膨胀节安装知识

金属波纹膨胀节安装使用中应注意的几个问题

金属波纹膨胀节以其结构紧凑的明显优势逐渐取代传统的∏型膨胀节而得到普及，在冶金、化工、机械、航天等领域得到广泛应用，在应用过程中,也曾听到见到相关的事故,笔者2003年5月曾亲眼目睹唐山市某钢铁公司制氧厂500m外输管线第二个膨胀节爆裂事故现场，在爆裂点前后两φ219*6管线被甩出80余米，所幸没有人员伤亡,分析其中的原因，觉得我们在应用过程中对膨胀节受力的相关问题认识不够，尤其管系受力,系统急于开车，减压站自调未投用,主固定支架受力过大(主要是管道内压产生的盲板力)被推倒,致膨胀节爆裂事故的发生。一、公称压力：

产品的公称压力是指工作温度为300℃（通常）时的压力值，在实际应用中可根据公称压力与温度的对比选取最大工作压力。

二、工作温度、补偿量及刚度：

产品的补偿量（刚度）是指工作温度为300℃（20℃）（通常）计算所的，当使用温度为其它数值时，需对补偿量及刚度进行修正。

三、补偿器预变形：

为使补偿器处于一个良好的工作位置，并减少支架受力，宜对补偿器在安装前进行“预变形”。

四、支架设计：

a、主固定支架

主固定支架一般设置在管道的盲端、弯头、阀门及侧支管线连接处等地方，主固定支架主要受以下作用力

（1）管道内压产生的盲板力

Fp=P*Ae

式中：P—管道的最高工作压力（Mpa）

Ae—波纹管的有效面积（mm2）

Ae=π/4*D2m

Dm—波纹管波纹部分的平均直径

（2）膨胀节位移时产生的刚度反力

Fk=1/2*k*e

式中：e—膨胀节的补偿量（mm）

K—膨胀节的刚度（N/m)

（3）管道伸缩时与导向支架和滑动托架产生的摩擦反力

Ff=9.8*μ*（wiL+wzL）

式中：μ—摩擦系数

wi—每米管道重量（kg/m）

wz—每米管道内介质重量（kg/m）

L—管段内管道总长度（m）

主固定支架需承受上述三种力，靠近膨胀节端主固定支架受内压产生的盲板力和位移产生的刚度反力，即

F= Fp + Fk

而另一端的主固定支架还要承受伸缩时产生的摩擦反力，即

F= Fp + Fk + Ff

b.次固定支架

次固定支架一般设置在直线管段上轴向型膨胀节之间，不承受管线内压产生的盲板力的作用，但承受管线内压产生的推力，即

Fp…=P*（Ae- Ag）= P*π/4*(D2m- D2n)

式中：Dn—管道内径（mm）

Ag—流通面积（mm2）

次固定支架靠近膨胀节一端还要承受位移产生的刚度反力，即：

F= Fp…+ Fk

而另一端还要承受管道伸缩时产生的摩擦反力，即：

F= Fp…+ Fk + Ff

c.导向支架

导向支架是用来保证管线按一定方向位移，以限制管线在其它方向的位移，保证补偿器的安全使用，导向支架的设置原则如下：

膨胀节的一端靠近固定支架,距固定支架的距离L1≤4DN,膨胀节的另一端应设导向支架,第一个导向支架距膨胀节的距离L2≤4DN, 第二个导向支架距第一个导向支架的距离

L3≤14DN,其它导向支架的最大间距L max按下式计算:

L max =1.57* [EI/(PAe±Ke )]1/2

式中: E—管道的弹性摸量(Mpa)

I—管道横截面的惯性距(mm4)

P—设计压力(Mpa)

Ae—波纹管的有效面积（mm2）

K—补偿器的刚度（N/m)

e—补偿器的额定轴向位移量（mm）

当补偿器受压缩时取+Ke,受拉伸时取-Ke

安装及使用的其它常规要求,诸如:补偿器的安装方向; 严禁采用补偿器变形调整管道安

装超差;波壳避免焊渣飞溅及机械损伤等等相关问题,这里就不在赘述。

总之,只要我们真正全面地了解了产品的相关知识,就可以从根本上避免事故的发生。

膨胀节的安装和试压注意事项

膨胀节的安装和试压注意事项

1.安装前，应先检查封波纹管膨胀节的型号、规格及管道的支座必须符合设计要求。

2.对带内衬筒的膨胀节，应注意使内衬筒方向与介质流动方向一致（按膨胀节的流向

标志安装）。平面角向型膨胀节的铰链转动平面应与位移平面一致。

3.需要进行"冷紧"的膨胀节，其预变形所用的辅助构件，应在管系安装完毕后拆除。

4.管系安装完毕应立即拆除膨胀节上用作安装运输保护的辅助定位机构及紧固件，并

按设计要求将限位装置调到规定的位置，使管系在环境条件下有充分的补偿能力。

5.除设计要求预拉压或"冷紧"的预变形外，严禁用使波纹管变形的方法来调整管道安

装偏差，以免影响膨胀节的正常功能，降低使用寿命和增加管系，设备接管及支承构件的载荷。

6.膨胀节所有的活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动部位正常动作。

7.安装过程中不允许焊渣飞溅到波纹管表面和使波纹管受到其它机械损伤。

8.对用于气体介质的膨胀节及其连接管道，作水压试验时，要考虑充水时是否需要对

膨胀节的接管加设临时支架以承重。

9.水压试验用水必须洁净，无腐蚀性，并控制水中的氯离子的含量不超过25ppm。

10.水压试验结束后，应尽快排尽波纹中的积水，并迅速将波壳的内表面吹干。

膨胀节的安装注意事项

一、膨胀节的安装注意事项：

1、安装前，应先检查波纹管膨胀节的型号、规格及管道的支座配置必须符合设计要求；

2、对带内衬管的膨胀节，应注意使内衬管方向与介质流动方向一致（按膨胀节的流向标志安装）。平面角向型膨胀节的铰链转动平面应与位移平面一致；

3、需要进行冷紧的膨胀节，其预变形所用的辅助构件，应在管系安装完毕后拆除；

4、管系安装完毕应立即拆除膨胀节上用作安装运输保护用的辅助定位机构及紧固件，并按设计要求将限位装置调到规定的位置，使管系在环境条件下有充分的补偿能力；

5、除设计要求预拉伸或冷紧的预变形外，严禁用使波纹管变形的方法来调整管道的安装偏差，以免影响膨胀节的正常功能，降低使用寿命和增加管系、设备接管及支承构件的载荷；

6、膨胀节所有的活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动部位正常动作；

7、安装过程中不允许焊渣飞溅到波纹管表面和使波纹管受到其它机械损伤

8、膨胀节的安装应按照管系施工图及膨胀节安装说明书要求进行。

9、安装膨胀节的管道必须恰当的加以导向和固定才能使膨胀节发挥作用，因此导向和固定支架的设置必须严格按设计部门有关技术资料进行。对于导向、固定支架的设置原则，请详见“波纹膨胀节安装指南”。