1 引 言
      金屬波紋膨脹節(波紋管)也稱波形伸縮器，是近十幾年來國際上廣泛使用的一種管道補償構件。近年來，這一新型構件開始在我國不同領域廣泛應用。供熱管道的直埋技術由于其先進和施工成本低等優點而被廣泛采用，直埋管道的補償方法及其補償器也隨之被開發。用于直埋管道補償的波紋膨脹節(波紋管)，以其易安裝、體積小、占地面積小、補償量大等特點而較之傳統的"π"型等補償器顯示出明顯的優勢。 
      波紋膨脹節(波紋管)產品的設計生產涉及材料學、力學、熱力學等多種學科，是一個復雜的彈性力學問題。目前國外提出的理論和經驗方法很多，各種方法之間差異較大，與實際經驗之間的差距有時更大。這就給產品的設計帶來了問題。實際上，國內目前各制造廠所采用的設計方法也不盡相同，因而設計結果差異甚遠。特別是用直埋供熱管道中的波紋膨脹節(波紋管)差別就更大。為避免造成不必要的浪費，甚至導致工程事故的發生，了解、掌握供熱直埋管道波紋膨脹節(波紋管)的特點、補償類型、設置步驟及注意事項便是本文的目的。

      2 直埋式波紋膨脹節(波紋管)的特點 
      盡管直埋式波紋膨脹節(波紋管)與用于架空和地溝內的普通波紋膨脹節(波紋管)其作用是相同的，都是用來補償因受熱而引起的管道膨脹，并且其制造材料均為不銹鋼。但是，直埋式波紋膨脹節(波紋管)與普通式波紋膨脹節(波紋管)決不能混同。普通式波紋膨脹節(波紋管)不能浸泡在污水中，更不能直接埋在泥土。因為普通式波紋膨脹節(波紋管)是不銹鋼波紋與碳鋼經氫弧焊焊接而成，當其浸泡在污水或直埋在泥土里中的氯離子含量超過 -定數量時，將在不銹鋼與碳鋼焊接的接口處產生電化學腐蝕，加速焊口的破壞降低使用壽命，使波紋膨脹節(波紋管)報廢。而直埋式波紋膨脹節(波紋管)由于采取了使膨脹節(波紋管)與積水隔絕的措施，從而實現了全直埋，使波紋膨脹節(波紋管)與管道的使用壽命相同。

      3 直埋式波紋膨脹節(波紋管)的類型 
      直埋式波紋膨脹節(波紋管)按補償方式分，主要有如下三種。 
      3.1 一次性直埋膨脹節(波紋管) 
      一次性直埋膨脹節(波紋管)結構型式見圖1。其工作原理是將該種產品裝在管道上后，給管道加熱到要求的溫度，管道熱伸長，波紋膨脹節(波紋管)被相應壓縮，在此狀態下將外套4在A環縫處密封焊接，補償器成為剛性整體，不再有補償能力。工作中則由管路的拉伸一壓縮彈性變形進行補償，所以實質上對于管道是屬于無補償直埋。用這種方法波紋膨脹節(波紋管)只補償了該段管路在設計溫差下產生變形總量的一部分，它的作用只使管路工作中拉伸一壓縮的平衡點處在設計溫差下變形總量的中點。使拉伸、壓縮應力基本相等，起降低管路拉伸或壓縮變形應力的作用。

      這種類型的波紋膨脹節(波紋管)一般補償量小，無壽命要求，無疲勞失效問題，管路不需滑動支架，造價也低。但施工中需給管路加熱和補償器A處環焊縫的焊接，增加了施工難度。

      3·2 自由補償直埋波紋膨脹節(波紋管)
自由補償直埋波紋膨脹節(波紋管)如圖2。這種結構使波紋管在外殼4的保護下實現自由伸縮補償，其他性能與非直埋波紋膨脹節(波紋管)相同。這種補償器與一次性直埋補償器比，管道變形應力小、安裝簡單，膨脹節(波紋管)有抗彎能力可不考慮管道下沉的影響。缺點:由于是直埋地下，要求補償器與管道同壽命，壽命一般不低于20年;體積較大，造價高。

      3.3 井置式波紋膨脹節(波紋管) 
      井置式波紋膨脹節(波紋管)如圖3。這種波紋膨脹節(波紋管)是管道直埋補償器設在井內實現自由補償的。由于管道埋在地下隨土層下沉，使管道軸線對波紋膨脹節(波紋管)軸線產生較大偏離，嚴重的會使波紋膨脹節(波紋管)損壞。故應對管道增加一個滑動支座，井壁做第一個滑動支座，再增加滑動支座6。支座距離井壁14D。這樣即使土層下沉也不會引起管道對波紋膨脹節(波紋管)的偏離。

      3.4 三種波紋膨脹節(波紋管)的特點 
      在以上三種補償器形式中，一次性直埋波紋膨脹節(波紋管)由于安裝施工中要求管道加熱，要配備移動鍋爐，增加了施工難度，影響了它的應用推廣。如果施工設備配套，解決了管道加熱技術，使安裝變得簡單，這種補償方式就大有推廣意義。 
      自由補償直埋波紋膨脹節(波紋管)具有在直埋管道上實現自由補償和安裝簡單的特點，因而很受工程設計者的歡迎。但是由于該波紋膨脹節(波紋管)直埋地下，要求產品結構及壽命必須可靠，安裝施工必須嚴格無誤，土層及地下水氯離子含量不許超標，這幾方面必須做到萬無一先否則出現故障時返修工程量大并且十分麻煩。所以選用自由補償式波紋管要慎重。 
      井置式波紋膨脹節(波紋管)設在井內，它的工作狀態相當于架空或地溝設置波紋膨脹節(波紋管)的工作狀態，這方面在國內無論是工程設計、補償器產品及安裝施工都很成熟。所以按國內現有狀況，在直埋管道中采用井置式波紋膨脹節(波紋管)更現實、可靠。對于直埋管道筆者推薦采用這種補償型式。

      4 設置步驟 
      4.1 管線分段 一條管線無論如何復雜都可以通過設置固定支座將其分割成若干形狀相對簡單的獨立管段，如直管段，L形管段，Z形管段等。 
      4·2 確定補償量 根據管道材料在工作溫度范圍內的熱膨脹系數及管段長度，計算出所分管段即兩個固定支座間的工作位移量。 
      4·3 選定補償器 根據所設計的管道補償方式和管道的工作溫度、壓力等選定補償器。使之能夠容納計算出的管段的位移量。 
      4·4 設計固定支座 供熱管道受熱伸長時將會對固定支座施加一定的推力，設計時應計算其推力的大小，以確定固定支座的斷面。

      5 設置中應注意的事項 
      5·1 直埋式波紋膨脹節(波紋管)由于其補償方式的不同，而使產品的生產加工以及選型、安裝差異甚大，在選擇直埋式波紋膨脹節(波紋管)前，必須首先確定好采用什么補償方式。并根據補償方式的要求進行有關計算、選型、安裝等。不可將所有補償方式混為一談。 
      5·2 直埋式波紋膨脹節(波紋管)補償量的計算，是按架空或地溝內管道的布置形式計算的，但事實上，管道直埋在土里與管道架空或在地溝內的情形是有區別的。由于管道的直埋，增加了管道與回填土(沙)的摩擦，使本應由兩個固定支座承受的力轉化為一部分施加在固定支座上，另一部分施加在管道上，這樣就要校核管道所承受的應力是否超過管道的允許應力，特別是在管道轉彎處。另外對補償量也可按下限選擇。 
      5·3 從直埋式波紋膨脹節(波紋管)的構造中可以看出，膨脹節(波紋管)大多數均設有導流套。其主要作用就是減少介質的流道阻力。但是，導流套是有方向的，若安裝方向有誤將起不到其導流的作用。所以，必須注意導流套的方向。尤其當供回水管的波紋膨脹節(波紋管)裝置在平行相同位置時，供回水水流方向相反而容易弄錯方向。 
      5·4 直埋管中波紋膨脹節(波紋管)的設置位置應根據補償方式不同而有所變化。兩個固定支座之間，只裝一個波紋膨脹節(波紋管)。對一次性直埋波紋膨脹節(波紋管)應設置在兩固定支座的中間;對自由補償直埋波紋膨脹節(波紋管)的設置位置應靠近兩個固定支座中的一個，而遠離另一個固定支座(見圖4)。這主要從波紋膨脹節(波紋管)本身的外型構造考慮，因為遠離固定支座的(導向密封套)一端在受熱時可自由伸縮，而靠近固定支座的一端，由于外殼4的突出增加了其伸縮的阻力，使之起不到補償的作用。 
      圖4 自由補償立埋膨脹節(波紋管)設置示意圖

      6 結束語 
      直埋式波紋膨脹節(波紋管)做為一種新興的管道補償設備有廣闊的發展前景。筆者僅就目前各生產廠家直埋波紋膨脹節(波紋管)的特點、類型及設置時應注意的事項做以簡述。隨著直埋式波紋膨脹節(波紋管)的進一步發展，用技術措施或規范波紋膨脹節(波紋管)產品的設計、生產及使用設置將是眾望所歸。