在波纹补偿器使用中,波纹管需要吸收轴向位移、角位移、横向位移,以及由它们的任意组合的位移。施加在波纹管上的总位移是通过波纹产生变形而吸收的。波纹管的设计,需将不同形式的位移,转化为“当量”的轴向位移量,求其代数和。
对于角位移、横向位移,波纹补偿器中各波位移量是不同的,所谓“单波当量轴向位移量”,是将各种位移转化为轴向位移后的大的单波轴向位移量。单波当量轴向位移对波纹管的应力、稳定、疲劳寿命等有着重要影响,是波纹补偿器设计计算中的一个重要参数。
根据波纹管形式不同,金属波纹补偿器又分为U形波纹补偿器、矩形波纹补偿器、V形波纹补偿器、Ω形波纹补偿器。根据使用条件的不同,金属波纹补偿器又分为单一波纹补偿器、复式波纹补偿器、铰链波纹补偿器及压力平衡式波纹补偿器。由于外部构件不同,又可以分为许多形式,如万向波纹补偿器、比例连杆式波纹补偿器、铰链板式波纹补偿器、平衡环式波纹补偿器等。
复式波纹补偿器是由两个参数相同的波纹管,中间加一段管道连接起来的补偿器结构,是热力管道常用的结构形式。
铰链波纹补偿器及其配管系统的计算,在热力管道设计中有着重要意义。特别是三维空间三铰链波纹补偿器管系计算应用很广。
两铰链波纹补偿器组合,一般是不能吸收管系的热位移,但在工程中却常有应用实例。此时的热位移,要使某管道发生弯曲变形才可行。也就是说,采用一段柔度较大的管道,是两铰链波纹补偿器吸收管系热膨胀量的条件。