膨胀节的类型和构造
膨胀节参考文档
分类-膨胀节-金属膨-非金属-波纹管-套筒式-橡胶风道-弯管式-纤维织物
①弯管式膨胀节-将管子弯成U形或其他形体,也称-金属膨胀节-涨力弯。是利用形体的弹性变形能-力进行补偿的弯 式膨胀节一种膨-它的优点是强度好、寿命长、可在-现场制作,缺点是占用空间大、消耗-钢材多和摩擦阻力大。这种 胀节-广泛用于各种蒸汽管道和长管道上
风道橡胶补偿器-非金属膨服节
1、橡胶和纤维织物具有良好的反复位移(变-化还原性,能在较小尺寸范围内提供较大-的多维方向补偿,能较好的消 各种管道安-装连接时产生的多向误差-·2、橡胶和纤维织具有优越的吸声隔震功能-,能有效的减少和消除锅炉、风 等系统品-声和震动的传递。-3、橡胶和纤维织无力的传递损耗,减少了-设计程序,无需增加其它辅助设施。-4、 胶和纤维织及隔热材料具有较高耐热-和耐腐蚀性能,永不生锈,减少维修费用。-5、橡胶和纤维织具有优异的气密性 柔顺-性、能保证输送介质无泄漏和反复位移后恢-复原状。
三-1一站奇-2一皮政管-留1-单1可型多装-1一端管-2一副较链极3一销轴-d一被纹管5一主较链乾:6一 极-暂2单式权硅型串张情-1一留的-之一立极3一敏碰极4一精辅5一万向环-图3前式厅向故随型脑民节
原理-,利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形-以吸收管线、导管、容器等由热胀冷-缩等原因而产生的尺寸变化,或 偿管-线、导管、容器等的轴向、横向和角向-位移。-也可用于降噪减振、供热上,为了防止-供热管道升温时,由于 伸长或温度应-力而引起管道变形或破坏,需要在管道-上设置补偿器,以补偿管道的热伸长,-从而减小管壁的应力和 用在阀件或支-架结构上的作用力。↓
·几类典型的套筒式膨胀节-金属膨服节套筒式膨联节-无推力Байду номын сангаас筒式补偿器
金属波纹膨胀节
膨胀节一、名词解释膨胀节又称补偿器,伸缩节器;是现代管道工程系统不可缺少的重要环节;适用于各行各业,只要有管道的地方就有膨胀节,如:石化、仪表、航天、化工、电力、水泥、冶金,钢厂,建筑,制药,供热,市政工程,天然气等;二、膨胀节的作用管道系统在停机和开机两种不同状态下,会因温度变化,造成管道的热膨胀或冷收缩;如果这些膨胀和收缩得不到补偿消除或平衡,就会造成系统的严重损坏,使系统不能正常工作;膨胀节就是用来吸收这些膨胀和冷收缩的;三、产品分类1、按材质分:金属膨胀节/非金属膨胀节2、按形状分:圆形膨胀节/矩形膨胀节3、按有无约束分:有约束膨胀节/无约束膨胀节解释:有约束就是膨胀节自身能够吸收内压推力也叫盲板力,无约束就是膨胀节的内压推力也叫盲板力由固定支架来吸收4、按形式分:单式膨胀节/复式膨胀节例如:单式铰链型膨胀节/复式铰链型膨胀节/单式万向铰链型膨胀节/复式万向铰链型膨胀节/复式大拉杆型膨胀节/弯管压力平衡型膨胀节/直管压力平衡型膨胀节/旁通直管压力平衡型膨胀节/单式内压式轴向型膨胀节/复式自由型膨胀节/外压轴向型膨胀节……四、产品图纸展五、产品构造1、金属圆形波纹膨胀节波纹膨胀节的组成:由一个或几个波纹管及结构件组成,结构件包含接管也称筒节或端管,法兰,耳板,环板,装运拉杆,承力拉杆,销轴,铰链板,万向环,螺母等等2、金属矩形波纹膨胀节同金属圆形波纹膨胀节六、金属波纹管材质1.金属波纹管的材质有:不锈钢/碳钢/铝/铜/钛材/哈氏合金2.结构件的材质由不锈钢/碳钢/合金钢/铝/铜/钛材/哈氏合金注:膨胀节的执行标准金属波纹管膨胀节通用技术条件,简称GB/T12777-2008替代GB/T12777-1999最早版本1991是参照美国膨胀节制造商协会EJMAStandards of the Expansion Joint Manufactures Association这个标准制定的;膨胀节最关键的参数:通径也叫公称直径,管径厚度,单位为mm 压力单位为MPa或者公斤力1MPa=10公斤力,简单说1MPa=10kgf/cm²10公斤力,温度,介质,产品长度 mm,位移量也叫补偿量mm膨胀节的主体材料波纹管材料由不锈钢/碳钢/铝/铜/钛材/哈氏合金等组成,最常用的有如下:不锈钢的分类:七、膨胀节的型号表示方法膨胀节型号表示实例如下:设计压力为,公称通径为1000mm,设计轴向位移为205mm,端部连接为焊接型式,波纹管为无加强U形的外压单式轴向型膨胀节,其型号表示为:;设计压力为,公称通径为800mm,设计轴向位移设计横向位移为零时为35mm,设计横向位移设计轴向位移为零时为10mm,端部连接为法兰型式,波纹管为∩形的弯管压力平衡型膨胀节,在承制方的产品样本中其型号表示为:10.八、选购方法1.管道压力、通径管道的通径也称直径2.管道设置情况分架空管道、直埋管道3.所需管道伸缩节的伸缩量也称补偿量或位移量分轴向位移,横向位移,角向位移或三个方向位移的任意组合4.管道与伸缩节的连接方式分为法兰连接、焊接两种方式5.介质、介质温度也可问一下是什么型式的膨胀节九、膨胀节设计需要搜集的资料1.膨胀节类别:目前膨胀节是金属非金属2.3.膨胀节所在的部位:4.膨胀节的主要参数:A.管道缺口多长B.管道缺口横截面尺寸:长宽C.运行时,两个管道相互错位位移是多少5.此处管道中流过的介质是其温度是多少6.7.要求膨胀节承受多大压力8.安装膨胀节的管道缺口部位,离管道外壁有多大空间要四周有哪些障碍外物影响膨胀节的安装9.10.离地面高度11.膨胀节安装在室内还是室外,环境温度怎么样12.13.安装膨胀节的管道是水平的还是垂直的14.安装膨胀节的管道上支架是如何布置的。
什么是膨胀节
什么是膨胀节概述膨胀节是一种常见于输送和储存液体、气体、蒸汽等介质的设备和管道上的补偿器件。
它的作用是在介质温度、压力发生变化时,能够自动地吸收、补偿、抵消管道或设备上因温度、压力变化而引起的热膨胀、冷缩、振动、位移、变形等因素,保证管道、设备的正常运行,避免因应力过大而引起管道或设备的破裂。
膨胀节的分类膨胀节根据不同的分类标准,可以分为不同的类型。
按照结构形式分类,膨胀节主要分为以下几类:弹簧膨胀节弹簧膨胀节是由一系列的弹簧组成的,具有较好的弹性和变形能力。
它适用于小口径的管道,可以补偿一定的伸缩量和位移。
波纹管膨胀节波纹管膨胀节是采用金属波纹管制成的,具有较好的耐腐蚀性和抗疲劳性,适用于管道中介质的膨胀和压力的变化。
橡胶膨胀节橡胶膨胀节是由橡胶材料制成的,具有较好的耐化、耐磨、耐腐蚀性,适用于弱腐蚀性介质的灵活连接。
不锈钢膨胀节不锈钢膨胀节具有较好的耐腐蚀性和耐高温性,适用于高温膨胀和高压力介质的补偿。
铸铁膨胀节铸铁膨胀节适用于较大的管径,并具有很高的刚度、抗压强度和耐磨性。
其他类型的膨胀节还有一些特殊材料制成的膨胀节,适用于具有特殊工艺要求的管道和设备上。
例如PTFE材料的膨胀节适用于强腐蚀性介质。
膨胀节的工作原理膨胀节可以自由地伸缩变形,由于其内部填充了介质,所以在介质压力、温度变化时,可以吸收产生的伸缩、变形。
膨胀节的伸缩变形可以分为横向伸缩变形和轴向伸缩变形两种。
横向伸缩变形横向伸缩变形是指膨胀节在施加外力或介质温度变化等因素作用下,以膨胀节的内径为轴心所产生的位移。
这种变形发生在弹簧膨胀节、波纹管膨胀节和橡胶膨胀节中较为常见。
轴向伸缩变形轴向伸缩变形是指膨胀节在施加外力或介质温度变化等因素作用下,以膨胀节的长度为轴心所产生的位移。
这种变形发生在不锈钢膨胀节、铸铁膨胀节和其他材料制成的膨胀节中较为常见。
膨胀节的应用膨胀节广泛应用于许多领域,如石化、电力、造纸、冶金、环保等,它们的性能和特点不同,适用的介质和工况也有所区别。
膨胀节
膨胀节分类:一.金属膨胀节①弯管式膨胀节将管子弯成U形或其他形体(图1),也称涨力弯。
是利用形体的弹性变形能力进行补偿的。
它的优点是强度好、寿命长、可在现场制作,缺点是占用空间大、消耗钢材多和摩擦阻力大。
这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和长管道上。
②波纹管膨胀节波纹管膨胀节是用金属波纹管制成的一种膨胀节。
它能沿管道轴线方向伸缩,也允许少量弯曲。
为了防止超过允许的补偿量,在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环,在与它连接的两端管道上设置导向支架。
另外还有转角式和横向式膨胀节,可用来补偿管道的转角变形和横向变形。
这类膨胀节的优点是节省空间,节约材料,便于标准化和批量生产,缺点是寿命较短。
波纹管膨胀节一般用于温度和压力不很高、长度较短的管道上。
随着波纹管生产技术水平的提高,这类膨胀节的应用范围正在扩大。
目前,波纹管膨胀节可用在最高压力6.0兆帕的管系中。
③套筒式膨胀节套管伸缩节由能够作轴向相对运动的内外套管组成。
内外套管之间采用填料函密封。
使用时保持两端管子在一条轴线上移动。
产品主要有套筒(芯管),外壳,密封材料等组成.用于补偿管道的轴向伸缩及任意角度的轴向转动.具有体积小补偿量大的特点适用于热水、蒸气、油脂类介质,通过滑动套筒对外套筒的滑移运动,达到热膨胀的补偿。
套筒式补偿器的内套筒与管道连接,采用高性能自压式动密封的原理与结构,它可以随着管道的伸缩在外壳内进行自由滑动,能适应任何管道的密封要求.外壳与内套筒之间采用新型合成材料密封,能耐高温,防腐蚀抗老化,适用温度-40至150,特殊情况下可达350.既能保证轴向滑动,又能保证管内介质不泄漏。
二.非金属膨胀节①橡胶风道膨胀节风道橡胶补偿器分为FDZ、FVB、FUB、XB四种型号,由橡胶和橡胶一纤维织物复合材料、钢制法兰、套筒、保温隔热材料组成,主要用于各种风机、风管之间的柔性连接,其功能是减震、降噪、密封、耐介质、便于位移和安装,是环境保护领域中一种极为理想的减震、降噪、消烟除尘的最佳配套件。
波纹管膨胀节分类
波纹管膨胀节是一种用于管道系统中的补偿装置,用于吸收由温度变化、振动和管道位移等原因引起的热应力和机械应力。
根据不同的结构和功能,波纹管膨胀节可以分为以下几类:
1. 压缩型膨胀节:压缩型膨胀节可以吸收管道系统中的压缩变形。
它通常由波纹管和法兰组成,当管道受到压缩力时,波纹管可以压缩和伸展,从而吸收压缩变形。
2. 伸缩型膨胀节:伸缩型膨胀节可以吸收管道系统中的伸长变形。
它通常由波纹管、伸缩节和法兰组成,当管道受到伸长力时,伸缩节可以伸缩和收缩,从而吸收伸长变形。
3. 角度型膨胀节:角度型膨胀节可以吸收管道系统中的角度偏差。
它通常由波纹管、角度节和法兰组成,当管道发生角度偏差时,角度节可以弯曲和扭转,从而吸收角度变形。
4. 侧向型膨胀节:侧向型膨胀节可以吸收管道系统中的侧向位移。
它通常由波纹管、侧向节和法兰组成,当管道发生侧向位移时,侧向节可以侧向移动,从而吸收侧向位移。
5. 多功能型膨胀节:多功能型膨胀节结合了以上几种类型的功能,具有更广泛的应用范围和更强的补偿能力。
需要注意的是,不同类型的波纹管膨胀节适用于不同的管道系统和工程需求。
在选择和使用波纹管膨胀节时,需要根据实际情况和设计要求进行选择,并确保其符合相关的标准和规范。
此外,波纹管膨胀节的安装和维护也需要按照相关的操作规程进行,以确保其正常运行和安全性能。
膨胀节的类型和构造
膨胀节的类型和构造一、波纹膨胀节的类型波纹管配备相应的构件,形成具有各种不同补偿功能的波纹膨胀节。
按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型。
轴向型:普通轴向型、抗弯型、外压型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。
横向型:单向横向型、万向铰链横向型、大拉杆横向型、小拉杆横向型。
角向型:单向角向型、万向角向型。
以上是基本分类,每类都具备共同的功能。
在一些特定情况还可以有特殊功能,如耐腐蚀型、耐高温型。
按特定场合的不同,分为催化裂化装置用、高炉烟道用。
按用于不同介质分为:热风用、烟气用、蒸汽用等。
二、波纹膨胀节的结构1、轴向型波纹膨胀节(1)普通抽向型:是最基本的轴向膨胀节结构。
其中支撑螺母和预拉杆的作用是支撑膨胀节达到最大额定拉伸长度和到现场安装时调整安装长度(冷紧)。
如果补偿量较大,可用两节,甚至三节波纹管。
使用多节时,要增加抗失稳的导向限位杆。
(2)抗弯型:增加了外抗弯套筒,使整体具有抗弯能力。
这样可以不受支座的设置必须受4D、14D的约束,支架的设置可以将这段按刚性管道考虑。
(3)外压型:这种结构使波纹管外部受压,内部通大气。
外壳必须是密闭的容器,它的特点是:1)波纹管受外压不发生柱失稳,可以用多波,实现大补偿量。
2)波纹内不含杂污物及水,停气时冷凝水不存波纹内可从排污阀排掉不怕冷冻。
3)结构稍改进也具有抗弯能力。
(4)直埋型:它的外壳起到井的作用,把膨胀节保护起来.密封结构防止土及水进入。
实际产品分防土型和防土防水型。
对膨胀节的特殊要求是必须与管道同寿命。
(5)一次性直理型:它的使用是装在管线上后整个管线加热升温到管线的设计温度范围的中间温度,管线伸长,波纹管被压缩,两个套筒滑动靠近,然后把它们焊死,再由检压孔打压检验焊缝不漏即可。
它的特点是:1)焊死后波纹管再不起作用,它的寿命一次就够。
2)波纹管的设计压力按施工加热的压力设计。
材质用普通碳钢。
2、横向型波纹膨胀节(1)单向横向型:它只能在垂直于铰链轴的平面内弯曲变形。
膨胀节的分类
2 单式轴向型波纹膨胀节由一个波纹管及结构件组成,主要用于吸收轴向位移而不能承受介质压力推力的膨胀节。
因为结构简单,制造成本低,所以这是所有膨胀节中价格最为便宜的一种,对于管道口径小,固定支座易于设置的管线,应优先采用这一种。
但它不能承受压力推力,所以在选用它时,一定要正确计算压力推力,并正确地设置固定支座。
对于大口径管线尽管压力低,但压力推力也大得惊人,所以一定要设置好固定支座和滑动支座。
3 外压单式轴向波纹膨胀节由承受外压的波纹管、外管和端环等构件组成,只用于吸收轴向位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节。
当所需要的轴向位移较大,采用内压轴向膨胀节因存在柱失稳问题而受限时,可考虑采用外压膨胀节,其特点是不存在柱失稳问题且轴向补偿量大。
膨胀节工作时,波纹管受拉,而不是受压。
4 压力平衡式波纹膨胀节由一个工作波纹管或中间管所连接的两个工作波纹管和一个平衡波纹管及弯头或三通、封头拉杆、端板和球面与锥面垫圈等结构件组成。
主要用于吸收轴向与横向组合位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节。
当波纹管压力推力很大,所需的固定支座不便于设置时,以及与之相连的管道或设备不允许承受内压推力时,应考虑选用这种型式的波纹膨胀节。
弯管压力平衡式膨胀节可用于消除作用在泵、压缩机、汽轮机等设备上的载荷。
在需要轴向补偿时,由于管线架空或两容器之间的直管段距离较短,设置固定支架困难或不经济时,这时应考虑使用直管压力平衡式波纹膨胀节。
为使弯管压力平衡式膨胀节正常工作,在选型时要注意:连杆所承受的压力推力一定要大于使膨胀节产生轴向位移所需要的力。
否则不宜选用此类膨胀节。
5 大拉杆横向波纹膨胀节由中间管连接的两个几何参数和波数相同的波纹管及拉杆、端板组成的挠性部件。
主要用于补偿单平面或多平面弯曲管段的横向位移。
适用于"L"型和"Z"型管系。
由于拉杆能承受压力推力和其他附加外力的作用,膨胀节自身吸收内压推力,不会对管道产生外力,因此膨胀节两端的管道可使用中间固定支架或导向支架,降低施工成本,提高施工效率。
热力管道膨胀节
热力管道膨胀节1. 介绍热力管道膨胀节是一种用于热力管道系统中的重要设备。
它具有吸收热力管道热胀冷缩引起的变形和应力的功能。
本文将详细探讨热力管道膨胀节的定义、分类、结构、工作原理以及在实际应用中的重要性。
2. 热力管道膨胀节的定义热力管道膨胀节,也称作热胀冷缩节,是一种用于热力管道系统中的补偿器件。
它可以吸收管道由于热胀冷缩引起的体积变化和应力,以保证整个管道系统的安全运行。
3. 热力管道膨胀节的分类根据不同的结构和使用方式,热力管道膨胀节可以分为以下几类:3.1 管式膨胀节管式膨胀节是由柔性金属管和法兰组成的补偿器件。
它通过柔性金属管的变形来吸收管道的热胀冷缩。
3.2 弯头膨胀节弯头膨胀节是一种可以在多个平面上自由变形的补偿器件。
它适用于弯头处的热胀冷缩补偿。
3.3 挠性膨胀节挠性膨胀节由多个片状或环状的薄板组成。
它通过薄板的变形来吸收管道的热胀冷缩。
3.4 缠绕式膨胀节缠绕式膨胀节由多层金属带和软连接件组成。
它通过金属带的扭转来吸收管道的热胀冷缩。
4. 热力管道膨胀节的结构热力管道膨胀节的结构主要由以下部分组成:4.1 主体热力管道膨胀节的主体部分通常是由金属材料制成,如碳钢或不锈钢。
主体的形状和尺寸根据具体的应用需求而定。
4.2 连接部件连接部件用于连接热力管道膨胀节与管道系统。
常见的连接方式有法兰连接和焊接连接。
4.3 导向装置导向装置用于限制热力管道膨胀节在长度方向的移动,并保证其正常的工作。
4.4 补偿装置补偿装置是热力管道膨胀节的关键部件,它可以吸收管道的热胀冷缩。
常见的补偿装置包括金属波纹管、波纹管组和膨胀节波纹管。
5. 热力管道膨胀节的工作原理热力管道膨胀节的工作原理基于热胀冷缩的特性。
当管道受热胀冷缩作用时,膨胀节通过其柔性结构的变形来吸收管道的变形和应力,从而保证整个管道系统的安全运行。
6. 热力管道膨胀节在实际应用中的重要性热力管道膨胀节在热力管道系统中具有重要的作用,主要体现在以下几个方面:6.1 补偿热胀冷缩热力管道膨胀节可以有效地补偿管道由于热胀冷缩而引起的变形和应力,从而避免了管道破裂和泄漏等安全问题的发生。
膨胀节基础知识
什么是膨胀节膨胀节作为一种弹性补偿元件,具有工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点,已广泛用于化工、建筑、给水、排水、石油、轻重工业、冷冻、卫生、水暖、消防、电力等基础工程领域,对人们的生活起着重要作用。
膨胀节习惯上也叫补偿器,是为了补偿因温度差与机械振动引起的附加应力,而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。
膨胀节分为:金属膨胀节和非金属膨胀节。
膨胀节的特性1补偿功能在相同的外形尺寸条件下,非金属膨胀节的补偿功能比金属膨胀节的大得多。
特别是对横向位移的补偿功能,非金属膨胀节的补偿功能几乎要比金属膨胀节大一个数量级。
2补偿抗力膨胀节就像一个弹性体,在受到缩或拉伸之后会产生抗力,金属膨胀节的抗力比非金属的大得多。
这个抗力太大,对系统是不利的,会把周边的被设备顶坏。
3耐高温、耐腐蚀非金属膨胀节的材料不仅具有很好的耐高温性能,而且,它还具有耐酸碱性能。
普通碳素结构钢在600℃的环境下其屈服极限等于零,温度再高就会氧化起皮。
碳钢膨胀节在工作过程中容易开裂,不锈钢膨胀节在低温环境下,会发生低漏点腐蚀,而且其造价也相当可观。
4保温节能性能非金属膨胀节的结构本身就具有保温性能。
而金属膨胀节却不具备这个条件,为了保温,在金属膨胀节的外层,还覆盖一层保温层。
5维护更换性能非金属膨胀节在正常的使用寿命周期内,无需维护;非金属膨胀节更换比金属膨胀节要方便得多。
6使用寿命膨胀节的使用寿命与环境条件密切相关。
非金属膨胀节耐磨耐腐蚀性能比较好,相对来说,同等条件下非金属膨胀节的寿命会比金属膨胀节的寿命要长。
7使用压力得益于柔性设计及其使用的特殊材质,非金属膨胀节可以承受更大的工作压力。
8使用介质金属膨胀节适用于液体、气体、粉体。
非金属膨胀节既可以是气体,又可以是液体。
9橡胶膨胀节非金属膨胀节的重要类别,具有较大位移补偿能力,可进行轴向、横向和角向位移的补偿,有降低噪音、减少震动和一定的防腐能力。
膨胀节的选材原则1、碳钢和低合金制波形膨胀节只适用于tW375°C;奥氏体不锈钢制波形膨胀节适用于t≤500o Co2、用碳钢或低合金钢制波形膨胀节,其腐蚀裕度不得超过1mm,否则宜采用奥氏体不锈钢材料。
膨胀节的分类及管道变形计算
膨胀节地分类:一、按材质分为:金属膨胀接、非金属膨胀节.■非金属膨胀节、非金属柔性补偿器(膨胀节)可补偿轴向、横向、角向,具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点,特别适用于热风管道及烟尘管道.、非金属柔性补偿器(膨胀节)地特点:、补偿热膨胀:可以补偿多方向,大大优于只能单式补偿地金属补偿器.、补偿安装误差:由于管道连接过程中,系统误差再所难免,纤维补偿器较好地补偿了安装误差.、消声减振:纤维织物、保温棉体本身具有吸声、隔震动传递地功能,能有效地减少锅炉、风机等系统地噪声和震动.、无反推力:由于主体材料为纤维织物,无力地传递.用纤维补偿器可简化设计,避免使用大地支座,节省大量地材料和劳动力.、耐腐蚀性:选用地氟塑料、有机硅材料具有较好地耐温和耐腐蚀性能.不耐高温,比金属差.、体轻、结构简单、安装维修方便.、价格低于金属补偿器.■金属波纹补偿器(膨胀节)地特点及应用:、金属波纹补偿器是用于吸收管线、导管或容器、设备由热胀冷缩等原因而产生地尺寸变化地装置,它地金属波纹管是主要地补偿元件,广泛用于石油化工、电力供热、锅炉烟风道、钢铁冶金、水泥、船舶、机械等管线及设备地软连接,波纹管(补偿元件)材质:不锈钢、碳钢、不锈钢内衬聚四氟乙烯等.、耐高温、耐压一、按材质分为:金属膨胀接、非金属膨胀节.■非金属膨胀节、非金属柔性补偿器(膨胀节)可补偿轴向、横向、角向,具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点,特别适用于热风管道及烟尘管道.、非金属柔性补偿器(膨胀节)地特点:、补偿热膨胀:可以补偿多方向,大大优于只能单式补偿地金属补偿器.、补偿安装误差:由于管道连接过程中,系统误差再所难免,纤维补偿器较好地补偿了安装误差.、消声减振:纤维织物、保温棉体本身具有吸声、隔震动传递地功能,能有效地减少锅炉、风机等系统地噪声和震动.、无反推力:由于主体材料为纤维织物,无力地传递.用纤维补偿器可简化设计,避免使用大地支座,节省大量地材料和劳动力.、耐腐蚀性:选用地氟塑料、有机硅材料具有较好地耐温和耐腐蚀性能.不耐高温,比金属差.、体轻、结构简单、安装维修方便.、价格低于金属补偿器.■金属波纹补偿器(膨胀节)地特点及应用:、金属波纹补偿器是用于吸收管线、导管或容器、设备由热胀冷缩等原因而产生地尺寸变化地装置,它地金属波纹管是主要地补偿元件,广泛用于石油化工、电力供热、锅炉烟风道、钢铁冶金、水泥、船舶、机械等管线及设备地软连接,波纹管(补偿元件)材质:不锈钢、碳钢、不锈钢内衬聚四氟乙烯等.、耐高温、耐压补偿器[] 补偿器简介补偿器地功能及工作原理波纹管补偿器习惯上也叫膨胀节、伸缩节,由构成其工作主体地波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件组成.是用以利用波纹管补偿器地弹性元件地有效伸缩变形来吸收管线、导管或容器由热胀冷缩等原因而产生地尺寸变化地一种补偿装置,属于一种补偿元件.可对轴向,横向,和角向位移地地吸收,用于在管道、设备及系统地加热位移、机械位移吸收振动、降低噪音等.在现代工业中用途广泛..补偿器执行标准:金属波纹管采用并参照美国""""标准,优化设计,结构合理,性能稳定,强度大,弹性好、抗疲劳度高等优点,材料采用奥氏体不锈钢,两端接管或法兰采用低碳钢或低合金钢.金属波纹管补偿器选用形波,分单层和多层制成,有较大地补偿量,耐压可高达,使用温度1960C一≤度,结构紧凑,使用成本低,耐腐蚀,弹性好,钢度值低,允许疲劳度寿命次,解决了管道热胀冷缩,位移和机械高频振动与管道之间地柔性联接,广泛用于石油、热力、电力、煤气、化工等管路上安装..补偿器连接方式:补偿器连接方式分为法兰连接和焊接两种.直埋管道补偿器一般采用焊接方式(地沟安装除外).补偿器类型:补偿器分为轴向型、横向型、角向型三大类型二十多个品种.轴向型补偿器主要包括:内压式、外压式、复式、平衡式、直埋式补偿器等.横向型补偿器包括:大拉杆横向补偿器、万向铰链横向型补偿器等.角向型补偿器包括:铰链补偿器、万向铰链补偿器等.二.补偿器作用:补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器.补偿器分为:波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型,其中以波纹补偿器较为常用,主要为保障管道安全运行,具有以下作用:.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形.. 波纹补偿器伸缩量,方便阀门管道地安装与拆卸..吸收设备振动,减少设备振动对管道地影响..吸收地震、地陷对管道地变形量.方形自然补偿器有两个作用:.在管道穿越基础梁或地下室墙地时候,为了避免基础地沉降对管道地压力,需要安装方形补偿器..在热力管道过长地情况下,需要安装方形补偿器来减小‘热胀冷缩’对管道地拉伸.三.管道地热变形计算:计算公式:**△管道膨胀量为线膨胀系数,取0.0133mm补偿管线(所需补偿管道固定支座间地距离)长度△为温差(介质温度安装时环境温度)三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计地要求(一)轴向型补偿器、安装轴向型补偿器地管段,在管道地盲端、弯头、变截面处,装有截止阀或减压阀地部们及侧支管线进入主管线入口处,都要设置主固定管架.主固定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力地作用.推力计算公式如下:**补偿器轴向压力推(),对应于波纹平均直径地有效面积(),此管段管道最高压力().轴向弹性力地计算公式如下:**补偿器轴向弹性力(),补偿器轴向刚度();系数,当“预变形”(包括预变形量△)时,,否则.管道除上述部位外,可设置中间固定管架.中间固定管架可不考虑压力推力地作用.、在管段地两个固定管架之间,仅能设置一个轴向型补偿器.、固定管架和导向管架地分布推荐按下图配置.补偿器一端应靠近固定管架,若过长则要按第一导向架地设置要求设置导向架,其它导向架地最大间距可按下计算:最大导向间距();管道材料弹性模量();管道断面惯性矩();补偿器轴向刚度(),补偿额定位移量().当补偿器压缩变形时,符号“”,拉伸变形时,符合为“”.当管道壁厚按标准壁厚设计时,可按有关标准选取.(二)横向型及角向型补偿器、装在管道弯头附近地横向型补偿器,两端各高一导向支座,其中一个宜是平面导向管座,其上、下活动间隙按下式计算:ε活动间隙();补偿器有效长度();△管段热膨胀量();△不包括长度在内地垂直管段地热膨胀量();、角向型补偿器宜两个或三个为一组配套使用,用以吸收管道地横向位移,对形和形管段两个固定管架之间,只允许安装一个横向型补偿器或一组角向型补偿器.此时平面铰链销地轴线必须垂直于弯曲管段形成地平面(万向铰链补偿器不受此限制).装有一组铰链补偿器地管段,其平面导向架地间隙ε亦可按上式计算.但是长度应为两补偿器铰链轴之间地距离,△是整个垂直管段地热膨胀量.、补偿器两侧地导向支座应接近补偿器,支座地型式应使补偿器能定向运动.三.供热管道直埋式补偿器安装要求(一)用途:直埋式波纹补偿器主要用于直埋管线地轴向补偿,具有抗弯能力,所以可不考虑管道下沉地影响,产品具有补偿量大,寿命长地特点.(二)使用说明:直埋式波纹补偿器主要适用于轴向补偿,同时具有超强抗弯能力,所以不考虑管道下沉地影响.直埋式波纹补偿外壳及导向套筒保护下实现自由伸缩补偿,其它性能跟普通波纹补偿器相同.(三)选用与安装:管道最大安装长度计算有补偿直埋地管道应在二处高固定点,一是在直管段地端部,二是在管道地分支处.长地无分支地直线管道两补偿器之间可以不设固定点,靠管道自然形成地“ 驻点”即可发挥固定点地作用.驻点是两补偿器之间管道地那个不动点,在管径相同,埋深一致时,驻点与两补偿器间地距离相等.褡补偿器(包括转角处自然补偿器)至固定点之间地距离不得超过管道地最大安装长度,管道最大安装长度地定义是固定点至自由端(补偿器)地长度,在此长度下产生地摩擦力不得超过管道许用应力下相应地弹性力.按下式计算:常用管道地最大安装长度.应考虑内压力所产生地环向应力地综合影响.固定支座地设计计算具有个管道分支并在主干线上有一处转角管道平面,补偿器地布置应满足<地条件.驻点、地推力为零,所以,此点处不必设置固定支座,但为了防止回填土地不均匀,埋深地不一致和预制保温管外壳粗糙度地不规则等可能会造成驻点地漂移,所以,对处于驻点位置地管道分支处、需设置支座,以为例其轴向推力可按下式计算:2f(2f)式中固定支座地水平推力,;管道单位长度摩擦力,膨胀节地弹性力,;膨胀节地弹性力,膨胀节地刚度,;△膨胀节地补偿量,;膨胀节至地距离,;假如某一分支如自接出地分支带有补偿器.那么,还受到一侧向推力地作用,如图中地(),当很短(实际布置时也应很短),那么,侧向力()地大小为:()*式中管道工作压力,膨胀节地有效面积,;膨胀节地弹性力.固定支座也驻点位置,从管道和土壤地摩擦力来讲,该点也受到大小相等,方向相反地两个时作用,但应注意到该点同时又受到转角处地盲板力地作用,考虑驻点漂移地影响,固定支座地推力*式中作用在固定支座地水平推力,;管道工作压力,;膨胀节地有效面积,.补偿器地选用计算直埋管道由于土壤摩擦力地影响,实际热伸长量要比架空和地沟敷设地管道热热伸长量要小. 架空和地沟敷设时地伸长量:α·△·直埋敷设时,因土壤摩擦力影响地热伸长减少量:实际热伸长量为:式中钢管弹性模理,;α钢管地线膨胀系数,取0.0133mm℃;△管道温差;、同公式①;两固定点之间地距离(最大安装长度).在实际工作中,直埋管道地热伸长量,采用丹麦摩勒公司地简化算法.式中符号同以上公式相同.按②或③式计算出实际热伸长量后,按系列表选用相应地补偿器.安装直埋式膨胀节(不包括一次性直埋式)安装时应有两个后年度护圈(如下图),且护圈地壁厚不应小于管道地壁厚,设置护圈地目地是为管道受热膨胀时,尺寸范围内有土、砂等进入,图中地各尺寸为:直埋式波纹补偿器出厂时,所有外露表面已刷防锈漆两遍,直埋式波纹补偿器及其直埋管道地其它要求为:()保温管埋于地下时,四周需用粒度小于毫米地砂子填充,然后再覆盖原土,填充砂子地厚度不小于毫米.()保温管顶地埋深一般不超过米,但也尽量不要小于米,,保温管可直接埋在各种管道下面.()如图,除处外,其余均保温,因管道膨胀时处不保温并不会造成显著地热损失.也是由于护圈地作用,直埋补偿器可以直埋处于车行道下面.()直埋式补偿器安装不必冷紧,也不必按全线钢管接好后再割下和膨胀节等长管道之后再焊接地方法.使用直埋型膨胀节,不必设导向支架.()安装时要注意保证导流套筒地方向与流动方向地一致.()补偿器内介质应进行除游离氧和除氯离子处理,氯离子含量不得超过.()补偿器允许不超过倍公称压力地系统水压试验.()补偿器安装完毕进行系统水压试验前,要将管道两端固定,防止内压推力拉伸补偿器.四.补偿器安装和使用要求、补偿器在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况,必须符合设计要求.、对带内套筒地补偿器应注意使内套筒子地方向与介质流动方向一致,铰链型补偿器地铰链转动平面应与位移转动平面一致.、需要进行“冷紧”地补偿器,预变形所用地辅助构件应在管路安装完毕后方可拆除.、严禁用波纹补偿器变形地方法来调整管道地安装超差,以免影响补偿器地正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件地载荷.、安装过程中,不允许焊渣飞溅到波壳表面,不允许波壳受到其它机械损伤.、管系安装完毕后,应尽快拆除波纹补偿器上用作安装运输地黄色辅助定位构件及紧固件,并按设计要求将限位装置调到规定位置,使管系在环境条件下有充分地补偿能力.、补偿器所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围,应保证各活动部位地正常动作.、水压试验时,应对装有补偿器管路端部地次固定管架进行加固,使管路不发生移动或转动.对用于气体介质地补偿器及其连接管路,要注意充水时是否需要增设临时支架.水压试验用水清洗液地氯离子含量不超过.、水压试验结束后,应尽快排波壳中地积水,并迅速将波壳内表面吹干.、与补偿器波纹管接触地保温材料应不含氯离子.补偿器产品分类:型球补偿器,、型、单向自导式伸缩补偿器,型通用软管,不锈钢减震波纹补偿器,直埋式波纹补偿器,风道补偿器,轴向型外压式波纹补偿器型,铰链横向型、万向铰链型补偿器,轴向型内压式波纹补偿器型,三维补偿器.[补偿器]浅析波纹管补偿器失效原因波纹管补偿器之所以能够在许多行业中得到广泛应用,除具有良好地补偿能力之外,高可靠性是主要原因.其可靠性是通过设计、制造、安装、运行管理等多个环节来保证地,任何一个环节地失控都会导致补偿器寿命地降低甚至失效.作者经过多年统计发现,造成波纹管补偿器失效地原因:设计占,制造厂家偷工减料占,安装不符合设备说明要求占,其余由运行管理不当引起.、波纹管补偿器地失效类型及原因分析失效类型波纹管地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地压力或位移安全富裕度不够,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,层不锈钢私自改为层或更少.波纹管在运行期间地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.从腐蚀失效波纹管地解剖分析发现,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地%.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地柱失稳.设计疲劳寿命与稳定性及应力腐蚀地关系波纹管地设计主要考虑耐压强度、稳定性和疲劳性能等三个方面地因素.虽然国家标准和美国标准对这几方面地计算和评定都有明确地规定,但从多年地应用实践和波纹管失效分析中发现,标准中给出地关于稳定性地计算和评定方法不够全面,且疲劳寿命也仅给出了比较粗地界限范围(平均疲劳寿命在~适用).有时一个完全符合标准要求地产品,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.波纹管过大地变形不仅对其稳定性造成影响,还会为应力腐蚀提供有利地环境条件.2.2.1 波纹管疲劳寿命与其综合应力波纹管地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地许用疲劳寿命降得很低,这样会导致由位移引起地波纹管子午向弯曲应力很大,综合应力很高,大大降低了波纹管地稳定性.表给出了无加强形波纹管许用疲劳寿命与子午向综合应力及单波补偿量之间地关系.波纹管地综合应力与其耐压强度由标准中给出地波纹管平面稳定性和周向稳定性地计算方法和评定标准可以看出,二者反映地均为强度问题.当波纹管设计地许用寿命较低时,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.对于内压波纹管,位移应力在波纹管波峰和波谷处形成塑性铰,再加上压力应力,波纹管很快产生平面失稳.这就是低疲劳寿命波纹管在位移条件下平面失稳压力远低于高疲劳寿命地波纹管地根本原因.例如在预变位状态下,即波纹管位移量为许用值地时,一个许用疲劳寿命为次地波纹管,尚未达到其允许设计压力时,已经产生平面失稳;许用疲劳寿命为次地波纹管,达到设计压力时,波纹管处于平面稳定状态,达到倍设计压力时,波纹管处于临界失稳状态;许用疲劳寿命为次地波纹管达到设计压力倍时,波纹管仍处于平面稳定状态. 从外压波纹管纵向剖面看,相当于一个受压力地拱梁,工作时波纹管处于拉伸状态,相当于拱梁降低了拱高,其抗失稳地能力自然降低.当波纹管单波位移过大时,波纹平直部分倾斜,使得波纹管波峰直径有缩小地趋势,但波峰圆环直径是确定地,为了协调变形,就会产生波峰塌陷,波纹管周向失稳.在国内外相应地标准中,关于位移对波纹管外压周向稳定性地影响均未涉及,有待于深入探讨.综上所述,虽然至今为止在热力管网地应用过程中尚未发现由疲劳而引起地破坏,但波纹管过低地设计疲劳寿命,将会导致灾难性地后果.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地.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,较之轴向型补偿器更易产生柱失稳.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.、波纹管补偿器地可靠性波纹管补偿器地可靠性是由设计、制造、安装及运行管理等多个环节构成地.可靠性也应该从这几个方面进行考虑.可靠性设计材料选择对用于供热管网地波纹管地选材,除应考虑工作介质、工作温度和外部环境外,还应考虑应力腐蚀地可能性、水处理剂和管道清洗剂对材料地影响等,并在此基础上结合波纹管材料地焊接、成型以及材料地性能价格比,优选出经济实用地波纹管制作材料.一般情况下,选用波纹管地材料应满足下列条件:()良好地塑性,便于波纹管地加工成形,且能通过随后地处理工艺(冷作硬化、热处理等)获得足够地硬度和强度.()高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证波纹管正常工作.()良好地焊接性能,满足波纹管在制作过程中地焊接工艺要求.()较好地耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求.大多数生产厂家都采用奥氏体不锈钢,如材料牌号为(相当于)、(相当于304L)、(相当于)、(相当于316L).为了提高波纹管地耐蚀性,现供热管网波纹管地用材多选用或316L,这两种材料用于热力管网应该是性能价格比较为优良地材料.对于地沟敷设地热力管网,当补偿器所处管道地势较低时,雨水或事故性污水会浸泡波纹管,应考虑选用耐蚀性更强地材料,如铁镍合金、高镍合金等.由于此类材料价格较高,在制造波纹管时,可以考虑仅在与腐蚀性介质接触地表面增加一层耐蚀合金.疲劳寿命设计由波纹管补偿器地失效类型及原因分析可以看出,波纹管地平面稳定性、周向稳定性及耐腐蚀性能均与其位移量即疲劳寿命相关.过低地疲劳寿命将会导致波纹管稳定性及耐蚀性能下降.根据试验和使用经验,用于供热工程地波纹管疲劳寿命应不小于次.大多数波纹管地失效是由外部环境腐蚀造成地,因此在进行补偿器地结构设计时,可考虑隔绝外部腐蚀介质与波纹管地接触.如对于外压轴向型补偿器可在出口端环与出口管之间增加填料密封装置,其作用相当于套筒补偿器,既可抵挡外部腐蚀介质地侵入,又给波纹管补偿器增加了一道安全屏障,即使波纹管破坏,补偿器还可以起到补偿作用并避免波纹管失效.保证安装质量波纹管不能承重,应单独吊装;除设计要求预拉伸或冷紧地预变形量外,严禁用使波纹管变形地方法来调整管道地安装偏差;安装过程不允许焊渣飞溅到波纹管表面和受到其他机械性损伤;波纹管所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动部位正常工作;水压试验用水须干净、无腐蚀性,对奥氏体不锈钢材质应严格控制水中氯离子含量不超过×,并应及时排尽波纹中地积水等.、结束语补偿器存在地问题主要有波纹管地稳定性及腐蚀.通过合理地设计波纹管波形参数和疲劳寿命、安装正确及管系应力分析完善等措施,可以解决波纹管地稳定性问题.对于腐蚀问题,可以通过两种方式解决:()合理地波纹管选材和补偿器结构设计,阻断腐蚀源.()加强小室积水管理,从根本上解决腐蚀问题. 文档收集自网络,仅用于个人学习。
简述U形波纹管膨胀节的结构类型
简述U形波纹管膨胀节的结构类型U形波纹管膨胀节是一种将金属铁管通过冲压工艺加工成U形波纹管,用于承受管道系统的热胀冷缩应力,同时能吸收震动能量的装置。
根据不同的需求和使用环境,U形波纹管膨胀节有多种不同的结构类型。
一、U形波纹管膨胀节的结构类型:1.嵌套式膨胀节:嵌套式膨胀节是由两个或多个U形波纹管组成的,其中内层的波纹管被称为内管,外层的波纹管被称为外管。
内管和外管之间的空隙内充有随温度变化而变化的介质。
嵌套式膨胀节可以承受较大的压力和位移,适用于高温高压的工作环境。
2.管壳型膨胀节:管壳型膨胀节由一层U形波纹管套在外壳内构成。
波纹管与外壳之间的空隙内填充有介质,用于吸收管道系统的热胀冷缩产生的应力。
管壳型膨胀节适用于低温低压的工作环境。
3.锥形膨胀节:锥形膨胀节的结构形状呈锥形,由两部分组成:U形波纹管和锥形体。
波纹管由内外两层组成,内层用于吸收热胀冷缩应力,外层用于承受压力。
锥形体则用于限制波纹管的位移范围,保证膨胀节的正常运行。
4.水平式膨胀节:水平式膨胀节由一层或多层U形波纹管构成,波纹管的一端固定在机械设备上,另一端与管道相连接。
水平式膨胀节可以承受多方向的热胀冷缩,适用于水平管道和容器系统。
5.高温型膨胀节:高温型膨胀节一般由纯金属材料制造,如不锈钢。
其结构形式和其他膨胀节相似,但能够承受更高的温度和压力。
6.缠绕式膨胀节:缠绕式膨胀节由多层U形波纹管相互缠绕而成,波纹管之间嵌套紧密,可以承受更大的位移和压力。
缠绕式膨胀节适用于需要较大位移和承受较高温度压力的管道系统。
7.露筋式膨胀节:露筋式膨胀节的结构与缠绕式膨胀节类似,但波纹管的两端均露出一段铁筋。
铁筋的作用是支撑波纹管,增加膨胀节的刚度和强度,使其能承受更大的压力和位移。
二、结构类型选择的依据:在选择U形波纹管膨胀节的结构类型时,需要根据以下因素进行考虑:1.温度:根据工作温度的不同,选择适合的材料和结构类型。
高温环境下要选择能承受高温的材料,如不锈钢等。
橡胶膨胀节样式
橡胶膨胀节样式
橡胶膨胀节是一种用于管道系统中的连接件,其主要作用是吸收管道
在使用过程中产生的热胀冷缩和振动,从而保证管道系统的正常运行。
橡胶膨胀节的样式有很多种,下面我们来详细了解一下。
1. 外橡套式橡胶膨胀节
这种橡胶膨胀节采用外橡套结构,即在内层钢丝绳套上一层橡胶外套。
它具有良好的耐压性、耐磨性和耐老化性能,可以承受较大的压力和
拉伸力。
此外,由于其结构紧凑、体积小、重量轻,因此在安装和维
护过程中更加方便。
2. 内衬式橡胶膨胀节
内衬式橡胶膨胀节采用内衬金属材料作为支撑骨架,并在其周围包裹
一层橡胶材料。
这种结构使得该类型的橡胶膨胀节具有较高的强度和
稳定性,在使用过程中能够有效地吸收管道系统的热胀冷缩和振动,
从而保证管道系统的正常运行。
3. 波纹管式橡胶膨胀节
波纹管式橡胶膨胀节采用波纹管结构,即在两端连接件上焊接一段波纹管,然后将其周围包裹一层橡胶材料。
这种结构使得该类型的橡胶膨胀节具有较高的柔性和弹性,在使用过程中能够有效地吸收管道系统的热胀冷缩和振动,从而保证管道系统的正常运行。
4. 软连接式橡胶膨胀节
软连接式橡胶膨胀节采用软质材料作为连接件,在两端连接不同直径的管道时具有良好的适应性。
此外,该类型的橡胶膨胀节还具有良好的耐压性、耐磨性和耐老化性能,在使用过程中能够有效地吸收管道系统的热胀冷缩和振动,从而保证管道系统的正常运行。
总之,不同样式的橡胶膨胀节在结构和功能上略有差异,但其主要作用都是为了保证管道系统的正常运行。
在选择橡胶膨胀节时,需要根据实际情况和需求来进行选择,以确保其能够满足管道系统的使用要求。
膨胀节的分类及注意事项
膨胀节的分类/注意事项解析膨胀节其实也可以称为补偿器,或伸缩节。
它是由波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件组成。
一种能够自由伸缩的弹性补偿元件,具有工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点,已经在化工、冶金、核能等得到了广泛应用。
在生活中不同地方所用的膨胀节也有所不同,因此,我们要了解它的各个分类之间有什么不同的地方。
亚光波纹管膨胀节的分类主要分为两大类:金属膨胀节和非金属膨胀节。
其中金属膨胀节又分为弯管式膨胀节、波纹管膨胀节和套筒式膨胀节。
非金属膨胀节分为橡胶风道膨胀节和纤维织物膨胀节。
波纹管膨胀节波纹管膨胀节是用金属波纹管制成的一种膨胀节。
它能沿管道轴线方向伸缩,也允许少量弯曲。
例如轴向式波纹管膨胀节,用在管道上进行轴向长度补偿。
为了防止超过允许的补偿量,在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环,在与它连接的两端管道上设置导向支架。
另外还有转角式和横向式膨胀节,可用来补偿管道的转角变形和横向变形。
这类膨胀节的优点是节省空间,节约材料,便于标准化和批量生产,缺点是寿命较短。
波纹管膨胀节一般用于温度和压力不很高、长度较短的管道上。
随着波纹管生产技术水平的提高,这类膨胀节的应用范围正在扩大。
目前,波纹管膨胀节可用在最高压力6.0兆帕的管系中。
套筒式膨胀节套管伸缩节由能够作轴向相对运动的内外套管组成,内外套管之间采用填料函密封。
使用时保持两端管子在一条轴线上移动。
主要由套筒(芯管)、外壳、密封材料等组成。
用于补偿管道的轴向伸缩及任意角度的轴向转动,具有体积小补偿量大的特点。
适用于热水、蒸气、油脂类介质,通过滑动套筒对外套筒的滑移运动,达到热膨胀的补偿。
外壳与内套筒之间采用新型合成材料密封,能耐高温、防腐蚀抗老化,适用温度-40至150,特殊情况下可达350。
既能保证轴向滑动,又能保证管内介质不泄漏。
橡胶风道膨胀节风道橡胶补偿器分为FDZ、FVB、FUB、XB四种型号,由橡胶和橡胶一纤维织物复合材料、钢制法兰、套筒、保温隔热材料组成,主要用于各种风机、风管之间的柔性连接,其功能是减震、降噪、密封、耐介质、便于位移和安装,是环境保护领域中一种极为理想的减震、降噪、消烟除尘的最佳配套件。
燃气用膨胀节
燃气用膨胀节
燃气用膨胀节是一种用于补偿管道系统中因温度变化引起的热膨胀和收缩的装置。
它通常安装在燃气管道、热交换器、锅炉以及其他燃气设备的连接部位。
膨胀节可以有效减少因热应力导致的管道损坏和泄漏风险,延长管道系统的使用寿命。
燃气用膨胀节的主要类型包括:
1. 金属波纹管膨胀节:由薄壁金属波纹管构成,可以吸收轴向、横向和角向位移。
金属波纹管的弹性特性使得膨胀节在承受温度变化时能够伸缩,从而补偿管道的热膨胀。
2. 橡胶膨胀节:采用橡胶材料制成,具有良好的柔韧性和耐压性。
橡胶膨胀节能够吸收较大的轴向位移,并且对管道系统的振动和噪声也有一定的隔离作用。
3. 微孔橡胶膨胀节:这种膨胀节在橡胶材料中嵌入了许多微小孔隙,能够吸收管道系统中的压力波动,同时也能补偿热膨胀。
燃气用膨胀节的设计和选用应考虑以下因素:
- 补偿量:根据管道系统的长度、材料和工作温度,计算所需的膨胀节补偿量。
- 工作压力:膨胀节应能够承受系统的最大工作压力。
- 温度范围:膨胀节应适应燃气管道的工作温度,包括最高和最低温度。
- 位移类型和范围:根据管道系统可能产生的位移类型(轴向、横向、角向)和范围选择合适的膨胀节。
- 兼容性:膨胀节的材料应与管道系统的材质兼容,以避免化学反应或电化学腐蚀。
- 安装空间:考虑膨胀节的安装位置和空间限制,确保有足够的空间进行安装和维护。
在安装燃气用膨胀节时,应确保管道与膨胀节的连接牢固,避免因为连接不当导致泄漏。
同时,定期检查和维护膨胀节,确保其正常工作,对于保障燃气管道系统安全运行至关重要。
常用膨胀节简述
复式拉杆型膨胀节:由中间管所连接的两个波纹管及拉杆、端板和球面与锥面垫圈等结构件组成,能吸收任一平面内的横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节。
复式铰链型膨胀节:是由中间管所连接的两个波纹管及销轴、铰链板、和立板等结构件组成,只能吸收一个平面内的横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节。
复式万向铰链型膨胀节:由中间管所连接的两个波纹管及十字销轴、铰链板和立板等结构件组成,能吸收任一平面内的横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节。
直管压力平衡型膨胀节:由位于两端的两个工作波纹管和位于中间的一个平衡波纹管及拉杆和端板等结构件组成,主要用于吸收轴向位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节。
复式自由型膨胀节:由中间管所连接的两个波纹管及结构件组成,主要用于吸收轴向与横向组合位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节。
弯管压力平衡型膨胀节:由一个工作波纹管或中间管所连接的两个工作波纹管和一个平衡波纹管及弯头或三通、封头、拉杆、端板和球面与锥面垫圈等结构件组成,主要用于吸收轴向与横向组合位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节。
外压单式轴向型膨胀节:由承受外压的波纹管及外管和端管等结构组成,只用于吸收轴向位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节。
1-进口端管;2-进口端环;3-限位环;4-外管;5-波纹管;6-出口端环;7-出口端管金属波纹管膨胀节的加强环:加强U形波纹管中用来增强波纹管耐压能力的圆形或圆环形截面部件。
均衡环:加强U形波纹管中用来增强波谷和波侧壁耐内压能力并使各波纹压缩位移均匀的“T”形截面部件。
加强套环:波纹管中用来增强端部直边段耐内压能力的圆环形零件。
成形态:波纹管成型后未经固溶或退火处理、有冷作硬化的状态。
热处理态:波纹管成型后经固溶或退火处理、无冷作硬化的状态。
膨胀节形式及代号在下表中给出膨胀节型式代号单式轴向型DZ单式铰链型DJ单式万向铰链型DW复式自由型FZ复式拉杆型FL复式铰链型FJ复式万向铰链型FW弯管压力平衡型WP直管压力平衡型ZP外压单式轴向型WZ膨胀节中波纹管形式及代号波纹管形式代号无加强U形U加强U形J∩形O端部连接形式膨胀节端部与管道或设备连接形式及代号膨胀节端部连接形式代号焊接H法兰 F1、膨胀节型号基本组成形式如下:2、对于复式自由型膨胀节(代号FZ)和弯管压力平衡型膨胀节(代号WP),设计位移分别表示设计轴向位移和设计横向位移,设计轴向位移在前,设计横向位移在后,两个设计位移之间用“/”号连接。
膨胀节的基本知识
膨胀节的基本知识一膨胀节的用途膨胀节,又称补偿器、伸缩节。
是现代管道工程系统不可缺少的重要环节。
管道系统在停机和开机两种不同状态下,会因温度变化,造成管道的热膨胀或冷收缩。
如果这些膨胀或收缩得不到补偿(消除),就会造成系统的严重损坏,使系统不能正常工作。
膨胀节就是用来吸收这些热膨胀或冷收缩的。
二膨胀节的分类(1)金属膨胀节金属膨胀节的典型结构如图1所示。
膨胀节的伸缩功能和横向错位功能,全靠中间的金属波纹管的伸缩作用和横向扭曲作用。
(2)非金属膨胀节非金属膨胀节的典型结构如图2所示。
非膨胀节的中段由柔软的非金属蒙皮连接,内部有保温棉填充。
蒙皮由涂复了橡胶或塑料薄膜的纤维织物制成,具有极好的伸缩功能和横向错位功能。
保温棉把管道内介质的高温与蒙皮隔离,形成由内到外的温度梯度,减低了蒙皮承受的高温压力。
由于近代科技的飞速进步,非金属材料的耐高温、耐酸碱性能和化学稳定性等综合性能已远远超过金属材料,非金属膨胀节在许多领域已经取代了金属膨胀节。
三金属与非金属膨胀节的比较(1)补偿功能:在相同的外形尺寸条件下,非金属膨胀节的补偿功能比金属膨胀节的大得多。
特别是对横向位移的补偿功能,非金属膨胀节的补偿功能几乎要比金属膨胀节大一个数量级。
(2)补偿抗力:膨胀节就象一个弹性体,在受到缩或拉伸之后会产生抗力,金属膨胀节的抗力比非金属的大得多。
这个抗力太大,对系统是不利的,会把周边的被设备顶坏。
(3)耐高温、耐腐蚀:非金属膨胀节的材料不仅具有很好的耐高温性能,而且,他的耐酸碱性能超群。
普通碳素结构钢在600℃的环境下其屈服极限等于零,温度再高就会氧化起皮。
碳钢膨胀节在工作过程中容易开裂,不锈钢膨胀节在低温环境下,会发生低露点腐蚀,而且其造价也相当可观。
(4)保温节能性能:非金属膨胀节的结构本身就具有保温性能。
而金属膨胀节却不具备这个条件,为了保温,在金属膨胀节的外层,还覆盖一层保温层。
(5)维护更换性能:非金属膨胀节在正常的使用寿命周期内,无需维护;非金属膨胀节更换比金属膨胀节要方便得多。
第二章 膨胀节的结构及功能
第二章膨胀节的结构组成1 单式轴向型膨胀节1.1 功能1)可以吸收轴向位移、横向位移及角向位移三种位移的任意组合位移。
在实际应用中,主要用于吸收直管段的轴向位移,用于吸收“L”型管段轴向和横向组合位移情况较常见,鲜见用于吸收角向位移。
2)不能承受波纹管压力推力,压力推力有管道固定支架承受。
吸收轴向位移吸收轴向位移和横向位移1.2 膨胀节结构1——波纹管 2、3——接管 4——垫环 5——内衬筒(导流筒) 6——耳板 7——双头螺柱 8——螺母1)波纹管:核心元件、变形元件2)接管:用于波纹管与管道之间的连接。
3)内衬筒:保护性构件,使介质流动平稳;保护波纹管,避免介质冲涮。
4)垫环:内衬筒的附属件,用于直内衬筒(不翻边)与接管之间连接。
5)双头螺柱:运输固定构件,用于固定波纹管的长度,避免运输、安装过程中膨胀节变形。
耳板:运输固定构件,用于支撑双头螺柱。
6)螺母:运输固定构件,用于固定双头螺柱。
图略。
2复式自由型膨胀节2.1 功能1)可以吸收轴向位移、横向位移及角向位移三种位移的组合位移。
在实际应用中,主要用于用于吸收轴向和横向组合位移。
如“L”形管段的位移(见单式);与管道相连的设备位移(横向)和管道热胀位移(轴向)。
2)不能承受波纹管压力推力,压力推力有管道固定支架承受。
2.2 膨胀节结构1——波纹管 2——接管 3——中间接管 4——垫环 5——内衬筒(导流筒) 6——耳板 7——双头螺柱8——螺母1)波纹管、接管、内衬筒(导流筒)、耳板、双头螺柱见单式轴向膨胀节。
2)中间接管,用于波纹管之间的连接。
3 复式拉杆型型膨胀节3.1 功能1)用于吸收横向位移和中间接管的轴向位移。
在实际应用中,“L”、“Z”形管段上常采用复式拉杆型型膨胀节吸收管段位移。
2)波纹管压力推力由承力构件承受。
3.2 膨胀节结构1——接管撑板组件 3——波纹管 4——中间接管 5——耳板 6——双头螺柱(大拉杆) 7——双头螺柱8——肋板 11——垫环 13——内衬筒(导流筒) 15——螺母 16——锥面垫圈 17——球面螺母18——螺母1)接管撑板组件(承力构件):接管作用略;撑板用于支撑大拉杆,并传递盲板力。
膨胀节的分类
膨胀节的分类按结构分类1、单式普通型膨胀节:1>带拉杆的带拉杆的单式普通型膨胀节,⽤于吸收横向位移和拉杆内的轴向位移。
特点是拉杆可以吸收压⼒产⽣的推⼒,但波纹管的有效长度较⼩,只能吸收较⼩的横向位移。
2>不带拉杆的单式普通型膨胀节,⽤于吸收轴向位移。
不能吸收压⼒产⽣的推⼒。
2、复式万能型膨胀节:1>带拉杆的复式万能型膨胀节,⽤于吸收横向位移和拉杆内的轴向位移。
⼆组波纹之间的长度越长,吸收的横向位移就越多,但拉杆也要相应增长,由于刚度的限制,拉杆不能太长。
2>带短拉杆的复式万能型膨胀节,⽤于吸收横向位移和轴向位移。
由于没有拉杆的限制,⼆组波纹管之间的长度可以很长,因此,可以吸收较⼤的横向位移和轴向位移。
但压⼒产⽣的推⼒要有主固定⽀架承受。
3、单式铰链型膨胀节:1>平⾯单式铰链型膨胀节常⽤于L形、n形、平⾯z形管道中,设置两个以上的单式铰链型膨胀节,以吸收横向位移和轴向位移,压⼒产⽣的推⼒由铰链吸收。
2>万向单式铰链型膨胀节,可吸收任意⽅向的⾓位移,通常与单式铰链型膨胀节组合⽤于⽴体z形管的设计厚度很厚,较笨重。
4、复试铰链型膨胀节:1>平⾯复式铰链型膨胀节,⽤于L形、平⾯z形管道,吸收横向位移。
拉板⽐复式万能型的长拉杆刚性好,可⽤较长的拉板,吸收较多的横向位移和轴向位移,其缺点是只能吸收平⾯的位移。
2>万能复式铰链型膨胀节,由于在铰链中应⽤了销块,可吸收任意⽅向的位移。
常⽤于⽴⾯z形管道。
按⽤途分类1、轴向型膨胀节:⽤于吸收轴向位移的膨胀节。
主要有不带拉杆的单式普通膨胀节和轴向型膨胀节两种。
⼿外压作⽤下,膨胀节的的柱稳定性⽐内压作⽤时为好,但外压型轴向型膨胀节的结构⽐较复杂,⼀次,只有当所需要的波数较多、内压下会发⽣柱失稳时,才采⽤外压轴向型膨胀节。
2、横向位移膨胀节:⽤于吸收横向位移的膨胀节。
主要有复式万能型膨胀节、带拉杆的但是普通膨胀节、复式铰链型膨胀节等。
膨胀节分类标准
纹膨胀节
-248 型 65N/mm,横向位移 248mm。实际横向位移 185mm。
许用疲劳寿命 3000 次。
2 横向拉杆型波 YDMH1.6-300 公称压力 1.6MPa,公称直径 DN300,横向刚度
纹膨胀节
-216 型 11N/mm,横向位移 216mm。实际横向位移 120mm。
许用疲劳寿命 3000 次。
膨胀节分类标准
1.适用范围
膨胀节主要适用于不承受非轴向形、铰链型、万向型,此外单式和复式的主要区别在于
波纹补偿的个数。
2.规格表
根据 GBT 12777-2008《金属波纹管膨胀节通用技术条件》。
名称
代号
结构组成
特点
单式轴向型膨胀节 DZ 由一个波纹管和结构件 主要用于吸收轴向位移而
机电安装工程施工工艺标准----暖通
直管压力平衡型膨 ZP 胀节
旁通直管压力平衡 PP 型膨胀节 外压轴向型膨胀节 WZ
3.实例图片
拉杆、端板和球面与锥 面垫圈等结构件组成
由位于两端的两个工作 波纹管和位于中间的一 个平衡波纹管及拉杆和 端板等结构件组成
由两个相同的波纹管及 端环、封头、外管等结 构件组成
名称代号结构组成特点单式轴向型膨胀节dz由一个波纹管和结构件组成主要用于吸收轴向位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节单式铰链型膨胀节dj由一个波纹管及销轴铰链板和立板等结构件组成只能吸收一个平面内的角位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节单式万向铰链型膨胀节dw由一个波纹管及销轴铰链板万向环和立板等结构件组成能吸收任一平面内的角位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节复式自由型膨胀节fz由中间管所连接的两个波纹管及结构件组成主要用于吸收轴向与横向组合位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节复式拉杆式膨胀节fl由中间管所连接的两个波纹管及拉杆端板和球面与锥面垫圈等结构件组成能吸收任一平面内的横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节复式铰链型膨胀节fj由中间管所连接的两个波纹管及销轴铰链板和立板等结构件组成只能吸收一个平面内的横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节复式万向铰链型膨胀节fw由中间管所连接的两个波纹管及十字销轴铰链板和立板等结构件组成能吸收任一平面内的横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节弯管压力平衡型膨胀节wp由一个工作波纹管或中间管所连接的两个工作波纹管和一个平衡波纹管及弯头或三通封头主要用于吸收轴向与横向组合位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节膨胀节分类标准机电安装工程施工工艺标准暖通中建三局第一建设工程有限责任公司安装公司56拉杆端板和球面与锥面垫圈等结构件组成直管压力平衡型膨胀节zp由位于两端的两个工作波纹管和位于中间的一个平衡波纹管及拉杆和端板等结构件组成主要用于吸收轴向位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节旁通直管压力平衡型膨胀节pp由两个相同的波纹管及端环封头外管等结构件组成主要用于吸收轴向位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节外压轴向型膨胀节wz由承受外压的波纹管及外管和端环等结构件组成只用于吸收轴向位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节3
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膨胀节的类型和构造一、波纹膨胀节的类型波纹管配备相应的构件,形成具有各种不同补偿功能的波纹膨胀节。
按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型。
轴向型:普通轴向型、抗弯型、外压型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。
横向型:单向横向型、万向铰链横向型、大拉杆横向型、小拉杆横向型。
角向型:单向角向型、万向角向型。
以上是基本分类,每类都具备共同的功能。
在一些特定情况还可以有特殊功能,如耐腐蚀型、耐高温型。
按特定场合的不同,分为催化裂化装置用、高炉烟道用。
按用于不同介质分为:热风用、烟气用、蒸汽用等。
二、波纹膨胀节的结构1、轴向型波纹膨胀节(1)普通抽向型:是最基本的轴向膨胀节结构。
其中支撑螺母和预拉杆的作用是支撑膨胀节达到最大额定拉伸长度和到现场安装时调整安装长度(冷紧)。
如果补偿量较大,可用两节,甚至三节波纹管。
使用多节时,要增加抗失稳的导向限位杆。
(2)抗弯型:增加了外抗弯套筒,使整体具有抗弯能力。
这样可以不受支座的设置必须受4D、14D的约束,支架的设置可以将这段按刚性管道考虑。
(3)外压型:这种结构使波纹管外部受压,内部通大气。
外壳必须是密闭的容器,它的特点是:1)波纹管受外压不发生柱失稳,可以用多波,实现大补偿量。
2)波纹内不含杂污物及水,停气时冷凝水不存波纹内可从排污阀排掉不怕冷冻。
3)结构稍改进也具有抗弯能力。
(4)直埋型:它的外壳起到井的作用,把膨胀节保护起来.密封结构防止土及水进入。
实际产品分防土型和防土防水型。
对膨胀节的特殊要求是必须与管道同寿命。
(5)一次性直理型:它的使用是装在管线上后整个管线加热升温到管线的设计温度范围的中间温度,管线伸长,波纹管被压缩,两个套筒滑动靠近,然后把它们焊死,再由检压孔打压检验焊缝不漏即可。
它的特点是:1)焊死后波纹管再不起作用,它的寿命一次就够。
2)波纹管的设计压力按施工加热的压力设计。
材质用普通碳钢。
2、横向型波纹膨胀节(1)单向横向型:它只能在垂直于铰链轴的平面内弯曲变形。
(2)万向横向型:它可以对不在一个平面内的空间管道进行各方向的补偿变形。
(3)大拉杆横向型:它属于万向横向型,除了可以承受较大的横向变形,还能吸收中间长接管的热变形。
如果不需要用拉杆平衡内压的推力,它还可以补偿来自管线的轴向变形,即所谓“万能膨胀节”。
由干弯曲和轴向变形同时发生且轴向变形由两个波纹管均担,则要求它们的变形量要在膨胀节结构上给以限位,以便均匀分配各波纹管的变形量,使其各自的变形量都小超过额定值。
(4)小拉杆横向型:在需要由拉杆平衡内压推力时,它可以进行横向和自身热变形补偿。
如不需拉杆平衡内压推力,它可以承受轴向补偿,这也是万能膨胀节的一种。
横向膨胀节具有下列优点:1)能进行大位移补偿。
2)内压引起的轴向力由自身的拉杆及铰链平衡,使它的支架成为次固定支架,降低支架的造价。
3)拉杆横向式还具有吸收轴向变形的能力,在变形较复杂的管线上可以发挥它的作用。
4)它更大的优点是由子在结构上受拉杆及铰链的保护,对管道的安装误差甚至事故不像轴向膨胀节那样敏感,有时即使有管道事故也不致损坏膨胀节。
在管系设计中如果可能尽量用横向型膨胀节。
3.角向型波纹膨胀节(1)单向角向型:它只能弯曲变形,形成角位移。
内压推力由铰链承受。
(2)万向角向型:万向角向型波纹膨胀节特点是采用万向铰链,可以在过轴线的任何平面内弯曲。
角向型一般由两个或三个组合使用补偿线位移。
4.力平衡型波纹膨胀节波纹膨胀节内压推力比较大,易对相连的设备产生不良影响。
力平衡型膨胀节通过自身结构使内压引起的推力保持平衡.而不作用或很少作用于相连的设备,且能保持本身的轴向补偿功能。
(1)直管力平衡型:它由两个工作波纹管,一个平衡波纹管及端板、平衡拉杆组成。
其中的关键是平衡波纹管的有效面积必须是工作波纹管有效面积的两倍,这样工作波纹管内压引起的向外侧的轴向推力通过平衡拉杆被平衡波纹管因内压引起的相反方向的推力所抵消,而无轴向推力输出,管道或设备不再受力在正常的补偿过程中,它自身的力平衡关系不变。
(2)弯管力平衡型:这是用于管道转弯处进行轴向、横向或两者组合补偿。
由工作波纹管和平衡波纹管及平衡拉杆、弯头组成。
平衡波纹管的有效面积必须与工作波纹管的有效面积相等,则内压引起的轴向推力正好方向相反,大小相等。
通过拉杆相抵消。
横向位移校大时可用两个工作波纹管,如横向位移和轴向位移都比较小,可用一个工作波纹管。
(3)其它力平衡型:由于发展的需要,开发了适合于在不同情况下使用的各种力平衡式波纹膨胀节。
一般都是根据内压自身平衡的原理按特殊要求设计的。
常见类型如:1)套叠直管压力平衡型膨胀节2)外压浮筒式膨胀节3)内联式直管压力平衡式膨胀节4)内压并联型膨胀节5)旁管力平衡式膨胀节力平衡型膨胀节主要用于设备之间或不适于设置固定支座的场合。
而不适合用在需要很多膨胀节的长管线上。
因它的造价很高,是相同使用参数的普通轴向膨胀节的四倍以上。
力平衡型和普通轴向型膨胀节不能在同一管线上串联使用,否则平衡型和普通轴向型之间的支架将变成主固定支架,力平衡变得无意义。
强调这点是因为曾经出现过对力平衡型膨胀节的错误理解和使用。
5.特殊结构的波纹膨胀节(1)带隔热层:在导流筒和波纹管之间加绝热材料层。
在绝热材料和波纹之间的气体是死区,与在导流简内流动的高温介质几乎隔绝。
高温介质的热量只能通过绝热层传给波纹管,热传导缓慢。
波纹管外面是大气温度,大气被加热自然形成对流,起散热作用,也可用人工强化对流。
通过设计不同厚度的绝热层,可以控制波纹管的温度,使其不超过波纹管材料的允许使用温度。
根据介质温度的高低选用不同类型的绝热材料。
绝热材料起隔热作用,也可用由外部通入高于管道的介质压力的蒸汽或空气代替,导流筒端部与端管之间配合间隙相对要小些。
由于连续通人气体,在导流筒端部与端管之间的间隙不断喷出气体到管道内,使高温介质不能进入导流筒和波纹之间,波纹管的实际温度不会高于汽或气的温度。
(2)带加强环:在U型波纹的波谷加刚性圆截面的圆环,能提高抗柱失稳和平面失稳的能力,从而提高耐压能力。
工作压力在2.5MPa以上时应用加强环比较合适,加强环截面可以是实心圆.也可以是空心圆环。
如果采用加稳定环措施,其抗失稳能力更强。
(3)焊接结构:波纹管由焊接而成。
特点是刚度小、补偿量大、轴向尺寸小。
缺点是耐压强度低。
为提高耐压也可以焊成多层。
此外,其上艺技术要求高,成本高,它只适合在特殊场合使用。
(4)矩形:它用于低压、通风矩形管道。
它的工作跟圆形波纹膨胀节相同,有轴向、角向、横向及它们的组合。
波形一般为U 型和V 型。
它的拐角结构型式常见的有三种,其中以圆弧转角受力状态较好。
膨胀节的计算与设计一、膨胀节的分类和特点波纹膨胀节的主要元件是波纹管,利用波纹管易于伸缩变形而起补偿作用。
按波纹管横截面可分为U形、Ω形、S形、V形等波纹膨胀节。
U形波纹管工艺性好,便于加工,耐压能力和补偿能力较好,无增强U 型波纹管一般适用于压力2.5MPa以下场合。
目前,波纹膨胀节绝大多数采用U形波纹管。
Ω形波纹管工艺性一般,采用加强环在波谷处加强,适用于压力和温度较高的场合,但补偿能力较差。
S形波纹管工艺性较差,制造比较复杂,但不易产生应力集中,波纹管受力状态较好。
在既要耐压高,又要求较大位移时,可采用S形波纹管。
V形波纹管补偿能力强,可用以吸收超大伸缩,但边角应力较集中,耐压能力差。
波纹膨胀节按波纹管层数可分为单层多层波纹膨胀节。
单层波纹管由一层管壁组成,容易制造,但补偿能力一般。
多层波纹管由多层管壁组成,如同多个薄片弹簧,因而刚度小。
与单层波纹管相比,在总的管壁厚度和波形相同条件下,多层波纹管容易变形,补偿能力大。
变形所产生的应力较小,疲劳寿命高。
因此,它可满足大补偿量与高压力冲击的要求(单层波纹管要求管壁薄,波纹深;多层波纹管要求管璧厚,波纹浅)在一定的工作条件下,即一定的压力、补偿量与疲劳寿命下,多层波纹管比单层波纹管外径较小,长度较短。
使得多层波纹膨胀节结构紧凑,可节省材料,制造时成形容易。
由于波高小,设置外套筒保护容易,安装支撑和间隔方便。
当波纹膨胀节用于腐蚀环境时,多层波纹管只需在内、外层用耐腐蚀材料制造,因而可节省贵重金属。
有时为了防腐,内、外层可用较大板厚的材料制造。
此外,如果管壁内层由于某一原因,如腐蚀、缺陷、疲劳、安装等而出现裂纹,虽然内层已经泄漏,但其它层仍能起密封作用,这样多层波纹膨胀节不易出现突发性破坏,可延长检修周期。
由于多层波纹膨胀节具有良好的性能,因此在国外已经有了较大的发展。
例如美国,日本、德国、英国、前苏联等国家,均已设计、制造与使用。
国外制造的多层波纹膨胀节产品,直径已超过4m。
美国膨胀节制造商协会标准已将多层波纹膨胀节列入标准。
在我国,多层波纹膨胀节也得到了很大的发展,大多数生产厂家采用了多层结构。
由于现在国内生产和使用的波纹膨胀节绝大多数都采用U形,下面所谈的主要是U形波纹膨胀节。
二、膨胀节的几种主要计算方法波纹管的设计计算是一个复杂的弹性力学间题,而且随着波纹膨胀节在管道、设备、装置上日益广泛应用,波纹管的变形不再局限于弹性变形,而且有很大的塑性变形,仅用弹性力学的理论来分析将会产生较大误差。
由于波纹管是一个复杂的壳体,其工艺过程及使用条件对性能又有很大的影响,故不可能提出能适应各种条件的工程上实用的计算公式。
近些年来,人们作过大量的分析研究和实验验证工作,提出了不少工程设计使用的计算公式和图表但是有的方法由于公式和图表繁复,工程设计使用不方便;也有些假设条件过于简化和理想.与实际应用情况偏差较大,难以保证工程上的安全可靠,均未能为工程界所接受。
目前,能够符合工程实用要求的计算方法并不很多,应用较普遍的主要有以下几种方法:1. 美国膨胀节制造商协会标准计算法(EJMA法)2. 美国凯洛格公司计算法(KELLOGG法)3. 日本东洋公司计算法(TOYO法)4. 前苏联维赫曼等人提出的计算方法(维赫曼法)5. 前西德AD受压容器规范计算法(AD法)6. 日本滨田一竹园提出的计算法(滨田一竹园法)EJMA 法在计算方法上有比较明显的优点,如:对波壳的应力分析比较全面,假设条件较合理,加上算式对实际存在的影响作了必要的修正,因而计算结果有一定准确性。
同时,在内容上不仅对工程设计中必须考虑的间题,如强度、刚度、位移、疲劳、稳定性、振动等都规定了相应的算式,而且对各种多层或单层、无加强和带加强元件的波壳均可适用,较好地满足了工程上实用的要求。
特别是作为膨胀节制造者的专用标准,这个标准不仅在计算方法具有优点,而且对膨胀节的制造和使用,甚至包装运输都作出了相应的规定,因而EJMA 有相当大的影响。
目前国外一些标准和规定已逐步采用EJMA 法,可推荐作为工程设计中的通用计算方法。