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波纹管补偿器的设置步骤及设置中应注意的事项《资讯》

发布时间:2020-08-17 11:51:57 阅读: 来源:榻榻米厂家

2018-12-28 20:40:51来源:贤集网 赵媛

波纹管补偿器是近年来刚发展起来的新型工业产品,属于一种随系统自由伸缩的弹性补偿元件。波纹管补偿器因其本身具有柔韧性,能补偿设备与管道的温差变形或其他变形,并可防震、减振、减少管道对设备的推力和适应油罐基础的不均匀沉降等。它本身又是密封的,因而能够广泛地用于化工、炼油、电力、轻工、原子能、冶金、机械、仪表、舰船、宇航等部门。由于动力管道和热力管道在工业与民用的各部门都广泛地使用着,因而补偿器的需要量是很大的。最近几年很多大、中城市正在大量兴建住宅楼,从节约能源和消除环境污染的角度出发,应大力提倡集中供热和城市热化,因而都离不开热力管道。在对原有城市进行热化改造时,碰到一个麻烦的问题便是热力管道很难穿行,尤其是方型补偿器由于占地大而不好布置,此时波纹管补偿器由于结构紧凑,得以充分发挥其特殊的优越性。下面贤集网小编来为大家介绍波纹管补偿器的设置步骤、设置中应注意的事项、各种配件、管道应力计算、失效类型及原因分析。

波纹管补偿器的设置步骤

1、管线分段一条管线无论如何复杂都可以通过设置固定支座将其分割成若干形状相对简单的独立管段,如直管段,L形管段,Z形管段等;

2、确定补偿量根据管道材料在工作温度范围内的热膨胀系数及管段长度,计算出所分管段即两个固定支座间的工作位移量;

3、选定补偿器根据所设计的管道补偿方式和管道的工作温度、压力等选定补偿器。使之能够容纳计算出的管段的位移量;

4、设计固定支座供热管道受热伸长时将会对固定支座施加一定的推力,设计时应计算其推力的大小,以确定固定支座的断面。

波纹管补偿器设置中应注意的事项

1、直埋式波纹膨胀节由于其补偿方式的不同,而使产品的生产加工以及选型、安装差异甚大,在选择直埋式波纹膨胀节前,必须首先确定好采用什么补偿方式。并根据补偿方式的要求进行有关计算、选型、安装等。不可将所有补偿方式混为一谈。

2、直埋式波纹膨胀节补偿量的计算,是按架空或地沟内管道的布置形式计算的,但事实上,管道直埋在土里与管道架空或在地沟内的情形是有区别的。由于管道的直埋,增加了管道与回填土(沙)的摩擦,使本应由两个固定支座承受的力转化为一部分施加在固定支座上,另一部分施加在管道上,这样就要校核管道所承受的应力是否超过管道的允许应力,特别是在管道转弯处。另外对补偿量也可按下限选择。

3、从直埋式波纹膨胀节的构造中可以看出,膨胀节大多数均设有导流套。其主要作用就是减少介质的流道阻力。但是,导流套是有方向的,若安装方向有误将起不到其导流的作用。所以,必须注意导流套的方向。尤其当供回水管的波纹膨胀节装置在平行相同位置时,供回水水流方向相反而容易弄错方向。

4、直埋管中波纹膨胀节的设置位置应根据补偿方式不同而有所变化。两个固定支座之间,只装一个波纹膨胀节。对一次性直埋波纹膨胀节应设置在两固定支座的中间;对自由补偿直埋波纹膨胀节的设置位置应靠近两个固定支座中的一个,而远离另一个固定支座(见图4)。这主要从波纹膨胀节本身的外型构造考虑,因为远离固定支座的(导向密封套)一端在受热时可自由伸缩,而靠近固定支座的一端,由于外壳4的突出增加了其伸缩的阻力,使之起不到补偿的作用。

波纹管补偿器的各种配件

1、首先,他的第一大配件是波纹管,波纹管的波纹数决定着这个产品的补偿量,由于波纹管是全不锈钢的材质,所以除了波纹的个数不同之外,每台波纹补偿器的波纹管其他的数值都一样,相同的材质,相同的结构。不过,他的其他构造可不和他一样简单。

2、第二个配件是螺丝,螺丝的作用主要体现于运输时对波纹管的保护,由于波纹管十一层单薄的不锈钢,坑坑洼洼的会让他的表面不合格,而且对安装以后的工作也有一定的影响,所以螺丝的作用也很大,不过对于螺丝的选择要求却不是那么的严格,即使螺丝有各种的材质选择,无论是铁的,还是不锈钢的,或者是镀锌的,但是他们起作用都一样,一般选择为镀锌的,因为它除了与波纹管的颜色接近外,价格也是比较合适的,所以镀锌螺丝是波纹补偿器的头号选择螺丝。

3、最后就是法兰片的选择,法兰片的选择是很重要的,材质的不同决定着波纹补偿器的使用寿命以及安装地区,法兰的种类很多,但是一般选择铸钢法兰和不锈钢法兰,这两种法兰的除了材质不同外,制作也不同,而法兰不选择铁为原材料,是因为铁的气孔很大,会影响到以后的工作,所以,碳钢的最为广泛,由于不锈钢的造价比较高,所以除了一些特殊的地区外基本不用。

波纹管补偿器的管道应力计算

管道应力计算主要是计算管道在内压、持续外载作用下和由热胀冷缩及其他位移受到约束后产生的应力。根据各种载荷产生的应力对管材破坏的机理不同,将管道的应力分为一次应力、二次应力和峰值应力3类。应力不同采用的分析验算方法不同。

1、一次应力

管道由内压和持续外载产生的应力属于一次应力。一次应力的主要特点是没有局限性。内压和持续外载产生的应力达到管材屈服极限时,各种外部载荷不因结构件的变形而改变,其作用将一直持续到构件破坏为止。为防止这种破坏的发生,一次应力应采用极限分析,即一次应力值不得超过材料计算温度下的许用应力值。一次应力一般进行两项计算,即由内压折算应力验算及内压轴向应力和持续外载应力验算。

(1)内压折算应力计算式为

内压折算应力的计算实质上也是对管道壁厚的验算。工程设计中一般都是根据介质的设计压力而选用标准的管道外径与壁厚。即管道外径、壁厚是通过设计流量、压力选定的,而不必要每次进行内压折算应力的计算。

(2)内压轴向应力和持续外载应力计算公式为

式(3)的第1项是由内压引起的轴向应力,第2项σzhw可以出现在垂直管道上,由自重引起的沿管材断面均匀分布的轴向应力。第3项σw可出现在水平管段上,由自重引起的弯曲应力。3项应力中,轴向一次应力的大小与管道布置有关,后两项与管道支架跨距有关,实际工程设计中可以用设计手册,根据管道外径、壁厚、管道工作单位长度荷重来确定管道支架跨距,使其满足一次轴向应力

的验算条件。

2、二次应力

管道由于热胀冷缩等变形受约束而产生的应力属于二次应力。二次应力的主要特点是具有自限性。二次应力是由热位移引起的,而这些位移值是固定的。二次应力使管材达到屈服点时,管材不会无限变形下去,产生塑性变形后,应力值会降下来。二次应力引起的破坏,是在反复交变应力作用下引起的疲劳破坏。对二次应力的限定是采用控制一定交变应力范围和交变循环次数。

二次应力σ;[σ]t为设计计算温度下钢材基本许用应力,MPa.实际运行的管道既有一次应力,也有二次应力。一次应力与二次应力之和称为综合应力。二次应力值的大小与管道布置密切相关,通常所说的管道补偿计算实际上也就是二次应力计算。

3、峰值应力

管道在内压、持续外载和热胀、冷缩等荷载作用下,在弯管、三通等管件下将产生局部应力集中,或者说峰值应力。在进行应力计算时引入应力加强系数的概念。应力加强系数m值与几何尺寸有关。通常设计中所采用的加大弯管的弯曲半径,或加厚弯管及三通的壁厚,都是为了降低应力加强系数m值。

波纹管补偿器的失效类型及原因分析

1、失效类型

波纹管的失效在管线试压和运行期间均有发生。管线试压时出现问题主要有三种类型:由于管系临时支撑不当,或管系固定支架设置不合理,导致支架破坏,波纹管过量变形而失效;由于波纹管设计所考虑的压力或位移**富裕度不够,管线试压时波纹管产生失稳变形失效;补偿器制造质量问题,制造厂偷工减料,5层不锈钢私自改为3层或**少。波纹管在运行期间的失效主要表现为腐蚀泄漏和失稳变形两种形式,其中以腐蚀失效居多。从腐蚀失效波纹管的饵剖分析发现,腐蚀失效通常分点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂,其中氯离子应力腐蚀开裂约占整个腐蚀失效的95%。波纹管失稳有强度失稳和结构失稳两种类型,强度失稳包括内外压波纹管平面失稳和外压波纹管周向失稳;结构失稳是内压波纹管补偿器的柱失稳

2、设计疲劳寿命与稳定性及应力腐蚀的关系

波纹管的设计主要考虑耐压强度、稳定性和疲劳性能等三个方面的因素。虽然**标准和美国EJMA标准对这几方面的计算和评定都有明确的规定,但从多年的应用实践和波纹管失效分析中发现,标准中给出的关于稳定性的计算和评定方法不够全面,且疲劳寿命也仅给出了比较粗的界限范围(平均疲劳寿命在10^3-10^3适用)。有时一个完全符合标准要求的产品,在实际使用时也会出现一些问题。如内压轴向型补偿器预变位状态在压力试验时波纹管易产生平面失稳,大直径外压轴向型补偿器全位移工作状态波纹管易产生周向失稳,小直径复式拉杆型补偿器、铰链型补偿器全位移工作状态易产生柱失稳。波纹管过大的变形不仅对其稳定性造成影响,还会为应力腐蚀提供有利的环境条件。

(1)波纹管疲劳寿命与其综合应力波纹管的补偿量取决于其疲劳寿命,疲劳寿命越高,波纹管单波补偿量越小。为了降低成本,提高单波补偿量,有些生产厂家将波纹管的许用疲劳寿命降得很低,这样会导致由位移引起的波纹管子午向弯曲应力很大,综合应力很高,大大降低了波纹管的稳定性。

(2)波纹管的综合应力与其耐压强度由标准中给出的波纹管平面稳定性和周向稳定性的计算方法和评定标准可以看出,二者反映的均为强度问题。当波纹管设计的许用寿命较低时,不仅其子午向综合应力较高,环向应力也比较高,使波纹管局部很快进入塑性变形,导致波纹管失稳。

(3)补偿器位移与其柱稳定性对于复式拉杆型和铰链型补偿器,横向位移是由波纹管角变位引起中间管段倾斜实现的。当波纹管产生角变位时,波纹管凸出侧承压面积大于凹陷侧承压面积,导致补偿器附加了一个横向力,较之轴向型补偿器**易产生柱失稳。显然波纹管单波位移越大,补偿器横向位移越大,越易产生柱失稳。

上述是贤集网小编为大家讲解的波纹管补偿器的设置步骤、设置中应注意的事项、各种配件、管道应力计算、失效类型及原因分析。关于波纹管补偿器小编就先介绍到这里啦,希望这些知识能够给大家带来帮助!国内波纹管补偿器行业的投资前景非常广阔。波纹管补偿器行业未来替代进口趋势明显。从过往行业经验上看,我国波纹管补偿器行业的低端领域基本已经实现了国产化,中高端领域中的内资企业正凭借成本、渠道、服务上的比较优势逐步替代进口,并且有望走出国门加入到国际市场的竞争中。波纹管补偿器行业在具体投资标的选择上,应重点关注安全边际以及一些具备高成长潜力的新兴高端制造领域。只有在成本、技术、销售渠道和服务等方面存在差异化竞争优势的企业,才能在未来趋于激烈的市场竞争中占据优势地位。

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