由于季节的变化和输送介质高于常温，管道会发生胀缩，长度也会发生变化。当温度较高或管道较长时，上述因素会导致管道破裂超过木体的极限应力，甚至损坏连接的设备和支架。因此，有必要采取补偿措施，降低热膨胀和冷缩引起的应力，使热应力降至管道的许用应力，以保证管道的稳定和安全。
目前，天然气管道的补偿器种类繁多。设计人员必须充分了解各种补偿器的特性，能够正确选择合适的补偿器。
为了减小管道的热应力，通常在管道之间安装补偿器，或利用木体弯曲自动补偿。在管道配置中，应优先采用管道弯曲的自然补偿，这是采用管道长度变化自补偿的最佳方式。当自然补偿不能满足要求时，可以设置补偿装置。
1、管道自动补偿
它是利用管道敷设时的自然弯曲来吸收管道的热伸长变形，常见的有L型或Z型。L形和Z形补偿器（也称为自然补偿器）可由管道中的弯头组成，安装方便。在管道施工中，应充分利用这两种补偿器补偿热膨胀，然后再考虑其他类型的补偿器。
自动补偿的优点是可以节省补偿器，缺点是管道变形时会产生侧向位移。
2、方形补偿器
方形补偿器广泛应用于碳钢、不锈钢管道和有色金属管道。它由四个900弯头组成，可采用冷弯法或热弯法，也可采用起皱弯头。
方形补偿器具有制造方便、轴向推力小、补偿量大、运行可靠、密封性好、无需定期维护等优点。其缺点是单支腿较长，占地面积大，需要增加管架，管径较大时不宜使用。
3、填料补偿器
填料式补偿器又称套管膨胀节，分为铸铁和钢。填料补偿器的工作原理是当管道受热胀缩时，大小套管相对运动以吸收膨胀长度。填料与套管之间的摩擦产生反推力，反推力与管道内压力成正比，但与管道变形无关。安装时，填料补偿器的大小套筒两端都有一个支点，一个固定，一个滑动。
这种补偿器占地面积小，安装简单，流体阻力小，耐腐蚀，补偿能力大。适用于温差大、内压低、介质泄漏的管道。常用于常压输气管道。
4、鼓型补偿器
鼓形补偿器安装简单，流体阻力小，补偿能力小，强度弱。一般用于大直径、低压、怕泄漏的介质，常用于高炉煤气输送。卷筒式补偿器应布置在两个单件支架之间，间距不大于6m，一般布置在两个固定支架之间。
鼓形补偿器的优点是制造简单，投资少，缺点是耐腐蚀性差。
5、波纹补偿器
目前，最常用的燃气管道是不锈钢波纹管补偿器。波纹补偿器的主要部件是波纹管，其主要性能包括：补偿、弹性刚度、抗压强度、稳定性、疲劳强度等。
一般来说，波纹补偿器要求满足强度、稳定性和疲劳寿命。补偿越大，刚度越好。波纹补偿器的允许补偿容量一般按最大补偿容量的1/2^-2/3计算。为了防止横向突出，波纹补偿器的波数不宜过大。一般情况下，通常使用1-4波，因为过多的波数会破坏对称变形。
如果环境温度高于零补偿温度，应进行预压缩。如果环境温度低于零补偿温度，则应预拉伸。
波纹补偿器一般采用奥氏体不锈钢（如1Cr18Ni9Ti、ocr18ni11）和碳钢。可选用特种合金、高温合金、高镍合金等金属材料，也可选用硅橡胶、氟橡胶等复合非金属材料。这是燃气管道补偿中应用最广泛的补偿器，也可应用于蒸汽、热水、氧气、氮气等非腐蚀性介质的管道系统。
天然气管道补偿器种类繁多，各有优缺点。因此，在选择补偿器时，除了要有良好的补偿能力外，还要考虑其它因素，如其可靠性、密封性、推力大小、占用空间、安装难度等。只有权衡利弊，仔细比较，才能为管道选择合适的补偿器。
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