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波纹管膨胀节的设计与应用

波纹管膨胀节是由金属波纹管和构件组成的具有伸缩功能的器件,它能够补偿管道的热变形、机械变形和吸收各种机械振动,起到降低管道变形和提高管道使用寿命的作用。
    波纹管膨胀节的分类
1. 按是否能吸收管道内介质压力所产生的压力推力(盲板力),可分为无约束型波纹管膨胀节和有约束型膨胀节。
2. 按波纹管的波形结构参数,可分为U形、Ω形、S形、V形(目前国内厂家多数采用U形)。
3. 按波纹管的位移型式,可分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型波纹管膨胀节(大多数厂家都是按这种分类标示在说明书上的)。
(1) 单式轴向型膨胀节
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
    波纹管膨胀节选型与管线设计
一、波纹管膨胀节选型必须考虑以下几问题:
1. 公称尺寸、联连型式及法兰标准。
2. 设计压力、设计温度。
3. 介质产生的压力推力(盲板力),决定采用无约束膨胀节还是采用有约束膨胀节。
4. 波纹管的材料及热处理:主要取决于工作介质,对于高温蒸汽热网防止应力腐蚀造成的破坏推荐用316L且固溶处理,对于催化、裂化高温装置用波纹管推荐用高镍合金且进行退火或固溶处理。
5. 疲劳寿命---考虑波纹管膨胀节的工作次数。
6. 吸收位移形式----轴向、横向、角向。
二、管道系统中的支座
合理的设计管路系统中的支座,是保证波纹管膨胀节正常发挥作用的必要条件,不同类型的波纹管膨胀节,对于管系的支座有不同的要求。
1、主固定支座(Main Anchor)
主固定支座是安装在具有一个或者几个无约束波纹管膨胀节的管系上,它必须承受由与它相连接的每一管段上所施加在它上面的力和力矩。如管道内介质压力产生的压力推力(盲板力),使波纹管膨胀节产生额定位移所需的力和力矩,以及由可调导向支座、定向导向支座所产生的摩擦力,还有管线和介质的重量,流体冲击力,等。
当选用无约束波纺管膨胀节时,在下述情况下必须设置主固定支座:
1) 管道盲端
2) 介质流向改变处
3) 管道分支处
4) 管道变径处
5) 两个波纹管膨胀节之间的管道上截止阀或减压阀处。
2、次固定支座(I anchor)
次固定支座是用来承受的除去压力推力(盲板力)之外的所有载荷。
对于直管段来说,次固定支座通常是为了把两个固定支座之间较长的管段分割成若干管段单元,以便每个管段之间只设置一个波纹管膨胀节,以保证波纹管膨胀节能够正常工作。
3、导向支座
在管路中设置导向支座,是为了保证波纹管膨胀节沿规定的方向位移,并防止管路失稳的作用,一般的导向支座设计强度按10%-15%的管道内介质压力推力考虑。在仅有轴向位移的管段上,导向支座只允许轴向位移而限制其它方向的位移,这种支座称为一般导向支座,对于带横向位移和偏转的管段时,除轴向位移外,还应在横向留出合适的附加裕量,以允许一定幅度的横向位移和偏转,这种导向支座称为平面导向支座

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