非金屬波紋管補償器具有結(jié)構(gòu)緊湊、補償量大、流動阻力小、零泄漏、不用維修等諸多優(yōu)點，但它也有不易解決的缺點，例如軸向型波紋管補償器對固定支座產(chǎn)生壓力推力，造成固定支座推力大；波紋管補償器管壁較薄，不能承受扭力、振動，安全性差；設(shè)備造價較高，設(shè)計要求嚴，施工安裝要求精度高，往往達不到預(yù)期壽命。軸向型波紋管補償器存在的這些缺點，易導(dǎo)致施工與運行期間發(fā)生事故。
1、布置位置的影響
按照通常做法，軸向型波紋管補償器均布置在緊靠固定支座旁，然后緊接兩個導(dǎo)向支架，距離分別為4倍、14倍公稱直徑，主要目的是防止波紋管補償器軸向失穩(wěn)。蒸汽直埋管道靠保溫材料及外套鋼管進行支撐或?qū)?；熱水直埋管道主要靠與保溫材料形成整體，由土壤、砂層控制。這種布置方式出發(fā)點是好的，卻在實際運用中受地形、架空管系支架過多的限制，布置困難；直埋管系地下障礙物過多，可能有過多翻彎產(chǎn)生，要求波紋管補償器只能布置在直管段，這種在固定支座側(cè)設(shè)補償器的形式，可能會因管道位移造成波紋管補償器每個波吸收位移的工作能力傳遞不均，發(fā)揮的補償能力不充分。
解決波紋管補償器軸向失穩(wěn)問題除與布置位置有關(guān)外，更主要的是取決于補償器自身的性能與質(zhì)量，只布置在固定支座側(cè)的補償器性能與質(zhì)量要求應(yīng)更高一些，管道分段距離一般應(yīng)小一些。選型時一定要選自導(dǎo)向性好、抗失穩(wěn)能力強的補償器，設(shè)計布置按照基本原則，根據(jù)工程的實際情況，靈活對待處理。實踐情況證明，無論是架空、管溝還是直埋敷設(shè)，只要做好導(dǎo)向結(jié)構(gòu)控制，波紋管補償器可以設(shè)置在兩固定支座的任一位置。
2、相鄰直埋補償器之間不設(shè)固定點的影響
在直埋管道管系中，為減少固定支座的數(shù)量，往往布置成“駐點”形式。直埋管道兩個規(guī)格型號相同的相鄰補償器之間管道中點不設(shè)固定點，當(dāng)管道受熱均勻膨脹時，在兩個補償器中間必然形成一個力的相對平衡點，即駐點。理論上以該點為界，管道向左右兩個方向均勻膨脹，一般認為，力的平衡點會因管道受力不均勻而發(fā)生少許偏移，一般按20%余量進行考慮。
某段直埋管道(φ630*10)采用這種布置方式，固定支座之間距離為206m，兩只補償器規(guī)格型號完全相同，補償量均為150mm。在2008年熱網(wǎng)運行中，其同側(cè)兩個補償器相繼發(fā)生故障，拆解后發(fā)現(xiàn)，一個補償器已被壓扁，壓縮量200mm，另一個不僅未起到補償壓縮作用，反而被拉長50mm，一個補償器伸長對另一個補償器造成過度壓縮，從而使兩個補償器均發(fā)生破壞失效。
造成這種情況的原因較為復(fù)雜：一是補償器自身質(zhì)量偏差較大，雖型號規(guī)格相同但剛度差距大，無法自由伸縮；二是受管材加工制作質(zhì)量與安裝質(zhì)量影響，無法自由伸縮，駐點兩側(cè)管道受力不均，造成駐點偏移大，駐點不固定，使波紋管補償器無法承受，最終造成破壞。除非對非金屬補償器自身作較大改進，保證波紋間均布限位使波紋管補償器剛度均衡趨于一致，否則采用普通補償器條件下，還應(yīng)按照每兩個固定支座之間只設(shè)一個補償器的原則進行布置。
3、施工現(xiàn)場變更的影響
由于種種原因，熱力管網(wǎng)的現(xiàn)場施工情況與設(shè)計往往出入很大，不得不做大量的實際設(shè)計變更，對自然補償管道只要處理適當(dāng)不會產(chǎn)生很大影響，但對采用軸向波紋管補償器的管道影響非常大，不少施工單位對此沒有充分認識。某些固定支座在管道改變走向后，原來不承受壓力推力改為承受壓力推力或者產(chǎn)生較大彎矩，導(dǎo)向支架受力結(jié)構(gòu)形式發(fā)生重大變化，處置不當(dāng)很容易推壞固定支座，導(dǎo)致事故發(fā)生。
由于施工單位專業(yè)化程度較低，主要靠設(shè)計單位對施工的熱網(wǎng)布置整體性進行控制。在管道變更較大情況下，應(yīng)特別注意管道的受力形式是否符合補償器布置基本原則，通過合理分段，保證管道呈直線，控制拐點產(chǎn)生，減少作用于固定支座與導(dǎo)向支架的彎矩及側(cè)向推力，進而保證管系安全合理。這對于設(shè)計人員最為重要，除了不斷積累經(jīng)驗外，一定要形成明確的設(shè)計思路，才能提高設(shè)計補償器管系的水平。
4、設(shè)計中預(yù)先考慮水壓試驗方案
某熱力管道采用軸向型波紋管補償器，施工單位采用分段打壓試驗，自行選定分段點設(shè)臨時盲板，盲板力沒有作用在主固定支座上，而是作用在次固定支座上。按試驗壓力升壓時，次固定支座被拉壞。在分段打壓時，分段點應(yīng)選擇可承受水壓試驗壓力的主固定支座，無法做到這一點時，應(yīng)對分段點承受盲板力的次固定支座進行臨時加固，使其能夠承受盲板力。由于主次固定支座承受的推力相差太大，臨時加固的辦法很難實施，因此最好的辦法是設(shè)計中預(yù)先考慮水壓試驗或吹掃方案，分段點的位置最好由業(yè)主、設(shè)計、施工單位共同確定，由設(shè)計單位負責(zé)技術(shù)交底，業(yè)主方根據(jù)設(shè)計單位意見組織實施。安裝時要注意保證導(dǎo)流套筒的方向與流動方向一致。補償器安裝完畢進行系統(tǒng)水壓試驗前，要將管道兩端固定，防止內(nèi)壓推力拉伸補償器。
5、安裝對軸向波紋管補償器的影響
波紋管補償器由一個或多個波紋管串接在一起，波紋管外有可使波紋管軸向移動的外套筒，既是保護裝置，又保持了波紋管的穩(wěn)定性。由于軸向波紋管補償器布置形式不合理或設(shè)計不當(dāng)，施工安裝中很容易出現(xiàn)偏差，造成受力方向主要不是軸向力，這易對補償器產(chǎn)生一定的扭矩。對于軸向波紋管補償器，管壁較薄，抗扭矩能力差，極易失穩(wěn)。因此施工中為保證補償器的同軸度公差最小，建議在安裝補償器前先將管段敷設(shè)好，然后在準備安裝補償器處將管子割下一段(其長度等于補償器的自由長度加預(yù)拉伸量)，再焊接補償器，即采用割管法安裝。雖然造成少量管子消耗，卻能保證管道同心度。
非金屬波紋補償器之所以能夠在供熱行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，除具有良好的補償能力之外，高可靠性是主要原因。其可靠性是通過設(shè)計、制造、安裝、運行管理等多個環(huán)節(jié)來保證的，任何一個環(huán)節(jié)的失控都會導(dǎo)致補償器壽命的降低甚至失效。造成波紋管補償器失效的原因：設(shè)計占10%，制造廠家偷工減料占50%，安裝不符合設(shè)備說明要求占20%，其余由運行管理不當(dāng)引起。建議廣大設(shè)計人員應(yīng)加強調(diào)查研究，互相交流學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗，吸取教訓(xùn)，加強協(xié)作，在進行管網(wǎng)設(shè)計、補償器選型計算和布置、組織施工等方面，掌握原則，正確運用，做到管網(wǎng)安全、經(jīng)濟、合理，杜絕安全事故產(chǎn)生。
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