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      膨脹節和補償器的選型與使用指南

      作者:泊頭市嘉恒機械 發布時間:2018-08-03
        

       1.波紋膨脹節型號表示方法

       
      目前,我國在膨脹節型號的表示方法上尚無統一標準,各生產企業習慣于按各自的模式來表示。但型號所表示的內容卻大致相同,有結構型式、公稱通徑、工作壓力、補償量或波數,連接方式等。
       
      2.波紋膨脹節公稱壓力
       
      產品樣本中所列的公稱壓力一般為設計溫度300℃時的壓力,分為0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa及4.0MPa等幾個壓力等級。當使用溫度低于或高于300℃時,膨脹節的壓力等級需要進行適當的修正。
       
      3.波紋膨脹節公稱通徑
       
      波紋膨脹節公稱通徑與管道的公稱通徑相同。
       
      4.波紋膨脹節補償量與循環次數
       
      波紋膨脹節的循環次數與補償量有直接的聯系,一般在產品樣本所列的補償量是保證循環次數為1000 次的值。若實際循環次數高于或低于1000次,可根據補償量修正系數對補償量進行修正。
       
      5.波紋膨脹節材料
       
      波紋膨脹節的波紋管一般采用奧氏體不銹鋼(1Cr18Ni9Ti,SUS304,SUS316, SUS321等),也可以根據使用工況采用碳鋼和復合層(即內外層為不銹鋼材料,中間夾層采用伸長率較大的碳鋼)。法蘭和端管及其它附件采用碳銅,其中焊接零件采用低碳鋼。也可以根據用戶的要求及使用工況采用不銹鋼和低合金結構鋼。
       
      波紋膨脹節的選用程序
       
      波紋膨脹節的選用按以下程序:
       
      1. 對管線進行合理設計與分段,確定各段采用波紋膨脹節的形式與數量
       
      2. 確定工作壓力等級
       
      3. 計算管線各分段需要的補償量,確定各波紋膨脹節的額定補償量
       
      4. 根據通徑、壓力等級及補償量選擇波紋膨脹節的型號
       
      下面對這一過程進行說明:
       
      1. 管線的分段與波紋膨脹節型式、數量的確定
       
      不論多么復雜的管線,均可以通過架設管架的方法將管線簡化為   數量的、形狀比較簡單的典型管段,如直線管段、L 形管段、Z 形管段等。這些管段的位移均可用不同類型的波紋膨脹節來補償。一般直線管段采用軸向膨脹節;L 形管段、Z形管段采用橫向型或由角向型組成的復式鉸鏈型(或三鉸鏈系統)膨脹節;而空間Z形管段則采用大拉桿式或由萬向角向型組成的萬向橫向型(或萬向三鉸鏈系統)膨脹節。
       
      在城市管網中,大部分管段為直線段。因此,城市管網大都采用軸向型膨脹節。軸向型波紋膨脹節一般不能用來做橫向位移補償,但允許用于有少量彎曲的管線中做直線位移補償,此時十應盡量避免將膨脹節設于折彎處,   好在折彎處設固定支架。
       
      在管網中,若將L形管段和Z形管段再細化分解,也可以變成幾個直線管段,那么只選用軸向型膨脹節就可以了。整個管線全部劃分為直線管段,這樣的設計雖然也能解決管線的補償問題,也不是錯誤的設計,但并不是   佳的、合理的設計。將L形管段和Z形管段分解為直線管段需要通過增設固定支架來實現分段,每管段又要軸向型膨脹節來補償,這樣支架和膨脹節的數量都要增多,使得工程造價增加。因此在L形管段和Z形管段中廣泛地采用橫向型膨脹節。另外由于橫向型膨脹節補償量大,故在有彎頭的管線(L形管段和Z形管段)中,人們常常用一個橫向型波紋膨脹節取代多個軸向型波紋膨脹節。
       
      2. 確定工作壓力等級
       
      一般可以根據管道的設計壓力直接確定膨脹節公稱壓力。產品的公稱壓力等級有 0.1;0.25;0.6;1.0;1.6;2.5;4.0(MPa)。   時,可以   確定公稱壓力等級,一般產品樣本中的壓力系列是在設計溫度為300 ℃ 時的數值。如果管道使用溫度不等于300 ℃,可根據溫度修正系數對公稱壓力等級進行修正。
       
      3. 計算各管段的位移量,確定膨脹節額定補償量
       
      計算各管段的位移量是根據管線在   高與   低溫度下由熱脹冷縮產生的伸縮量來確定。
       
      波紋膨脹節的額定補償量根據管段的位移量來確定。在確定時,有時還要考慮到與管線相連的容器及固定支架的位移。波紋膨脹節的額定補償量應當是真實的,不要考慮過大的   系數。否則,會使膨脹節具有很大的撓性,膨脹節的穩定性變壞。在實際應用中,由于膨脹節失穩導致破壞的事故遠遠大于疲勞破壞。
       
      4. 根據公稱通徑、公稱壓力及額定補償量選用波紋膨脹節
       
      支架設計
       
      管道支架起承托管線、將管線分段、限制約束管線的位移方向的作用。支架分為固定支架、導向支架和滑動托架。對膨脹節有重要影響的是前兩種支架。
       
      1. 固定支架
       
      固定支架的作用是將管線分段、設置固定點、確保膨脹節在兩個固定支架之間的管段內正常工作。固定支架又分為主固定支架和次固定支架。
       
      (1)承受管線內壓力產生的盲板推力作用的支架為主固定支架,一般設置在管道的盲端、彎頭處、變截面處、閥門及側支管線連接處等地方。
       
      (2)次固定支架不承受管線內壓力產生的盲板力的作用,一般設置在直線管段上軸向型膨脹節之間起固定作用。
       
      2. 導向支架
       
      導向支架是用來保證管線按   的方向位移,限制管線向其它方向移動,以保證膨脹節   使用。導向支架分為直線導向支架和平面導向支架。
       
      直線導向支架是指管線在兩維方向受到約束,只允許管線沿一維方向(即軸向)運動的支架。平面導向支架是限制管線的一個方向,允許管線在一個平面內移動和轉動的支架。
      各種類型波紋膨脹節在典型管段的使用及支架受力分析
       
      很多固定支架只考慮了典型管段對固定支架產生的作用力,即只計算了一側管線對固定支架的力,而在實際的設計中應將固定支架另一側的作用力什算以后,將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慮了一側管線的作用,當考慮另一側管線的作用以后,主、次固定支架有時會互相轉換。
       
      波紋膨脹節的安裝
       
      1. 兩固定管架之間只能安裝一只膨脹節(或一組角向型膨脹節)。
       
      2. 波紋膨脹節與剛性管道比較,安裝時要方便得多,管道的一些偏差可以由膨脹節補償但是,這并不意味著對管道安裝可以無任何要求。因為安裝時如果已吸收較大的位移,工作時,其使用壽命要受到影響。因此,原則上不提倡用膨脹節補償安裝偏差。
       
      3. 通常,上述基本型式的膨脹節是不吸收扭矩的,因此在安裝膨脹節時不允許膨脹節受到扭轉。
       
      4. 固定支架   有足夠的強度,以保證膨脹節不受破壞。導向支架   有足夠的導向性,否則,影響管線位移的傳遞。
       
      5. 膨脹節的預拉伸或冷緊
       
      為了確保波紋膨脹節在結構設定的區間內補償,并減小其變形剛度力,應根據現場安裝溫度對供貨狀態的膨脹節進行預變形。
       
      6. 安裝注意事項
       
      (1) 管道對中性要好,在其它方法無保證時,可采用直管鋪設后切下一段再安裝膨脹節的方法來保證。
       
      (2) 安裝中應對波紋管加以保護,不碰傷波紋管。
       
      (3) 帶導流套的膨脹節,應使導流方向與介質流向一致。
       
      (4) 安裝完畢后,應拆除預拉伸桿和運輸固定桿,使管道在環境溫度變化時的伸縮得到補償。
       
      (5) 支架   符合設計要求,嚴禁在支架未安裝好之前在管線內試壓,以免將膨脹節拉壞。
       
      (6) 保溫層應做在膨脹節外保護套上,不得直接做在波紋管上。不得采用含氯的保溫材料。
       
      (7) 膨脹節允許不超過1.5倍公稱壓力的系統壓力試驗。
       
      (8) 裝有膨脹節的管線在運行操作中,閥門開啟和關閉,要逐漸進行,以免管線內溫度和壓力急劇變化,造成支架或膨脹節損壞。(
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