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弹性套筒补偿器的结构密封

润达管道专业技术员对弹性套筒补偿器结构、密封和摩擦力问题作一概述。
1弹性套筒补偿器的形式进展
弹性套筒补偿器的形式进展是与密封材料、补偿器性能进展密切相关的。
1从结构上分类
(1)普通型：见(动力设施国家标准) R408 ，上世纪六十年代前就采用此结构。这是套筒补偿器的基本型式，以后很多型式都是改变密封材料后在这种型式上发展起来的。
 (2)双向补偿：在普通型的外套管两个方向上均有伸缩芯管，补偿量为普通型的两倍，并且用于双向补偿，减少了采圈l 普通套筒补偿器用两个普通型的长度尺寸和成本。
(3)消除介质压力对固定支座轴向力的套管补偿器：为与普通补偿器相曲别，这类补偿器常在“ 套管” 前冠以“ 平衡式” “ 压力平衡式” “ 无推力” 。
I型结构所示，从图上可知管道的热伸长是通过甲管在套筒中移动实现补偿的，介质流动不是直接由甲管流入乙管，而是经过旁通管实现的。这样在一个补偿器中就有了一对甲乙封头，介质压力产生的水平推力F1、F2在补偿器内实现了平衡。这一结构还可以看成是方形补偿器的形式，管道伸缩是采用套筒式的结构。Ⅱ型结构称为活塞自动平衡型补偿器。 在芯管外安装了一个环形活塞，并使活塞的总面积等于芯管的截面积，这是实现自动平衡的技术核心。此结构的受力圉2双向补偿器分析如下：假定在一段管道上田3压力平衡式I量结构田4压力平街式Ⅱ型结构1一主管道；2一套筒；1一，l =形活塞(与芯管戚一体)；3一密封填辩；4一旁通臂2一拉杆(套筒与活塞外璧相连)；3一连通孔安装了Ⅱ型补偿器，F1、F2为介质压力产生的轴向推力，其方向相反，大小相等，这两个力分别作用在套筒的左右连接管道上，若不能平衡，就应分别由左右段管道上的固定支架承受。现在采用附加活塞体，活塞体内的介质通过连通孔3与管道相连，介质压力同样作用在环形活塞l 上，话塞的面积等于管道的截面积，则F’1=F1，F’。通过活塞拉杆与左面套筒相连接，F’ 2、F’ 1是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反。于是F’ 2=F1、F2=F’ 。。这样两对作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上，使介质压力产生的轴向力得到了平衡。
以上两种结构在管道试压时，再也不会出现自动拉开的问题，也不会使套筒相对安装位置发生移动，便利于施工，安装。Ⅲ型结构补偿功能是依靠芯管移动实现的，由于介质流动转向在芯管端出现盲板，因此管段中，介质产生的轴向力在两端得到平衡，Ⅲ型结构的基本型式有两种，可以根据管路布置选用。
 (4)一次性套筒补偿器：用于直埋管道预热膨胀后在a、b两接触面处焊死，外套管和芯管不能再作相对移动，然后填埋，所以称一次性补偿器    1．2从密封材料上分类
对密封材料的基本要**：有一定弹塑性、轴向压力能产生较大的径向压力；化学稳定性好；渗透性强 ；自滑性好(摩擦系数小，并耐磨)；耐温；还要更换方便、成本低廉。密封材料可分为成型填料和非成型填料，目前所用材料及性能如下。
 (1)编织盘根制品：油浸石棉盘根、柔性石墨盘根及复合石墨成型密封圈等及其改性材料。所谓改性即增加了其他材料而提高了其性能、如石棉盘根外浸二硫化钼和聚四氟乙烯乳液，摩擦系数只有0.02。必须了解这些密封材料性能、正确选用，才能使密封达到良好效果，加膨胀石墨的密度对其性能影响较大，密度从0.79／cm 3增加到1.29／am 3，抗拉强度从2.2M Pa增加到6.2M Pa，并且回弹率增高，常用密度为1．1～1．69／era3回弹率35%-50%．摩擦系数0.13-0.15。使用温度≤800℃。由于石墨电极电位高于金属，致使发生腐蚀(不锈钢同样发生腐蚀)，应采用缓蚀性膨胀石墨。目前采用加锌粉方法
( 2) 聚四氟乙烯( F一4) 塑料制品：F一4长期使用温度为一195～250℃，F一4加入  M oSz、Si 02、青铜粉、石墨、玻璃粉等填充剂后，除保持原有性能外，在负荷下尺寸稳定性提高10倍，耐磨可提高400--800倍，钢对它的静、动磨擦系数为0．04，这种材料已成功地运用在套简补偿器上开启7000次无泄漏。 
( 3) 橡胶制品：耐水、耐蒸汽、抗老化、气密性好的属硅橡胶和氟橡胶，常用温度为    200℃，*高使用温度为350℃，过去蒸汽机车上的汽缸活塞杆密封就用过这种材料，但成本较高。
( 4) 密封油：将密封油用高压油枪注入到套筒补偿器的填料函中。这种防止泄漏的方法是从常压堵漏方法中借鉴而来。但密封油不是堵漏胶，堵漏胶又称密封胶，它是用于管道设备在运行中( 带压) 在泄漏处注入胶体，这种胶固化并与设备泄漏处紧密结合，不能产   生相对运动，达到静结合密封。而套筒补偿器所用密封油( 也是胶泥状) 注入后，增加密封材料对芯管的径向压力起到密封作用，芯管仍能伸缩。这种密封油每个企业配方不一样。**个提出使用油密封的**号为94212333.6《可调注油式补偿器》，采用油密封后可以在管道运行中维修止漏，使套筒补偿器密封进入一个新阶段。