金属补偿器的密封结构与设计须知

金属补偿器主要用于输送微尘气体、烟雾、气体和其他气体的管道和设备系统，以补偿温度、机械振动和基础沉降引起的位移。金属补偿器应用于发动机排气系统管道中时，会流经高温气体介质，因此多数金属补偿器的设计采用硬性密封结构将补偿器连接在管道中。

金属补偿器是以波纹管为核心的扰性元件，在管线上可作轴向、横向和角向三个方向的补偿。

1、轴向补偿器为了减少介质的自激现象，在产品内部设有内套管，在很大程度上限制了径向补偿能力，故一般仅用以吸收或补偿管道的轴向位移（如果管系中确需少量的径向位移，也可以吸收轴向、角向和任意三个方向位移的组合；

2、横向补偿器由接管与两个波纹管以及大拉杆等零件构成，能吸收管系任意平面内的横向位移，位移是拉杆上球面螺母绕球米那垫圈转动，同时拉杆还具有承受内压推力能力，还可以补偿弯曲管道的横向位移和角位移；

3、铰链补偿器（也称角向补偿器），它以两个或三个补偿器配套使用（单个使用铰链补偿器没有补偿能力），用以吸收单平面内的横向变形；万向铰链（角向）补偿器，由两个或三个配套使用，可吸收三维方向的变形量。

金属补偿器是由复合非金属和两个可与相邻管道组成设备相连接的接管（或法兰）及隔热材料组成的挠性部件，主要运用于补偿输送微压粉尘气体、烟、煤气及其他气体的管道和设备系统因温度、机械振动及基础下沉引起的位移。沿法兰框架还设置若干支撑件，用以支撑整个膨胀节的重量，形成一个活动框架，既提升整个膨胀节的结构的刚性、稳定性和稳定性，又可减少波纹管的横向弯曲应力和挠度。

金属补偿器主要用于输运气体或含尘气体管道及风机出入口，用来吸收位移或减震。金属补偿器具有补偿量大、刚度小，便于安装使用和寿命不错等特点。金属补偿器应用于钢铁、电力、石油化工、水泥等行业。可根据用户要求选用不锈钢或碳钢制造U形或V形波接管，内衬筒，法兰一般选用碳钢。金属补偿器燃气涡轮排气系统，涡轮机或者冷凝器的连接部位，热水器的排气口，压力通风扇的封口，废气排放管道，交流换热器，沉淀器和其它的蒸汽及大型管道系统。

金属补偿器设计注意事项：指定膨胀节的轴向位移以表明应用在膨胀节上的位移方向是重要的，是大型的矩形管道上。当横向位移应用在“关键部位”要配合等量的轴向位移，这样要比仅仅是横向位移应用在“非关键部位”这种情况的效果要好很多。在许多实例中，一个较长的复式的金属补偿器是一的实际解决方案。矩形金属补偿器的原材料选材范围普遍，包括300系列奥氏体不锈钢，和高镍合金。

目前，大部分密封结构设计采用焊接法兰结构，即补偿器两端焊有法兰，法兰端面为平滑的密封面，将法兰两端与管道上的法兰用螺栓把紧便可实现密封。但这种设计在实践过程中存在大的缺陷。当补偿器两端以焊接形式与法兰连接是，先会对法兰密封面的加工质量提出严格的要求，而且对这种固定结构的补偿器焊接装配精度来说，也是考验。即使补偿器组件自身的装配精度能够达到要求，但当补偿器应用于管道内部时，波纹补偿器两端需要与管道连接装配。这样，空间位置或连接法兰的螺纹通孔位置都可能会出现偏差，而这种偏差会对这种固定式的补偿器组件结构产生扭矩，严重影响补偿器的使用寿命。