不锈钢波纹补偿器简介及种类

2022-04-15 15:30:00
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不锈钢补偿器习惯上也叫不锈钢膨胀节,或伸缩节。由构成其工作主体的波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件组成。 属于一种补偿元件。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,或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。也可用于降噪减振。在现代工业中用途广泛。供热上,为了防止供热管道升温时,由于热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作用在阀件或支架结构上的作用力。

波纹补偿器产品分类

轴向型

主要用于补偿轴向位移,也可以补偿横向位移或轴向与横向的合成位移,具有补偿角位移的能力。一般不用通用型补偿器来补偿角位移。

对管架设计的要求:

1、安装轴向型补偿器的管段,在管道的盲端、弯头、变截面处,装有截止阀或减压阀的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的作用。推力计算公式如下: Fp=100*P*A Fp-补偿器轴向压力推(N), A-对应于波纹平均直径的有效面积(cm2), P-此管段管道最高压力(MPa)。 轴向弹性力的计算公式如下: Fx=f*Kx*X FX-补偿器轴向弹性力(N), KX-补偿器轴向刚度(N/mm); f-系数,当“预变形”(包括预变形量△X=0)时,f=1/2,否则f=1。 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的作用。

2、在管段的两个固定管架之间,仅能设置一个轴向型补偿器。

3、补偿器一端应靠近固定管架,若过长则要按第一导向架的设置要求设置导向架,其它导向架的最大间距可按下计算: LGmax-最大导向间距(m); E-管道材料弹性模量(N/cm2); i-tp 管道断面惯性矩(cm4); KX-补偿器轴向刚度(N/mm), X0-补偿额定位移量(mm)。 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,LGmax可按有关标准选取。

横向型波纹补偿器

主要吸收横向位移和少量的轴向位移。

对管架设计的要求:

1、 装在管道弯头附近的横向型补偿器,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(mm); L-补偿器有效长度(mm); △Y-管段热膨胀量(mm); △X-不包括L长度在内的垂直管段的热膨胀量(mm)。

2 、补偿器两侧的导向支座应接近补偿器,支座的型式应使补偿器能定向运动。

角向型波纹补偿器

由接管,波纹管以及与接管相连的一对铰链构成。它只能吸收单平面的角向位移。吸收位移时应有两个或者三个角向补偿器组合使用,同时铰链具有承受内压推力能力。 工作温度≤420℃,疲劳寿命1000次。

对管架设计的要求:

角向型补偿器宜两个或三个为一组配套使用,用以吸收管道的横向位移,对Z形和L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。此时平面铰链销的轴线必须垂直于弯曲管段形成的平面(万向铰链补偿器不受此限制)。 装有一组铰链补偿器的管段,其平面导向架的间隙ε亦可按上式计算。但是L长度应为两补偿器铰链轴之间的距离,△X是整个垂直管段的热膨胀量。

不锈钢波纹补偿器简称膨胀节,经多厂家反复试验和使用经验证明, 不锈钢波纹补偿器的工作温度在400℃以下,膨胀节中用的波纹管一般是采用奥氏体不锈钢,只有碳素结构钢、低合金结构钢和奥氏体不锈钢等材料能够在这样的温度下胜任。在一般情况下使用温度在500℃以下为宜。 在金属波纹管膨胀节使用压力较低时,对材料的高温性能和耐腐蚀性能要求不严格的情况下,可以达到550℃;在高温下,金属波纹管所使用的材料必须要有足够的热稳定性,如果工作温度升高,材料弹性模量下降,会导致波纹管的刚度、耐压力和疲劳使用寿命会明显下降。

300系列不锈钢波纹补偿器可用于高温。当工作温度大于550℃时可选用高温合金。但材料耐温能力有限,靠材料本身不行,就要采取其它措施提高不锈钢波纹补偿器的耐温性能,如可采取隔热的办法,在导流套和金属波纹管之间增加不同厚度的隔热材料,或者是采取扩径的形式,再者是采取打浇注料的形式,避免高温介质直接接触波纹管,使介质热量缓慢的传向波纹管。根据钢制压力里容器有关标准和工程实践界定350℃-450℃为中温、450℃-600℃为亚高温、600℃ 以上为高温。

关于不锈钢波纹补偿器的工作温度环境还有待进一步探索、总结,然后提高其耐高温性。希望不久的将来能看到一个比较大突破。

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