and supervision of quality defects summarize the main points.
【Key words】Compensator;Installation quality defects;Next to the station;Supervision points
补偿器主要用于补偿管道受温度变化而产生的热胀冷缩，其类型通常包括自然补偿器、方形补偿器、套筒补偿器、波纹补偿器等。补偿器是管网中的重要管道部件，对管网的运行安全起到举足轻重的作用，正确的安装是保障其发挥作用的根本，因此其安装位置必须符合设计要求，并应按设计要求或产品说明书进行预拉伸（预压缩）。
1. 方形补偿器安装
常用无缝钢管煨制而成，D≤150mm时用冷弯法制作，D＞150mm时用热弯法制作。曲率半径通常为3～4D，补偿能力为30mm～250mm。一般热力管网采用较多，只有现场空间所限无法使用时才选用其他类型的补偿器。
1.1 方形补偿器安装中存在的质量通病
（1）煨制焊口位置不正确；
（2）方形补偿器两侧的第一个支架安装不正确；
（3）不作预拉伸。
1.2 安装监理要点。
1.2.1 安装前，应检查方形补偿器的制作是否符合设计及有关标准的要求。
（1）当管径≤40mm时，宜采用整根无缝钢管或焊接钢管煨制而成，若采用焊接钢管煨制，应注意焊缝应放在受力小变形小的部位；当管径＞40mm时，采用两根或三根无缝钢管煨制后焊成，其焊口位置应设在直臂的中间。因其顶部受力最大，要求顶部用一根管子煨成，不准顶部有焊接口存在。
（2）方形补偿器组对时，应在平台或平地上连接。连接点应设在受力较小的垂直臂的中部位置。组对时要求尺寸正确，四个弯曲角要在同一个平面上，四个弯曲角都是90°。避免运行后造成横行位移，使支架偏向受力。
1.2.2 安装时用水平尺检查，调整支架，使方形补偿器的三个臂是否在一个水平上，并使方形补偿器位置、标高正确，坡度符合规定。
水平安装时应与管道坡度、坡向一致。垂直安装时，高点应设放气阀，低处应设防水阀。
1.2.3 方形补偿器两侧的第一个支架为滑动支架，宜设在距补偿器弯头0.5m～1.0m处，不应设置导向和固定支架。导向支架距补偿器外臂的距离为40倍管道公称直径的长度。
1.2.4 旁站伸缩器预拉伸过程，并签署预拉伸记录。
（1）预拉伸前，应检查固定支架是否已固定牢固；
（2）预拉焊口的位置应在距方形补偿器直臂2～2.5m处；
（3）预拉伸可两侧分别进行，也可两侧同时进行；
（4）方形补偿器预拉长度应按设计要求拉伸，无要求时为其伸长量的一半。
管道热伸长量的计算公式：
△L=αL（t2-t1）
式中： △L——管道的热伸长量（mm）；
α——管材的线膨胀系数（钢管为0.012mm/m℃，铜管为0.018mm/m℃。）；
L——管道计算长度（m）；
t2——热媒温度（℃）；
t1——管道安装时的温度（℃），一般取-5℃。
2. 套筒补偿器安装
套筒补偿器分单向和双向两种，选用原则是：管径一般应大于100mm，工作压力不大于1.6MPa，安装方型补偿器有困难的管道上，但它不适于在埋地或不通行地沟内以及遇水可能发生危险的场合使用，原因是填料发生渗漏时不宜监测和更换。
2.1 套筒补偿器安装中存在的质量通病
（1）不进行预拉伸；
（2）单向套筒补偿器安装方向错误；
（3）补偿器两侧无支架，特别是处在两柱距之间时；
（4）水压试验合格后套筒补偿器丝杆未应松开或去掉。
2.2 套筒补偿器安装监理要点。
2.2.1 套筒补偿器安装前，应将其拆开，检查内部零件及填料是否齐全，质量是否符合要求。填料应采用涂有石墨粉的石棉盘根或浸过机油的石棉绳。
2.2.2 套筒补偿器安装前，安装管道时应将补偿器的位置和长度留出，在管道两端各焊一片法兰盘，并检查法兰是否垂直于管道中心线。
2.2.3 套筒补偿器安装时，应进行预拉伸，其预拉伸长度应符合设计要求。当设计无要求时，可按下表预拉伸。旁站预拉过程，并签署预拉伸记录（见表1）。
2.2.4 单向套筒补偿器应安装在固定支架近旁的平直管道上，并将外套管一端朝向管道的固定支架，内套筒一端与产生热膨胀的管道相连，内套筒且应安装在介质的流入端。双向套筒补偿器应安装在两固定支架中间。
2.2.5 套筒补偿器中心线和直管段一致，不得偏斜，并在靠近补偿器两侧（单向套筒补偿器在其活动侧）各设置1～2个导向滑动支架，保证运行时自由伸缩，不偏离中心。
2.2.6 管道安装完毕、水压试验合格后套筒补偿器丝杆应松开或去掉，以免影响管道工作时的伸缩。
2.2.7 套筒补偿器压盖的松紧程度在试运行阶段进行调整，以不漏水、不漏气，内套筒又能伸缩自如为宜。
3. 波纹补偿器安装
波形补偿器分为轴向型、横向型、角向型三大类型，其中常用的是轴向型补偿器，又分为内压式、外压式补偿器；横向型补偿器主要是大拉杆横向补偿器。由于波形补偿器的强度较弱、补偿能力小，轴向推力大，常用于直径较大（≥150mm）的管路上。
3.1 轴向型波纹补偿器的安装。
该补偿器主要补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它来补偿角位移。该类补偿器结构简单，价格低，因而常被优先选用。
3.1.1 轴向型波纹补偿器安装中存在的质量通病
（1）不了解补偿器出厂前是否已做预拉伸（预压缩），而安装时不进行预拉伸（预压缩）；
（2）补偿器距固定支架较远，导向支架的间距安装不规范；
（3）补偿器两侧附近无支架，特别是处在两柱距之间时变形量较大，影响补偿器的正常工作。
（4）水压试验合格后，拉杆不及时拆除。
3.1.2 波纹补偿器安装监理要点。
3.1.2.1 使用前必须搞清楚是内压还是外压型，安装前应了解补偿器出厂前是否已做预拉伸（预压缩），并检查相关记录。
内压式在安装前需要根据环境温度需要预拉伸，则外压式在安装前需要根据环境温度需要预压缩。如未进行则应补做预拉伸（预压缩），应旁站预拉伸（预压缩）过程，并签署预拉伸（预压缩）记录。
补偿器的轴向预变形量△X由下式确定：
△X=X［1/2-(T0-Tmin)/(Tmax-Tmin)］
X——轴向补偿量mm；
T0——安装温度；
Tmax——最高使用温度；
Tmin——最低使用温度。
△X为正值时，表示“预拉”，△X为负值时，表示“预压”。
3.1.2.2 波纹补偿器安装前，安装管道时应将补偿器的位置留出，并检查预留的长度是否符合设计要求。在管道两端各焊一片法兰盘，并检查法兰是否垂直于管道中心线。
3.1.2.3 安装时检查介质的流向是否正确，即从焊端流向自由端；坡度是否与管道一致。
3.1.2.4 补偿器一端应靠近固定支架，并检查波纹补偿器与第一导向支架、第一导向支架与第二导向支架距离是否符合设计或相关规定。
（1）第一导向支架与补偿器端部的距离不得超过4倍管径；
（2）第二导向支架与第一导向支架的距离不得超过14倍管径；
（3）第二导向支架以外的最大导向间距由下式确定：
LGmax= 0.0157E×I／PA±K×ex
式中：LGmax——最大导向间距（m）；
P——最高工作压力（MPa）；
E——管道材料弹性模量（N/cm2）；
A——有效面积（cm2）；
I——管道断面惯性矩（cm4）；
K——单波曲向刚度（N/mm），
K=∑K×n
∑K——轴向刚度（查产品样本）；
n——波数（查产品样本）；
ex——单波轴向位移量（mm），
ex =X0/n
X0——系统设计选用波纹补偿器的额定位移量。
3.1.2.5 待管道安装完毕、水压试验合格后，拆除临时固定装置。
3.2 大拉杆横向补偿器的安装［4］
大拉杆式横向补偿器是由两个相同的波纹管及端管、端板和拉杆组成的挠性部件，通过波纹管的角偏转可吸收管道单平面或多平面的横向位移。具有补偿量大、刚性小、无介质压力推力、安全、无泄漏、造价低等优点，但存在体积庞大、重量大，不便于安装、更换等缺点。在室内、外供热管网中广泛应用。
3.2.1 大拉杆横向补偿器安装中存在的质量通病
（1）不熟悉补偿器上的大拉杆和长拉杆（运输保护螺栓）的作用，不调整或盲目调整；
（2）不进行预拉伸；
（3）预拉伸造成补偿器变形。
3.2.2 大拉杆横向补偿器安装监理要点
（1）当大拉杆补偿器在安装前，沿热膨胀反方向进行实际横向膨胀量1/2的“冷紧”。并旁站预拉过程，并签署预拉伸记录。
不允许靠补偿器变形来配合管道预拉，防止安装中的不对中、不平整等其他应力作用在波纹管上而拉伤补偿器。
（2）通常采用垂直安装方式，不过多地占用厂房内的空间，但在管道翻高前必须加装疏水装置以防水击，增加了管道疏水量。
（3）补偿器上的大拉杆是安装运输“冷紧”用的，不可作为承力件，补偿器在管道上安装完毕后，必须将其拆除，方可投入运行。
（4）补偿器上长拉杆（运输保护拉杆）螺栓出厂前已调好间距，安装前长拉杆是松动的，在补偿器工作变形后，长拉杆可以起到限制变形量，保护波纹管的作用，不必再作调整。
（5）水压试验时，应对装有补偿器管路端部的支架进行加固，确保使管路不发生移动或转动。冬季施工时水压试验结束后，垂直安装大拉杆横向补偿器及管网中的积水应尽快排净。
（6）在安装和工作的任何时候，补偿器本体都不得承受扭矩，以免破坏补偿器的波纹管件。
4. 结束语
通过对补偿器安装中常见质量通病的总结，并对产生质量通病的原因进行分析，采取预控措施，较好地完成安装工程的监理工作。管网运行一年来，系统工作正常，更没有因补偿器的原因出现影响生产的事件。
参考文献
［1］ GB50242-2002 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范.
［2］ GB50235-97 工业金属管道工程施工及验收规范.
［3］ 陆耀庆，主编. 实用供热空调设计手册 .北京：中国建筑工业出版社，1987.
［4］ 张丽霞、冯朝晖. 大拉杆补偿器在供热管网中的应用. 北京. 设备管理与维修. 2005年第05期.
［文章编号］1006-7619（2011）07-22-771
［作者简介］ 罗向阳（1970.3-），男，籍贯：河南省洛阳市人，职称：注册监理工程师，项目总监，工作单位：洛阳一拖工程建设监理有限公司，主要从事房屋建筑及市政公用工程监理。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】补偿器；安装质量通病；旁站；监理要点
On the construction and installation supervision of the compensator
Luo Xiang-yang
(Henan Luoyang drag Construction Supervision Co., Ltd Luoyang Henan 471004)
【Abstract】China First Tractor Group Corporation Hongshan Industrial Park, three new types of projects in the pipeline, involving steam, heating, compressed air, oil pipelines, installation of the content is complete, this installation for which the compensation analysis and supervision of quality defects summarize the main points.
【Key words】Compensator;Installation quality defects;Next to the station;Supervision points
补偿器主要用于补偿管道受温度变化而产生的热胀冷缩，其类型通常包括自然补偿器、方形补偿器、套筒补偿器、波纹补偿器等。补偿器是管网中的重要管道部件，对管网的运行安全起到举足轻重的作用，正确的安装是保障其发挥作用的根本，因此其安装位置必须符合设计要求，并应按设计要求或产品说明书进行预拉伸（预压缩）。
1. 方形补偿器安装
常用无缝钢管煨制而成，D≤150mm时用冷弯法制作，D＞150mm时用热弯法制作。曲率半径通常为3～4D，补偿能力为30mm～250mm。一般热力管网采用较多，只有现场空间所限无法使用时才选用其他类型的补偿器。
1.1 方形补偿器安装中存在的质量通病
（1）煨制焊口位置不正确；
（2）方形补偿器两侧的第一个支架安装不正确；
（3）不作预拉伸。
1.2 安装监理要点。
1.2.1 安装前，应检查方形补偿器的制作是否符合设计及有关标准的要求。
（1）当管径≤40mm时，宜采用整根无缝钢管或焊接钢管煨制而成，若采用焊接钢管煨制，应注意焊缝应放在受力小变形小的部位；当管径＞40mm时，采用两根或三根无缝钢管煨制后焊成，其焊口位置应设在直臂的中间。因其顶部受力最大，要求顶部用一根管子煨成，不准顶部有焊接口存在。
（2）方形补偿器组对时，应在平台或平地上连接。连接点应设在受力较小的垂直臂的中部位置。组对时要求尺寸正确，四个弯曲角要在同一个平面上，四个弯曲角都是90°。避免运行后造成横行位移，使支架偏向受力。
1.2.2 安装时用水平尺检查，调整支架，使方形补偿器的三个臂是否在一个水平上，并使方形补偿器位置、标高正确，坡度符合规定。
水平安装时应与管道坡度、坡向一致。垂直安装时，高点应设放气阀，低处应设防水阀。
1.2.3 方形补偿器两侧的第一个支架为滑动支架，宜设在距补偿器弯头0.5m～1.0m处，不应设置导向和固定支架。导向支架距补偿器外臂的距离为40倍管道公称直径的长度。
1.2.4 旁站伸缩器预拉伸过程，并签署预拉伸记录。
（1）预拉伸前，应检查固定支架是否已固定牢固；
（2）预拉焊口的位置应在距方形补偿器直臂2～2.5m处；
（3）预拉伸可两侧分别进行，也可两侧同时进行；
（4）方形补偿器预拉长度应按设计要求拉伸，无要求时为其伸长量的一半。
管道热伸长量的计算公式：
△L=αL（t2-t1）
式中： △L——管道的热伸长量（mm）；
α——管材的线膨胀系数（钢管为0.012mm/m℃，铜管为0.018mm/m℃。）；
L——管道计算长度（m）；
t2——热媒温度（℃）；
t1——管道安装时的温度（℃），一般取-5℃。
2. 套筒补偿器安装
套筒补偿器分单向和双向两种，选用原则是：管径一般应大于100mm，工作压力不大于1.6MPa，安装方型补偿器有困难的管道上，但它不适于在埋地或不通行地沟内以及遇水可能发生危险的场合使用，原因是填料发生渗漏时不宜监测和更换。
2.1 套筒补偿器安装中存在的质量通病
（1）不进行预拉伸；
（2）单向套筒补偿器安装方向错误；
（3）补偿器两侧无支架，特别是处在两柱距之间时；
（4）水压试验合格后套筒补偿器丝杆未应松开或去掉。
2.2 套筒补偿器安装监理要点。
2.2.1 套筒补偿器安装前，应将其拆开，检查内部零件及填料是否齐全，质量是否符合要求。填料应采用涂有石墨粉的石棉盘根或浸过机油的石棉绳。
2.2.2 套筒补偿器安装前，安装管道时应将补偿器的位置和长度留出，在管道两端各焊一片法兰盘，并检查法兰是否垂直于管道中心线。
2.2.3 套筒补偿器安装时，应进行预拉伸，其预拉伸长度应符合设计要求。当设计无要求时，可按下表预拉伸。旁站预拉过程，并签署预拉伸记录（见表1）。
2.2.4 单向套筒补偿器应安装在固定支架近旁的平直管道上，并将外套管一端朝向管道的固定支架，内套筒一端与产生热膨胀的管道相连，内套筒且应安装在介质的流入端。双向套筒补偿器应安装在两固定支架中间。
2.2.5 套筒补偿器中心线和直管段一致，不得偏斜，并在靠近补偿器两侧（单向套筒补偿器在其活动侧）各设置1～2个导向滑动支架，保证运行时自由伸缩，不偏离中心。
2.2.6 管道安装完毕、水压试验合格后套筒补偿器丝杆应松开或去掉，以免影响管道工作时的伸缩。
2.2.7 套筒补偿器压盖的松紧程度在试运行阶段进行调整，以不漏水、不漏气，内套筒又能伸缩自如为宜。
3. 波纹补偿器安装
波形补偿器分为轴向型、横向型、角向型三大类型，其中常用的是轴向型补偿器，又分为内压式、外压式补偿器；横向型补偿器主要是大拉杆横向补偿器。由于波形补偿器的强度较弱、补偿能力小，轴向推力大，常用于直径较大（≥150mm）的管路上。
3.1 轴向型波纹补偿器的安装。
该补偿器主要补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它来补偿角位移。该类补偿器结构简单，价格低，因而常被优先选用。
3.1.1 轴向型波纹补偿器安装中存在的质量通病
（1）不了解补偿器出厂前是否已做预拉伸（预压缩），而安装时不进行预拉伸（预压缩）；
（2）补偿器距固定支架较远，导向支架的间距安装不规范；
（3）补偿器两侧附近无支架，特别是处在两柱距之间时变形量较大，影响补偿器的正常工作。
（4）水压试验合格后，拉杆不及时拆除。
3.1.2 波纹补偿器安装监理要点。
3.1.2.1 使用前必须搞清楚是内压还是外压型，安装前应了解补偿器出厂前是否已做预拉伸（预压缩），并检查相关记录。
内压式在安装前需要根据环境温度需要预拉伸，则外压式在安装前需要根据环境温度需要预压缩。如未进行则应补做预拉伸（预压缩），应旁站预拉伸（预压缩）过程，并签署预拉伸（预压缩）记录。
补偿器的轴向预变形量△X由下式确定：
△X=X［1/2-(T0-Tmin)/(Tmax-Tmin)］
X——轴向补偿量mm；
T0——安装温度；
Tmax——最高使用温度；
Tmin——最低使用温度。
△X为正值时，表示“预拉”，△X为负值时，表示“预压”。
3.1.2.2 波纹补偿器安装前，安装管道时应将补偿器的位置留出，并检查预留的长度是否符合设计要求。在管道两端各焊一片法兰盘，并检查法兰是否垂直于管道中心线。
3.1.2.3 安装时检查介质的流向是否正确，即从焊端流向自由端；坡度是否与管道一致。
3.1.2.4 补偿器一端应靠近固定支架，并检查波纹补偿器与第一导向支架、第一导向支架与第二导向支架距离是否符合设计或相关规定。
（1）第一导向支架与补偿器端部的距离不得超过4倍管径；
（2）第二导向支架与第一导向支架的距离不得超过14倍管径；
（3）第二导向支架以外的最大导向间距由下式确定：
LGmax= 0.0157E×I／PA±K×ex
式中：LGmax——最大导向间距（m）；
P——最高工作压力（MPa）；
E——管道材料弹性模量（N/cm2）；
A——有效面积（cm2）；
I——管道断面惯性矩（cm4）；
K——单波曲向刚度（N/mm），
K=∑K×n
∑K——轴向刚度（查产品样本）；
n——波数（查产品样本）；
ex——单波轴向位移量（mm），
ex =X0/n
X0——系统设计选用波纹补偿器的额定位移量。
3.1.2.5 待管道安装完毕、水压试验合格后，拆除临时固定装置。
3.2 大拉杆横向补偿器的安装［4］
大拉杆式横向补偿器是由两个相同的波纹管及端管、端板和拉杆组成的挠性部件，通过波纹管的角偏转可吸收管道单平面或多平面的横向位移。具有补偿量大、刚性小、无介质压力推力、安全、无泄漏、造价低等优点，但存在体积庞大、重量大，不便于安装、更换等缺点。在室内、外供热管网中广泛应用。
3.2.1 大拉杆横向补偿器安装中存在的质量通病
（1）不熟悉补偿器上的大拉杆和长拉杆（运输保护螺栓）的作用，不调整或盲目调整；
（2）不进行预拉伸；
（3）预拉伸造成补偿器变形。
3.2.2 大拉杆横向补偿器安装监理要点
（1）当大拉杆补偿器在安装前，沿热膨胀反方向进行实际横向膨胀量1/2的“冷紧”。并旁站预拉过程，并签署预拉伸记录。
不允许靠补偿器变形来配合管道预拉，防止安装中的不对中、不平整等其他应力作用在波纹管上而拉伤补偿器。
（2）通常采用垂直安装方式，不过多地占用厂房内的空间，但在管道翻高前必须加装疏水装置以防水击，增加了管道疏水量。
（3）补偿器上的大拉杆是安装运输“冷紧”用的，不可作为承力件，补偿器在管道上安装完毕后，必须将其拆除，方可投入运行。
（4）补偿器上长拉杆（运输保护拉杆）螺栓出厂前已调好间距，安装前长拉杆是松动的，在补偿器工作变形后，长拉杆可以起到限制变形量，保护波纹管的作用，不必再作调整。
（5）水压试验时，应对装有补偿器管路端部的支架进行加固，确保使管路不发生移动或转动。冬季施工时水压试验结束后，垂直安装大拉杆横向补偿器及管网中的积水应尽快排净。
（6）在安装和工作的任何时候，补偿器本体都不得承受扭矩，以免破坏补偿器的波纹管件。
4. 结束语
通过对补偿器安装中常见质量通病的总结，并对产生质量通病的原因进行分析，采取预控措施，较好地完成安装工程的监理工作。管网运行一年来，系统工作正常，更没有因补偿器的原因出现影响生产的事件。
参考文献
［1］ GB50242-2002 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范.
［2］ GB50235-97 工业金属管道工程施工及验收规范.
［3］ 陆耀庆，主编. 实用供热空调设计手册 .北京：中国建筑工业出版社，1987.
［4］ 张丽霞、冯朝晖. 大拉杆补偿器在供热管网中的应用. 北京. 设备管理与维修. 2005年第05期.
［文章编号］1006-7619（2011）07-22-771
［作者简介］ 罗向阳（1970.3-），男，籍贯：河南省洛阳市人，职称：注册监理工程师，项目总监，工作单位：洛阳一拖工程建设监理有限公司，主要从事房屋建筑及市政公用工程监理。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文