膨胀节使用方法

4、铰链型膨胀节
由一个波纹管、两组与端管相连的铰链板及一对销
轴等组成的挠性装置，铰链式膨胀节一般以两、三 个作为一组使用，用于吸收单平面管系中一个或多 个方向的横向位移。在这种系统中每一个膨胀节被 它的铰链板所制约，产生纯角位移，然而，被管段 分开的每对铰链型膨胀节互相配合可吸收横向位移。 给定单个膨胀节的角位移，每对铰链式膨胀节所能 吸收的横向位移与其铰链销轴之间的距离成正比， 因此，为了便膨胀节充分发挥应用，应尽量加大这 一距离。膨胀节的铰链板通常用于承受作用于膨胀 节上的全部压力推力，另外也可以用来承受管道和 设备的重量、风载
推力是由膨胀节上的铰链板来承受的，只 需在管系的两端设置中间固定支架， 由于膨胀节受铰链制约只能产生纯角位移， 不能伸缩，包含有膨胀节的中间管臂的热膨 胀必须由与它相垂直的管臂发生弯曲来吸收， 两个长管臂的弯曲挠度由正确设计的导向支 架和支架来控制 1）图6 是用双铰链系统吸收单平面“Z”形弯 管的主要热膨胀.

复式大拉杆波纹管膨胀节的应用
3、弯管压力平衡型膨胀节
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由两个或一个工作波纹管和一个平衡波 纹管以及端管，端板、弯头、封头、拉杆等 组成的挠性装置，用于补偿管段的轴向位移， 横向位移或二者的合成位移，且不使固定管 架或相连设备承受压力推动的作用，拉杆装 置承受压力推力和其它附加外力的作用。
弯管压力平衡式膨胀节的主要优点，是它在吸收来自外部的 轴向位移时， 不会使系统受到内压推力的作用。由波纹管整体刚度造成的 力并未消除，实际上这个力一般要超过单式膨胀节位移引起 的弹力。因为工作波纹管和平衡波纹管都要受到压缩或拉伸， 作用在管道或设备上的力是两者的轴向合力。 1）、图4 是存在轴向与横向组合位移的时使用弯管压力平衡 式膨胀节的 典型实例，在管道的端部和汽轮机上的支架均为中间固定支 架，并且只需要使用导向支架，采用合理的设计可以使汽轮 机上方的导向支架承受使膨胀节产生轴向位移的作用力，避 免该力作用到汽轮机上，作用在汽轮机上的只有使膨胀节产 生横向位移的作用力。
5、万向铰链型膨胀节
5、万向铰链型膨胀节 由一个波纹管，万向铰链环及两对与万向铰链环和
端管相连的铰链板等组成的挠性装置。通常以两个 万向铰链型或以两个万向铰链型与一个单式铰链型 膨胀节一起配套使用，如图9，两个万向铰链型膨 胀节协同动作吸收上、下两个水平管臂的组合位移， 铰链型膨胀节则与上部的万向铰链型膨胀节互相配 合吸收竖直管臂的位移。 用万向铰链型膨胀节构成的系统与上节提到的用铰 链型膨胀节构成的系统有类似的优点，但万向铰链 型膨胀节的应用具有更大的灵活性，它不限于单平 面系统。
：抗弯式波纹膨胀节


适用于补偿管线轴向位移，由于自身机械结构具有 自导向的特点，比一般轴向型波纹膨胀节具有更好的 抗弯性能，可作为刚性管路的一部分直接安装在各种 管道上。管线设计时，不必为膨胀节专门设置支架。 公称通径Dn25～1000mm工作压力Pn0.6～2.5MPa轴 向补偿量10～360mm工作温度≤450℃注意事项抗弯 型膨胀节只能用于直管段。在有拐弯的管段，即有横 向位移的管段不得使用。
一、膨胀节的类型及典型管段的补偿 设计
1、单式轴向型膨胀节
由一个波纹管和两个可与相邻管道、设备相接的端
管（或法兰）等组成的 挠性装置，主要用于补偿直管段轴向位移，另外也 可以吸收少量的横向位移. 图1 是采用轴向型膨胀节设置实例。
单式轴向波纹管膨胀节应用

存在横向位移或存在轴向与横向组合位移 的场合，使用单式膨胀节所受到的限制主要是 膨胀节吸收横向位移的能力有限。另外在工作 压力，温度较高，直径较大或无法在结构物上 安设主固定支架或多个导向支架的场合，使用 轴向型膨胀节可能行不通。
其他形式
：煤粉管道用膨胀节
主要用于输送煤粉、热风气固两相流体的管网上。 由于大型燃煤火力发电厂锅炉容量大、炉体高、输 送煤粉的管线长、热风温度高，热态位移量大。因 此，需在送粉管道上设置具有三项补偿的波纹补偿 器，以吸收锅炉燃烧器接口和煤粉管道的热位移， 或在煤粉锅炉的磨煤机出口设置膨胀节，起减震和 防止因振动引起的破坏和泄漏作用。
复式拉杆型波纹管膨胀节
2、复式拉杆型膨胀节
由中间接管连接的两个波纹管及拉杆、端板等 组成的挠性装置，以横向位移方式补偿平面或立体 弯曲管段的热位移，拉杆装置应能承受压力推力及 其附加外力的作用。 复式拉杆型膨胀节特别适合吸收横向位移，此外， 这种设计形式也可用于吸收轴向位移，角位移以及 任意由这三种形式合成的位移，一般用法是将这种 带连杆的膨胀节设置在呈90°的“Z”形管系的中间 管臂内，调整连杆以阻止外部的轴向位移，图2、3 是两个应用实例。
来固定，本例中所有的热变形全部被膨胀节所吸收， 因管道的热变形作用于固定支架的载荷非常小，如 果左侧的固定支架与第一个铰链型膨胀节的间距较 大，在靠近膨胀节处应设置导向支架，该支架为以 承受膨胀节转动的力，从而减少膨胀节C 至左侧固 定支架之间部分管道的弯曲，为了保持管系位于平 面内，并消除可能由外载所产生的作用于铰链的弯 曲力，可以增设一个或多个导向支架，管系的支撑 可以采取多种方式，对膨胀节之间的管道进行支撑 而不妨碍其自由移动时，可采取弹簧支吊架。
4。安装时不允许焊渣飞到波纹管表面和受到
其他机械损伤。 5。严禁用波纹管变形的方式来调整管系的偏 差。 6。气体介质的波纹管补偿器和相连管道进行 水压试验时应设临时之架。 7。所有导向、固定架未安装完之前不得进行 水压试验和真空试验。
波纹管膨胀节选型必须考虑的主要因素
a.公称直径、接口形式和尺寸及法兰标准。 b.设计压力和设计温度。 c.材料及热处理，取决于工作介质。对于高温蒸汽管线使用

(2) 如果单平面“Z”形管系的中间管臂较长过，
可采用三个铰链型膨胀节的系统。图7 表示在单 平面弯管中的三铰链型膨胀节系统，竖直管段的 热膨胀将由B 和C 两个膨胀节的动作来吸收，水 平管段的热膨胀由A 和B 两个膨胀节来吸收，很 明显，膨胀节B 的角位移是A 和C 之和。
和前面的示例一样，在管系两端只用中间固定支架

直埋式波纹膨胀节

适用于补偿管线轴向位移，具有抗土壤压力，能够自导向，并 能达到与直埋管道同寿命、不需维修及更换的特点，在安装中不 需要设置安装井和导向支座，使用方便。分类 单向直埋型 （ZB）；单向反流直埋型（ZBD）；双向直埋型（SZB）；单向 保温直埋型（BZB）；单向反流向保温直埋型（BZBD）；双向 保温直埋型（SBZB）；单向密封防腐直埋型（FZB）；单向反 流向密封防腐直埋型（FZBD）；双向密封防腐直埋型（SFZB）； 单向反流向密封防腐保温直埋型（FBZBD）；双向密封防腐保 温直埋型（SFBZB）在波纹管内壁或外壁涂防腐层。用于管道输 送腐蚀介质或环境有腐蚀介质时。

安装和试压注意事项
1。波纹管补偿器不能承重，应单独吊装。
2。安装前应先检查波纹管补偿器的型号、规
格、及管道系统的支座情况，必须符合设计 要求。 3。对带内衬筒的波纹管补偿器应注意使衬筒 的方向与介质的流动方向一致。平面铰链型 波纹管补偿器的铰链转动平面与位移平面一 致。
安装和试压注意事项
一般而言，高温、低压、大直径的管道系统并且在介 质较为安全的情况下适合使用波纹管补偿器。尽管如此， 在决定使用波纹管补偿器时，应对管道系统进行详细而 且严格的应力分析，从而决定安装波纹管补偿器的位置 以及型式，不可以盲目的随意使用。无论中国还是其他 国家，由于波纹管补偿器使用不当的事故经常发生，由 于设计人员的失误，在管道系统中不合适的部位设置了 波纹管补偿器并在载荷的作用下使得波纹管补偿器爆炸， 从而造成了多人伤亡的事故屡有发生。另外，波纹管膨 胀节还存在着易腐蚀和疲劳的的问题，一旦发生腐蚀和 疲劳破坏，后果也是极为严重的。一般来说，在波纹管 补偿器的使用选型、设计制造、使用操作等环节都不能 产生大的问题。因为任何一个环节的失误都会造成严重 的事故。
3）图8 是弯管角度不等于90°时，使用铰链式
膨胀节的示例。铰链型膨胀节的主要优点是它的 尺寸紧凑，便于安装，而且可以使它的铰链板具 有很大的刚度和强度，使用它们通常可以对构形 不规则的复杂管线的热膨胀进行补偿，在这样的 管线上使用别种膨胀节往往行不通，由于铰链结 构能够传递载荷，铰链型膨胀节的管系施加到固 定支架的作用力很小，这种系统的支撑点可设在 不妨碍系统活动的任何位置上，这给系统的设计 带来了很大的自由。
关于管道应力分析中的波纹管 膨胀节
当管道输送介质或管道所处环境有温度变化时，管道 由温度引起的热胀冷缩是不可避免的，如果不采取一定 的方式补偿该尺寸超过某一范围时，温差应力大于管子 可承受的应力范围，这时就必须考虑补偿问题。 在管系补偿设计中，最为经济的是自然补偿，自然 补偿是利用管道的自然弯曲形状所具有的柔性来补偿热 位移，显然自然补偿的能力是有限的，当自然补偿不能 满足要求时，通常应考虑设置波纹管膨胀节等补偿装置。 管系所受载荷主要是外力载荷（管道及流动介质自重， 内压，风载，地震荷载等〕和位移载荷，设置管架的目 的在于消除外载作用在设备或管道上的作用力，且可把 复杂管系分隔成形状比较简单，独立膨胀的管段，保证 膨胀节的最佳使用效果。设置膨胀节的目的，在于吸收 管道自身无法吸收的热变形，最大限度地减小位移载荷。
平衡型膨胀节的场合。 在工艺操作中，容器和竖向管道的膨胀量可能不 同，按图示安装一压力平衡式膨胀节，竖直方向 的位移差可以由膨胀节的轴向位移吸收，容器中 心线到管线之间的热膨胀可由膨胀节的横向位移 吸收。
其他形式还有直通压力平衡式波纹管补偿器。
旁流式压力平衡是波纹管补偿器。（振动和
压力损失）

管道系统中使用波纹管补偿器的若干 说明
关于管道系统使用波纹管补偿器的若干说明： 波纹管补偿器在管道系统中常被用来吸收管道系统由于温
度变化所产生的位移。其优点是吸收位移大并且使得管道系 统美观和紧凑。在一些较为特殊的场合使用波纹管补偿器可 以得到较好的效果，解决了许多困扰设计者的难题。例如空 间狭小的场所（航天火箭、核潜艇、） 高空架设的管线（汽 车制造厂、石化、）大直径管道系统等等（电力-DUCT)。 由于波纹管补偿器自身结构的原因，波纹管补偿器也成为 管道系统中最为薄弱的环节，因此波纹管补偿器的使用受到 较为严格的限制。对于高温、高压的管道系统、介质为易燃、 易爆、剧毒的管道系统一般禁用波纹管补偿器。美国等国家 一些大的石油化工公司，如EXXON, EASTMAN, SHELL等 公司，对波纹管的使用均有严格要求，一般来讲，波纹管补 偿器的使用在设计中仅为迫不得已情况下的最后选择，能不 使用尽量不使用。
压力平衡式波纹膨胀节
压力平衡式波纹膨胀节
适用于需要平衡波纹管压力推力的管线上。分为 直管式压力平衡型膨胀节、补偿轴向位移直管旁流 式压力平衡型膨胀节、补偿轴向位移弯管式压力平 衡型膨胀节。补偿横向位移和轴向位移； 主要用于设备进、出口处及设备与设备相连接的管 段，如果在一条很长的管线上采用压力平衡型膨胀 节来减少对固定支架的推力，必须整个管线全部采 用压力平衡型膨胀节。
1）、图4 是存在轴向与横向组合位移时使用弯
管压力平衡式膨胀节的典型实例，采用合理的 设计可以使汽轮机上方的支架承受膨胀节产生 轴向位移时的作用力，避免该力作用到汽轮机 上，作用在汽轮机上的只有使膨胀节产生横向 位移的作用力。
弯管压力平衡型膨胀节
2 图5 所示为一种常见的非常适于使用弯管压力

复式拉杆型膨胀节主要吸收单平面“Z”形 弯管的横向位移，中间管臂连杆以内的热位移 用膨胀节的轴向位移来吸收，水平管线的热位 移由膨胀节的横向位移来吸收。 由于压力推力是由拉杆来承受的，所以两端均 使用中间固定支架，由于作用于管线上的轴向 力，是膨胀节产生的变形反力，因此只需使用 导向支架。中间管臂上位于连杆以外的部分， 如两端弯管的热膨胀则由水平管道的弯曲来吸 收。