《【精编】波纹管膨胀节在工程现场的使用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【精编】波纹管膨胀节在工程现场的使用（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、波纹管膨胀节在工程现场的使用 2016年8月 鲍德气体公司杨秀玉 一 波纹管膨胀节一般知识二 波纹管膨胀节作用机理三 现场应用注意事项 主要内容 一 波纹管膨胀节一般知识 常用标准 1 国内标准主要标准 GB T12777 2008金属波纹管膨胀节通用技术条件 波纹膨胀节设计和制造的技术要求 其他标准 GB T6171 1992金属多层波纹膨胀节GB16749 1997压力容器波形膨胀节 替代GB150 89及JB1121 83中相关内容 GB12522 1996不锈钢波形膨胀节CB1153 95金属波形膨胀节 船用 常用标准 2 国外标准美国膨胀节制造商协会EJMA标准 常用膨胀节类型 1
2、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 常用膨胀节类型 2 按波纹管的波形结构参数 可分为U形 形 S形 V形 目前多数采用U形波纹 常用膨胀节类型 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 这是目前通用分类 惯例是综合它的特性分类的 没有严格的标准 我公司在用膨胀节类型举例 单式约束轴向型 单式铰链型 单式自由 轴向 型 我公司在用膨胀节类型举例 弯管压力平衡型 另外一种类型使用广泛 串式通用型 轴向复式 二 波纹管膨胀节作用机理 一个重要概念 盲板力 盲板力 百度词条 盲板力主要是由于管道材料发生变
3、化产生的内压推力 比如管道上加装了波纹管膨胀节来吸收管道位移 由于管道的材料和膨胀节的材料的弹性模量 膨胀系数等的不同 造成的在管道改变走向时产生的内压推力 我们称为盲板力 盲板力产生要在管段上有柔性可以自由伸缩的接头 柔性接头到盲板之间的管段研究受力时会发现 气 液体在盲板端产生的冲击力和压力会给管子一个朝向盲板的力 通常这个力靠管靠自身是可以承受的 而另一端如果是柔性的 那就不好说了 特别是如果用波纹补偿器等补偿管道伸长量的时候 固定支架的推力需要加强了 盲板力 概念的理解 密闭管道内压力介质对管道的作用力 作用于管道内壁的径向的力相互平衡 作用于两端盲板上的力也平衡 这个力对管道有轴向拉
4、伸的作用 盲板力 概念的理解 密闭管道内压力介质对管道的作用力 如果管道较软 管壁较薄或其他原因导致轴向强度不够 这个轴向力会将管道拉长 管道径向也如此 这里不讨论 盲板力 概念的理解 密闭管道内压力介质对管道的作用力 如果在管段中加入柔性连接件 波纹管膨胀节 这个力就会将连接件拉伸 盲板力 概念的理解 盲板力 在管道系统中 压力介质对管道的作用力在轴向的体现 盲板力的粗略估算 F P SF 盲板力KgfP 压强Kgf cm2S 管道截面积cm2 盲板力 概念的理解 盲板力存在于任何压力介质的管系中 与是否安装波纹管膨胀节没有直接关系 盲板力概念的认识与理解 在工程设计 系统检修维护和故障分析
5、中具有十分重要的意义 盲板力 概念的理解 工程和生产现场中 任何设备系统 管系中的某一个管段 长度都是有限的 管段的两端必然会是盲板或是弯头 设备和管道现场 盲板力 概念的理解 设备和管道现场 盲板力 概念的理解 盲板力常常对膨胀节和管道造成破坏 盲板力 概念的理解 原有拉爪被拉断 波纹管膨胀节的作用机理 波纹管膨胀节的作用 用来补偿管道由于环境变化 如温度 导致的变形 机械变形和吸收各种机械振动 一般主要用来补偿管道受热 冷 变化引起的轴向变形 特殊情况下 补偿角向变形 波纹管膨胀节的作用机理 问题 盲板力作用使膨胀节拉长 管道受热伸长使膨胀节压缩 怎样解释及处理这一矛盾 波纹管膨胀节的作用
6、机理 无约束型膨胀节的使用 无约束型膨胀节一般用于介质压力较低的场合中 由于产生的盲板力较小 可不约束 但需要固定支架承受由此产生的推力或力矩 波纹管膨胀节的作用机理 特别注意 并不是介质压力低 盲板力就一定小 管道截面积较大时同样会产生很大的盲板力 波纹管膨胀节的作用机理 大多数波纹管膨胀节 解决盲板力的方法 约束为了避免盲板力对膨胀节和管道造成破坏 膨胀节通过拉杆约束 使膨胀节受到的外力变成为膨胀节与管道组合体的内力 避免或减少了对主体设备 整个管系和支架的作用力及力矩 波纹管膨胀节的作用机理 约束后怎样实现膨胀节的补偿和缓冲作用 约束后 膨胀节的补偿作用主要是通过 预补偿 来实现 波纹管
7、膨胀节的作用机理 膨胀节的 预补偿 安装前计算出管道的热膨胀量 将膨胀节预补偿 压缩 这样 当管道受热时 伸长的量与预压缩的量相抵 避免了管道膨胀对设备和管系的作用力及力矩 低温系统中 预补偿方向相反 即约束波纹管时 预拉长 预留管道收缩量 波纹管膨胀节的作用机理 膨胀节的 预补偿 管道的膨胀量公式 L L TL 管道长度m 为线膨胀系数 碳钢取0 012mm m T 管道温差预补偿的量 可参考理论膨胀量 根据实际情况决定 波纹管膨胀节的作用机理 膨胀节的 预补偿 L 2500 蜗壳中心到冷却器中心L 2 5米 假设安装时20 工作温度90 L 0 012 2 5 90 20 2 1 mm 可
8、预压缩2 1mm或适当减少 波纹管膨胀节的作用机理 膨胀节的安装调节方法 怎样实现预补偿 1 管道安装完成后 松开约束 测量各约束拉杆部位法兰的距离 2 分析计算线性膨胀量 3 对角依次紧固约束螺栓 使达到预补偿量 3 拉杆螺栓加背帽 很重要 波纹管膨胀节的作用机理 更严谨的膨胀节安装方法 在膨胀节被安装到管道上之前 对其反向补偿 管道安装完成后 对其预补偿调整 管道温变后膨胀节将接近自由状态 例如 工作状态受热的管道上先将膨胀节拉伸 管道安装完成后 对其压缩调整 受热后管道伸长 膨胀节将达到接近自由状态的形状 波纹管膨胀节的作用机理 膨胀节吸收横向 角向推力及震动的情况 膨胀节除了吸收轴向推
9、力外 还能吸收部分角向推力 并能缓冲震动 但目前国产膨胀节在发挥这种作用方面很不理想 波纹管膨胀节的作用机理 膨胀节吸收横向 角向推力及震动的情况 进口膨胀节 波纹管膨胀节的作用机理 进口膨胀节吸收横向 角向推力 1 2万氮压机 波纹管膨胀节的作用机理 进口膨胀节吸收横向 角向推力 原始状态 吸收横向偏移状态 波纹管膨胀节的作用机理 大多数国产膨胀节 波纹管膨胀节的作用机理 普通膨胀节遇到横向横向 角向推力的情况 波纹管膨胀节的作用机理 单式铰链型不能补偿轴向变形 可补偿角向位移 波纹管膨胀节的作用机理 应用实例 压力平衡型膨胀节的原理与调整 波纹管膨胀节的作用机理 应用实例 低温环境下的使用
10、 波纹管膨胀节的作用机理 应用实例 低温环境下的使用 经实测 裸冷阶段 80 160 因管道收缩导致膨胀节伸长大于6mm 大多数情况下没有裸冷实测机会 而且 裸冷过程中也需要约束膨胀节 因此需要计算理论膨胀 收缩 量 铝材的线膨胀系数是 23 6 10 6 即0 0236mm m 波纹管膨胀节的作用机理 应用实例 弯管压力平衡型破坏案例 风机出口管道 鼓风机突然发生连锁停车 膨胀节破坏 同时横管抬离固定支座 波纹管膨胀节的作用机理 应用实例 弯管压力平衡型破坏案例 波纹管膨胀节的作用机理 应用实例 一个弯管压力平衡型膨胀节破坏案例原因分析 波纹管膨胀节的作用机理 盲板力理解的应用举例 冷却塔上
11、水管道 立管 730mm 两条横向分支管道 530mm 2011年12月发生管道断裂事故 波纹管膨胀节的作用机理 冷却塔回水管道破坏案例分析 回水管道进塔支管塑料焊接法兰破坏 盲板力 F PS 1 3 14 25 52 2041 8 kgf 波纹管膨胀节的作用机理 冷却塔回水管道破坏案例分析 两条支管的合力集中于立管 产生较大力矩 导致立管破坏 力矩 M FL 2041 8 2 9 81 10 400601 16 牛米 该焊缝应力 18225 7N mm2许用应力 160N mm2 波纹管膨胀节的作用机理 冷却塔回水管道破坏案例分析 处理方式 1 通过固定支架约束两端管段 减少法兰受力 2 通过承插方式避免漏水 三 现场应用膨胀节注意事项 现场应用膨胀节注意事项 1 安装前分析管道受力和环境变化情况 最好能做到反向预补偿 2 投用前必须进行状态确认 然后进行预补偿 3 使用过程中 观察膨胀节变化 发现异常或约束螺母背帽松动应及时恢复 现场应用膨胀节注意事项 其他常规注意事项 1 安装前应先检查其型号 规格及管道配置情况 须符合设计要求 2 严禁用波纹补偿器变形的方法来调整管道的安装超差 3 安装过程中不允许焊渣飞溅到波壳表面 不允许波壳受到机械损伤 4 水压试验时 应对装有补偿器管路端进行加固 谢谢
