波紋補償器是一種在管道中補償溫度變化、壓力變化和安裝誤差等引起的_常變形，以及用于減震消振的柔性管道元件。它一般由波紋管、接管法蘭導(dǎo)流筒、加強環(huán)鉸鏈護套、拉桿等部件組成各種不同的部件組合形成不同的結(jié)構(gòu)型式，并具有不同的使用功能如軸向型橫向型和角向型的波紋補償器可分別提供軸向、橫向和角向位移補償。
國內(nèi)石油、化工、冶金、電力、熱力、建筑和船舶等行業(yè)已普遍采用波紋補償器來作為柔性管道補償元件。近年來，國內(nèi)也逐步開始把波紋補償器應(yīng)用于各種管道系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)的形張力節(jié)和填料式補償器相比，波紋補償器除了有變形補償功能外，還具有易安裝維扒體積小、占地面積小和管道系統(tǒng)總成本低等優(yōu)點，在現(xiàn)代化的各種管道系統(tǒng)中正發(fā)揮著越來越重要的作用。
波紋管是波紋補償器的核心，根據(jù)波紋管的材質(zhì)不同，波紋補償器可分為金屬波紋補償器和非金屬波紋補償器兩大類金屬波紋補償器常使用的材料是不銹鋼和碳鋼，而非金屬波紋補償器主要采用塑料、橡膠或復(fù)合材料制造在強腐蝕大補償要求的條件下，非金屬波紋補償器比金屬波紋補償器更能發(fā)揮其_性然而，單純用塑料或橡膠制成的波紋管強度較差，耐正、負壓能力低。復(fù)合材料波紋管因?qū)λ芰虾拖鹉z材料進行了增強，強度和耐壓能力都有了很大的提高所以，復(fù)合材料波紋補償器不僅具有塑料橡膠等非金屬材料波紋補償器的補償量允_性能好的特點，還具有金屬波紋補償器強度高耐壓能力好的特點，是綜合J陛能優(yōu)異的新一代波紋補償器，在國內(nèi)外受到了很大地關(guān)注和重視。
本文擬_目前國內(nèi)外所使用的幾種復(fù)合材料波紋補償器的結(jié)構(gòu)特性、成型方法及其應(yīng)用情況作一簡述和比較。
結(jié)構(gòu)特性和成型方法
1。玻璃纖維增強橡膠波紋補償器
玻璃纖維增強橡膠波紋補償器的結(jié)構(gòu)型式主要有琳。它們一般都由玻璃纖維織物增強橡膠波紋管隔熱材料、導(dǎo)流筒和碳鋼框架組成，各組成部分的作用如下：
1）、玻璃纖維織物增強橡膠波紋管
該波紋管外層為玻璃纖維布增強橡膠層，內(nèi)貼有PTFE薄膜或浸漬有PTFE的玻璃纖維漆布；內(nèi)層一般由一至三層玻璃纖維布組成常用的橡膠材料有氟橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠、氯化異丁橡膠和乙丙橡膠等橡膠具有良好的彈性，玻璃纖維布具有較高的強度，這樣_使成型的波紋管有很大的變形補償能力，還具有相應(yīng)的強度和耐壓能力。
(2)隔熱材料橡膠一般不_，耐熱性好的氟橡膠長期工作溫度低于250℃在補償器內(nèi)腔介質(zhì)溫度較高時，可在波紋管和導(dǎo)流筒之間添加玻璃纖維槐硅酸鋁纖維棉等隔熱材料，使波紋管與介質(zhì)的高溫隔離，這樣可以大大提高補償器的使用溫度高可達1300℃。
(3)導(dǎo)流筒通常是碳鋼或不銹鋼材料，可在內(nèi)外面上包覆聚四氟乙烯。導(dǎo)流筒主要用以減少介質(zhì)壓力損失，避免顆粒等雜物損傷波紋聳導(dǎo)流筒具有方向性，在產(chǎn)品上設(shè)有標志。
(4)碳鋼鋼框架用于和管道連接以及密封。
由于材料和構(gòu)造上的不同，與金屬波紋補償器相比，玻璃纖維增強橡膠波紋補償器具有以下特點。
①能在較小的尺寸范圍內(nèi)提供較大的多維方向補償，并消除較大的安裝誤差；
②彈性反力很大、玻璃纖維增強橡膠波紋管很軟，剛度很小，所以提供變形位移補償時彈J陛反力很小。這樣可以避免使用復(fù)雜的管道支架，簡化管道設(shè)計和施工，節(jié)省材料和勞動力；
③具有良好的_性；
④消聲減振玻璃纖維織物增強橡朧玻璃纖維棉、硅酸鋁纖維棉都具有吸聲隔絕振動傳遞的功能，能有效地減少鍋熄風(fēng)機系統(tǒng)的噪聲和振動；
⑤重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便
2。聚四氟乙烯橡膠復(fù)合波紋補償器。
聚四氟乙烯橡膠復(fù)合波紋補償器由玻璃纖維增強橡膠層、聚四氟乙烯層、外金屬加強環(huán)、內(nèi)金屬支撐環(huán)和法蘭等五部分組成。
(1）玻璃纖維增強橡膠層該層為橡膠中夾雜有玻璃纖維或其織物(如玻璃纖維布、帶等)增強，經(jīng)常選用的橡膠有氟橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠氯化異丁橡膠和乙丙橡膠等它一方面具有較高的耐正壓能力，另一方面具有柔軟性，并能有效地防止聚四氟乙烯層受外來物理性破壞。
(2）聚四氟乙烯層主要功能是_，特別是防強酶強堿腐蝕
(3)外金屬加強環(huán)由不銹鋼制作，既有很好的強度又_。其作用是進一步提高補償器耐正壓的能力。
(4)內(nèi)金屬支撐環(huán)該金屬環(huán)的外部包覆有聚四氟乙烯，主要用來提高補償器的耐負壓能力。
(5）法蘭用于連接和密封
制作聚四氟乙烯橡膠復(fù)合波紋補償器的關(guān)鍵在于聚四氟乙烯波紋管的成型。目前所用的成型方法分為兩點：
①聚四氟乙烯筒體的制造聚四氟乙烯筒體的制造方法有以下三種：
a.在陽模上用薄膜纏繞，然后燒結(jié)而成；
b.在相應(yīng)溫度和壓力下，用聚四氟乙烯顆粒在模具內(nèi)熱壓而成；
c.用聚四氟乙烯板材卷筒后粘揍焊接或熔融連接而成
②聚四氟乙烯波紋管的制造將聚四氟乙烯筒體放在成型模具中，成型模具的內(nèi)表面為成型后波紋的形狀把模具和筒體兩端密封，在整體加溫的條件下，在筒體內(nèi)以氣體作為介質(zhì)加壓，并_軸向補償進料，壓制成波紋管。
聚四氟乙烯橡膠復(fù)合波紋補償器因結(jié)構(gòu)和材料上的復(fù)合而具有以下優(yōu)點：
a.耐強腐蝕該波紋補償器的內(nèi)層采用聚四氟乙烯材料在聚四氟乙烯分子中，由于氟原子體積較大，使得連接在碳原子上的氟原子恰好能和扭轉(zhuǎn)約17°的第三個碳原子上的氟原子緊靠在一起，這種緊密的靠攏正好把C-C主鏈覆蓋起來，不和外界介質(zhì)接觸再加上氟原子電負性_強，斷開C-F鍵需要很高的能量因此，聚四氟乙烯材料具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，到目前為止，僅發(fā)現(xiàn)在高溫高壓條件下，熔融堿金屬、三氟化氯能與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而強酶強堿和一般有機溶劑對聚四氟乙烯均沒有腐蝕作甩在_低碳不銹鋼波紋補償器無法勝任的鹽酶稀硫酸和氯氟酸管道工程中，聚四氟乙烯橡膠復(fù)合波紋補償器更能顯示出的_性。
b.耐疲勞性能好聚四氟乙烯和橡膠材質(zhì)柔軟，故變形應(yīng)力小，疲勞性能好。聚四氟乙烯橡膠復(fù)合波紋補償器在工作應(yīng)力小于1MPa，工作溫度為一100~180℃的條件下，疲勞壽命高達450次以上。
c.補償量大，吸振、隔振效果好因為玻璃纖維及其織物增強橡膠和聚四氟乙烯均有良好的變形能力和吸收振動的能力。
d.不易結(jié)垢，流體阻力小該波紋補償器內(nèi)的介質(zhì)與聚四氟乙烯層接觸，因聚四氟乙烯材料具有突出的低摩擦系數(shù)和不吸附性，使得介質(zhì)易于流動，其中的雜質(zhì)不易沉淀結(jié)垢。
