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膨胀节和补偿器的选型与使用指南

作者:泊头市嘉恒机械 发布时间:2018-08-03
  

 1.波纹膨胀节型号表示方法

 
目前,我国在膨胀节型号的表示方法上尚无统一标准,各生产企业习惯于按各自的模式来表示。但型号所表示的内容却大致相同,有结构型式、公称通径、工作压力、补偿量或波数,连接方式等。
 
2.波纹膨胀节公称压力
 
产品样本中所列的公称压力一般为设计温度300℃时的压力,分为0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa及4.0MPa等几个压力等级。当使用温度低于或高于300℃时,膨胀节的压力等级需要进行适当的修正。
 
3.波纹膨胀节公称通径
 
波纹膨胀节公称通径与管道的公称通径相同。
 
4.波纹膨胀节补偿量与循环次数
 
波纹膨胀节的循环次数与补偿量有直接的联系,一般在产品样本所列的补偿量是循环次数为1000 次的值。若实际循环次数高于或低于1000次,可根据补偿量修正系数对补偿量进行修正。
 
5.波纹膨胀节材料
 
波纹膨胀节的波纹管一般采用奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti,SUS304,SUS316, SUS321等),也可以根据使用工况采用碳钢和复合层(即内外层为不锈钢材料,中间夹层采用伸长率较大的碳钢)。法兰和端管及其它附件采用碳铜,其中焊接零件采用低碳钢。也可以根据用户的要求及使用工况采用不锈钢和低合金结构钢。
 
波纹膨胀节的选用程序
 
波纹膨胀节的选用按以下程序:
 
1. 对管线进行合理设计与分段,确定各段采用波纹膨胀节的形式与数量
 
2. 确定工作压力等级
 
3. 计算管线各分段需要的补偿量,确定各波纹膨胀节的额定补偿量
 
4. 根据通径、压力等级及补偿量选择波纹膨胀节的型号
 
下面对这一过程进行说明:
 
1. 管线的分段与波纹膨胀节型式、数量的确定
 
不论多么复杂的管线,均可以通过架设管架的方法将管线简化为   数量的、形状比较简单的典型管段,如直线管段、L 形管段、Z 形管段等。这些管段的位移均可用不同类型的波纹膨胀节来补偿。一般直线管段采用轴向膨胀节;L 形管段、Z形管段采用横向型或由角向型组成的复式铰链型(或三铰链系统)膨胀节;而空间Z形管段则采用大拉杆式或由万向角向型组成的万向横向型(或万向三铰链系统)膨胀节。
 
在城市管网中,大部分管段为直线段。因此,城市管网大都采用轴向型膨胀节。轴向型波纹膨胀节一般不能用来做横向位移补偿,但允许用于有少量弯曲的管线中做直线位移补偿,此时十应尽量避免将膨胀节设于折弯处,   好在折弯处设固定支架。
 
在管网中,若将L形管段和Z形管段再细化分解,也可以变成几个直线管段,那么只选用轴向型膨胀节就可以了。整个管线全部划分为直线管段,这样的设计虽然也能解决管线的补偿问题,也不是错误的设计,但并不是   佳的、合理的设计。将L形管段和Z形管段分解为直线管段需要通过增设固定支架来实现分段,每管段又要轴向型膨胀节来补偿,这样支架和膨胀节的数量都要增多,使得工程造价增加。因此在L形管段和Z形管段中广泛地采用横向型膨胀节。另外由于横向型膨胀节补偿量大,故在有弯头的管线(L形管段和Z形管段)中,人们常常用一个横向型波纹膨胀节取代多个轴向型波纹膨胀节。
 
2. 确定工作压力等级
 
一般可以根据管道的设计压力直接确定膨胀节公称压力。产品的公称压力等级有 0.1;0.25;0.6;1.0;1.6;2.5;4.0(MPa)。   时,可以   确定公称压力等级,一般产品样本中的压力系列是在设计温度为300 ℃ 时的数值。如果管道使用温度不等于300 ℃,可根据温度修正系数对公称压力等级进行修正。
 
3. 计算各管段的位移量,确定膨胀节额定补偿量
 
计算各管段的位移量是根据管线在   高与   低温度下由热胀冷缩产生的伸缩量来确定。
 
波纹膨胀节的额定补偿量根据管段的位移量来确定。在确定时,有时还要考虑到与管线相连的容器及固定支架的位移。波纹膨胀节的额定补偿量应当是真实的,不要考虑过大的   系数。否则,会使膨胀节具有很大的挠性,膨胀节的稳定性变坏。在实际应用中,由于膨胀节失稳导致破坏的事故远远大于疲劳破坏。
 
4. 根据公称通径、公称压力及额定补偿量选用波纹膨胀节
 
支架设计
 
管道支架起承托管线、将管线分段、限制约束管线的位移方向的作用。支架分为固定支架、导向支架和滑动托架。对膨胀节有重要影响的是前两种支架。
 
1. 固定支架
 
固定支架的作用是将管线分段、设置固定点、膨胀节在两个固定支架之间的管段内正常工作。固定支架又分为主固定支架和次固定支架。
 
(1)承受管线内压力产生的盲板推力作用的支架为主固定支架,一般设置在管道的盲端、弯头处、变截面处、阀门及侧支管线连接处等地方。
 
(2)次固定支架不承受管线内压力产生的盲板力的作用,一般设置在直线管段上轴向型膨胀节之间起固定作用。
 
2. 导向支架
 
导向支架是用来管线按   的方向位移,限制管线向其它方向移动,以膨胀节   使用。导向支架分为直线导向支架和平面导向支架。
 
直线导向支架是指管线在两维方向受到约束,只允许管线沿一维方向(即轴向)运动的支架。平面导向支架是限制管线的一个方向,允许管线在一个平面内移动和转动的支架。
各种类型波纹膨胀节在典型管段的使用及支架受力分析
 
很多固定支架只考虑了典型管段对固定支架产生的作用力,即只计算了一侧管线对固定支架的力,而在实际的设计中应将固定支架另一侧的作用力什算以后,将自由于固定支架所有的力求出矢量和,得出固定支架所承受的合力。因此,主固定支架和次固定支架也只是考虑了一侧管线的作用,当考虑另一侧管线的作用以后,主、次固定支架有时会互相转换。
 
波纹膨胀节的安装
 
1. 两固定管架之间只能安装一只膨胀节(或一组角向型膨胀节)。
 
2. 波纹膨胀节与刚性管道比较,安装时要方便得多,管道的一些偏差可以由膨胀节补偿但是,这并不意味着对管道安装可以无任何要求。因为安装时如果已吸收较大的位移,工作时,其使用寿命要受到影响。因此,原则上不提倡用膨胀节补偿安装偏差。
 
3. 通常,上述基本型式的膨胀节是不吸收扭矩的,因此在安装膨胀节时不允许膨胀节受到扭转。
 
4. 固定支架   有足够的强度,以膨胀节不受破坏。导向支架   有足够的导向性,否则,影响管线位移的传递。
 
5. 膨胀节的预拉伸或冷紧
 
为了波纹膨胀节在结构设定的区间内补偿,并减小其变形刚度力,应根据现场安装温度对供货状态的膨胀节进行预变形。
 
6. 安装注意事项
 
(1) 管道对中性要好,在其它方法无时,可采用直管铺设后切下一段再安装膨胀节的方法来。
 
(2) 安装中应对波纹管加以保护,不碰伤波纹管。
 
(3) 带导流套的膨胀节,应使导流方向与介质流向一致。
 
(4) 安装完毕后,应拆除预拉伸杆和运输固定杆,使管道在环境温度变化时的伸缩补偿。
 
(5) 支架   符合设计要求,严禁在支架未安装好之前在管线内试压,以免将膨胀节拉坏。
 
(6) 保温层应做在膨胀节外保护套上,不得直接做在波纹管上。不得采用含氯的保温材料。
 
(7) 膨胀节允许不超过1.5倍公称压力的系统压力试验。
 
(8) 装有膨胀节的管线在运行操作中,阀门开启和关闭,要逐渐进行,以免管线内温度和压力急剧变化,造成支架或膨胀节损坏。(