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1、 金属波纹管/膨胀节导流筒（内衬筒,内套筒, 导流板, 介质护罩）金属波纹管/膨胀节附件 导流筒导流筒适合应用于所有的膨胀节，以下条件存在时使用导流筒：1.当压力下降到最低限度时和介质需要平静稳定的流动时。 2.由于膨胀节内部介质的涡流导致逆流和流向介质流向改变时。 3.当需要保护波纹管不受介质携带磨料如催化剂或者是泥浆的影响时。 4.高温应用，为使波纹管不受温度影响时。因为导流筒是介质和波纹管之间的保护壁垒。 5.应用于空气，蒸汽和其它煤气毒气时。 6.应用于水和其它液体时。在导流筒内部，压力下降的情况是极少的，应为介质流动是临时的收缩成颈状的，然后几乎又是立即的返回管的起始部位。如果膨胀节
2、安装时，流向是垂直向上的，导流筒可以可以使液体受到限制。辽宁天安容器有限公司所提供的所有标准件中都是带有排水孔的，以避免液体在导流筒内部滞留。 金属波纹管/膨胀节附件 拉杆、控制杆、限制杆拉杆，也称为系杆拉杆是一种经常以杆或者棒形式出现的装置，它安装组配在膨胀节上，设计用于吸收压力负荷和其它如额定负载等其他的外部作用力。当拉杆用用于单式或者万向式膨胀节上时，吸收轴向位移的能力丧失。限制杆，也称为限制条限制杆应用于由于工厂出现故障或者固定失效时而偶尔发生的位移超出设计范围时能够对波纹管起到保护的作用。正常操作的时候，限制杆不能够用于承受压力和推力。限制杆的设计用于控制由于固定失效而产生的全压力负
3、荷和动力，从而防止波纹管过度伸展或者过度压缩。正常工作时限制杆并不起作用。控制杆，也称为控制棒控制杆是连接在膨胀节上的一个装置，其主要功能是分散万向膨胀节两个波纹管之间的位移。控制杆不起到遏制波纹管压力及推力的作用。 金属波纹管/膨胀节附件 套圈套圈，也称为接合环套圈可应用于多种膨胀节。最常见的应用是蒸汽废弃涡轮机的冷凝器的入口处。这些通常是大直径的，带有很大的管口不圆的可能性。那么套圈就给那些不是很圆的接合管提供了一个焊接端面。在一个全真空的系统中，套圈还可以作为一个加强部件。 金属波纹管/膨胀节连接方式 法兰连接与端管连接一、平板法兰, 套圈为了螺栓连接到管道系统中，任何一种类型的法兰都可
4、以应用在波纹管上。锻钢和平板法兰可以匹配 2.5Mpa 到 5.0Mpa 的压力和温度等级，通径标准可从 75mm 到2000mm。特殊法兰，如活套法兰或者角向法兰尺寸可从 300mm 到 1800mm。任何尺寸的法兰均可定制。二、搭接接头, 搭接法兰, 旋转法兰, 松套法兰Vanstone 法兰连接是改进的法兰连接方式，它增加了法兰的灵活性，解决了螺栓孔对不准和表面受潮腐蚀的难题。因为东港天安容器有限公司禁止波纹管的在安装过程中的扭曲，所以这是一个非常经济的解决方案，而不用去危害波纹管本身的完整性。三、端管连接，也称为焊接端、管口或焊环任何一种管都可以连接在波纹管上并且焊在管道系统中。管的通
5、径可从 75mm 到3000mm。材质可选用碳钢和 10及 20。可同样采用不锈钢和其它合金钢管。四、角法兰 如何选择膨胀节用户在选择膨胀节时,应在合同中注明型号规格、介质、最高工作温度、最大工作压力、各向补偿量、连接型式及尺寸。为保证膨胀节的寿命，还应考虑膨胀节的疲劳寿命。一些厂家的资料显示，很多产品的额定补偿量是按其许可疲劳寿命 1000 次进行计算的.适当减小实际补偿量，可以大大延长其使用寿命。比如：如果实际补偿量为额定补偿量的 74%,则寿命次数可为标准次数的 34 倍,当为 70%以下时,可达到 45 倍。 在安装前,一般要考虑预拉伸(或预压缩)，经过正确的预拉伸(或预压缩)后进行安
6、装，使补偿器能在正常的范围内工作。因为所受的应力小、变形小、弹力小，可以增强膨胀节的寿命。 当选用的补偿器的补偿量是实际最大伸缩量的数倍时，往往也会采用不预拉伸的方法进行安装，为保证固定支座受力计算的安全性,这时的应等于。 波纹管补偿器实际应用中注意的问题波纹管补偿器之所以能够在许多行业中得到广泛应用，除具有良好的补偿能力之外，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的，任何一个环节的失控都会导致补偿器寿命的降低甚至失效。经过多年统计发现，造成波纹管补偿器失效的原因：设计占 10，制造厂家偷工减料占 50，安装不符合设备说明要求占 20，其余由运行管理不当引
7、起的。1. 波纹管补偿器的失效类型及原因分析1.1 失效类型波纹管的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的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，5 层不锈钢私自改为 3 层或更少。波纹管在运行期间的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。从腐蚀失效波纹管的饵剖分析发现，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的 95。波纹管失稳有强度失稳和结构
8、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的柱失稳1.2 设计疲劳寿命与稳定性及应力腐蚀的关系波纹管的设计主要考虑耐压强度、稳定性和疲劳性能等三个方面的因素。虽然国家标准和美国 EJMA 标准对这几方面的计算和评定都有明确的规定，但从多年的应用实践和波纹管失效分析中发现，标准中给出的关于稳定性的计算和评定方法不够全面，且疲劳寿命也仅给出了比较粗的界限范围（平均疲劳寿命在 103-103 适用） 。有时一个完全符合标准要求的产品，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
9、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。波纹管过大的变形不仅对其稳定性造成影响，还会为应力腐蚀提供有利的环境条件。1.2.1 波纹管疲劳寿命与其综合应力波纹管的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的许用疲劳寿命降得很低，这样会导致由位移引起的波纹管子午向弯曲应力很大，综合应力很高，大大降低了波纹管的稳定性。1.2.2 波纹管的综合应力与其耐压强度 由标准中给出的波纹管平面稳定性和周向稳定性的计算方法和评定标准可以看出，二者反映的均为强度问题。当波纹管设计的许用寿命
10、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。1.2.3 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的。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。2. 波纹管补偿器的可靠性波纹管补偿器的可靠性是由设计、制造、安装及运行管理等多个环节构成的。可靠性也应该从这几个方面进行考虑。21 可靠性设计2.1.1 材料选择对用于供热管网的波纹管的选材，除应考虑工作介
11、质、工作温度和外部环境外，还应考虑应力腐蚀的可能性、水处理剂和管道清洗剂对材料的影响等，并在此基础上结合波纹管材料的焊接、成型以及材料的性能价格比，优选出经济实用的波纹管制作材料。一般情况下，选用波纹管的材料应满足下列条件：(1)良好的塑性，便于波纹管的加工成形，且能通过随后的处理工艺(冷作硬化、热处理等)获得足够的硬度和强度。(2)高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度，保证波纹管正常工作。(3)良好的焊接性能，满足波纹管在制作过程中的焊接工艺要求。(4)较好的耐腐蚀性能，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，为了提高波纹管的耐蚀性，现供热管网波纹管的用材多选用 316
12、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的材料。对于地沟敷设的热力管网，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的材料，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的表面增加一层耐蚀合金2.1.2 疲劳寿命设计由波纹管补偿器的失效类型及原因分析可以看出，波纹管的平面稳定性、周向稳定性及耐腐蚀性能均与其位移量即疲劳寿命相关。过低的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，用于供热工程的波纹管疲劳寿命应不小于 1000 次。大多数波纹管的失效是由外部环境腐蚀造成的，因此在进行
13、补偿器的结构设计时，可考虑隔绝外部腐蚀介质与波纹管的接触。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的侵入，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。22 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的预变形量外，严禁用使波纹管变形的方法来调整管道的安装偏差；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 251
14、0-6，并应及时排尽波纹中的积水等。3. 结束语补偿器存在的问题主要有波纹管的稳定性及腐蚀。通过合理的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，可以解决波纹管的稳定性问题。对于腐蚀问题，可以通过两种方式解决：(1)合理的波纹管选材和补偿器结构设计，阻断腐蚀源。(2)加强小室积水管理，从根本上解决腐蚀问题。 波形膨胀节的综合效应在固定式列管换热器中, 当列管、壳体热膨胀差较大时, 壳体轴向应力增大。因此, 在结构设计中, 在壳体上加设波形膨胀节以降低壳体轴向应力是一个行之有效的方法。波形膨胀节由于挠性大, 易变形,其补偿作用增大了壳体方面的伸长量, 从而使管子与壳体热膨胀伸
15、长量的差值减少, 达到降低壳体轴向应力的目的。然而, 由于壳体方面弹性伸长量增加了, 必然影响管板的挠曲变形, 而管子与管板又紧密连接在一起, 管子的应力状态也将随管板挠曲变形的变化而变化。本文通过数值计算研讨了几种不同温差状况下由管子与壳体之间膨胀差引起的管板挠曲变形、列管轴向应力、壳体轴向应力的变化状况, 研讨了波形膨胀节对固定式列管换热器重要受力构件的综合效应, 从而提出何时加膨胀节对整个设计最有利。固定式列管换热器管板变形受到多种因素的影响, 其中有管程压力与壳程压力作用, 管束支承效应, 未钻孔实心环的影响, 列管与壳体之间不同的热膨胀以及管板与壳体 管箱之间的相互作用等。在固定管板
16、列管换热器中, 加设膨胀节是为了降低管壁与壳壁温差引起的壳体轴向力。加设膨胀节后, 壳体方面弹性伸长量的增加必然影响管板的挠曲变形, 列管的轴向应力也将随管板挠曲变形的变化而变化。当管壁与壳壁温差引起的膨胀差较大时, 如果不加膨胀节, 温差轴向力的作用使管板挠曲变形大,管板受力状况不好, 对应于管板变形, 列管最大轴向应力为压缩应力, 须校核管子的稳定性。加设膨胀节后, 由于膨胀节的补偿作用降低了温差的轴向力, 管板挠曲变形变小, 管板弯矩值下降, 管板受力状况好转, 列管最大轴向应力为拉应力。当管壁与壳壁温差引起的膨胀差较小时, 没有必要加膨胀节。此时, 不加膨胀节, 由于温差轴向力小, 不仅壳体轴向应力值在许可值范围内, 而且管板挠曲变形小, 因而管板弯矩值小, 列管的轴向应力值亦低。如果这种状况下加膨胀节, 管板挠曲变形加大, 管板径向弯矩绝对值显著增大, 管板受力状况恶化, 且部分列管由压缩转为拉伸, 拉伸应力值比未加膨胀节时增大, 从而造成列管和管板内
