膨胀节

膨胀节习惯上也叫伸缩节,波纹管补偿,是利用波纹管补偿器弹性元件的有效伸缩变形来吸收管线导管容器热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置,属于一种补偿元件。可对轴向,横向,和角向位移的的吸收,用于在管道、设备及系统的加热位移、机械位移吸收振动、降低噪音等。
  膨胀节为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力,而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。由于它作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件,工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点,已广泛应用在化工、冶金、核能等部门。在容器上采用的膨胀节,有多种形式,就波的形状而言,以U形膨胀节应用得最为广泛,其次还有Ω形和C形等。而在管道上采用的膨胀节就结构补偿而言,又有万能式、压力平衡式、铰链式以及万向接头式等。
弯管式膨胀节
  将管子弯成U形或其他形体(图1),并利用形体的弹性变形能力进行补偿的  一种膨胀节。它的优点是强度好、寿命长、可在现场制作,缺点是占用空间大、消耗钢材多和摩擦阻力大。这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和长管道上。
波纹管膨胀节
  波纹管膨胀节是用金属波纹管制成的一种膨胀节。它能沿轴线方向伸缩,也允许少量弯曲。图2为常见的轴向式波纹管膨胀节,用在管道上进行轴向长度补偿。为了防止超过允许的补偿量,在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环,在与它联接的两端管道上设置导向支架。另外还有转角式和横向式膨胀节,可用来补偿管道的转角变形和横向变形。这类膨胀节的优点是节省空间,节约材料,便于标准化和批量生产,缺点是寿命较短。波纹管膨胀节一般用于温度和压力不很高、长度较短的管道上。随着波纹管生产技术水平的提高,这类膨胀节的应用范围正在扩大。
套管伸缩节
  套管伸缩节由能够作轴向相对运动的内外套管组成。内外套管之间采用填料函密封。使用时保持两端管子在一条轴线上移动。在伸缩节的两端装设导向支架。它的优点是对流体的流动摩擦阻力小,结构紧凑;缺点是密封性较差,对固定支架推力较大。套管伸缩节主要用于水管道和低压蒸汽管道
膨胀节标准
  标准编号:GB/T 12777-1999(新标准GB/T 12777-2008
  膨胀节标准名称:金属波纹管膨胀节通用技术条件
  标准实施日期:2000-3-1 (新标准实施日期2009-02-01
  颁布部门:国家质量技术监督局
  内容简介:本标准规定了金属波纹管膨胀节的定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志及包装、运输、贮存等。本标准适用于安装在管道中其挠性件为整体成形无加强U
、加强U形和形波纹管的圆形膨胀节的设计、制造和检验。压力容器用膨胀节的设计、制造和检验亦可参照使用。
  波纹管的英文是 bellows 膨胀节的英文是 expansion joints 补偿器的英文是compensator
专用特殊材料
  1、超级奥氏体特种不锈钢:254SMO904LAL6XN
  2、双相不锈钢:2205双相钢(S31803
  3、镍基合金钢:INCOLOY800/800H/800HT/840/825 INCONEL600/601/690/625/X-750
  哈氏合金C-276/C-22/XMONEL400/K500
  4、纯 镍:N4N6Ni200Ni201
  5、冲压用钛板:GR1GR2TA1TA2
6、奥氏体不锈钢:SUS304SUS304LSUS316SUS316LSUS310SSUS321SUS316Ti
 
 
 
波纹管补偿器简介
  波纹补偿器:也称伸缩节、膨胀节机柜空调器、主要为保障管道安全运行。
  波纹补偿器工作原理:
  波纹补偿器的主要弹性元件为不锈钢波纹管,依靠波纹管伸缩、弯曲来对管道进行轴向、横向、角向补偿。其作用可以起到:
  1.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。
  2.吸收设备振动,减少设备振动对管道的影响。
  3.吸收地震、地陷对管道的变形量。
  波纹管补偿器又称膨胀节,伸缩节,英文名称为expansion jointsBellow Expansion Joint,是一种挠性、薄壁、有横向波纹的具有伸缩功能的器件,它由金属波纹管与构件组成。波纹管补偿器的工作原理主要是利用自身的弹性变形功能,补偿管道由于热变形、机械变形和各种机械振动而产生的轴向、角向、侧向及其组合位移,补偿的作用具有耐压、密封、耐腐蚀、耐温度、耐冲击、减振降噪的功能,起到降低管道变形和提高管道使用寿命的作用。
  补偿器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补偿器和有约束型补偿器;按波纹管的位移型式,可分为轴向型补偿器、横向型补偿器、角向型补偿器及压力平衡型波纹管补偿器。
编辑本段金属波纹管补偿器的使用条件分析
  金属波纹管补偿器的设计、制造、安装和运行管理等多个环节组成。因此可靠性也应该从几方面考虑。选择在波纹管在供热管网选择使用的材料,除了它的工作效率,也应考虑它的介质、工作温度和外部环境,我们也必须考虑到的应力腐蚀,水处理剂,清洗管道的可能性影响材料,并在此基础上,与波纹管材料,焊接,成型,材料成本和性能,指出了材料的经济和实际生产优化波纹管。
  在正常情况下,用波纹管材料应当符合下列条件:
  (1)高弹性极限,抗拉强度和疲劳强度,以确保波纹管工作。
  (2)良好的可塑性,以方便波纹管成型加工,并通过随后的处理过程(加工硬化,热处理等),以获得足够的硬度和强度。
  (3)良好的耐腐蚀性能,以满足波纹管的工作在不同的环境要求。
  (4)良好的焊接性能,以满足在焊接工艺要求生产过程中波纹管。对于沟敷设热管网,当在低洼管道,雨或意外的污水将被浸泡波纹管补偿器,应考虑如铁更耐腐蚀的材料,选择镍合金,高镍合金等等。由于这种材料价格上涨的波纹管制造,我们可以考虑一个额外
的腐蚀层表面耐磨合金只在接触腐蚀介质。波纹管疲劳寿命的类型和失败的原因分析设计的补偿可以看到,这架飞机波纹管的稳定性,稳定和腐蚀周两对位移量是与抗疲劳寿命。过低会导致下的稳定性和抗腐蚀金属波纹管疲劳寿命
波纹补偿器连接方式
  波纹补偿器连接方式分为法兰连接和焊接两种。直埋断纸机管道补偿器一般采用焊接方式(地沟安装除外)
管道的热变形计算
  计算公式:X=a·L·△T
  x 管道膨胀量
  a为线膨胀系数,取0.0133mm/m
  L补偿管线(所需补偿管道固定支座间的距离)长度
  △T为温差(介质温度-安装时环境温度)
补偿器安装和使用要求
  1、补偿器在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况,必须符合设计要求。
  2、对带内套筒的补偿器应注意使内套筒子的方向与介质流动方向一致,铰链型补偿器的铰链转动平面应与位移转动平面一致。
  3、需要进行冷紧的补偿器,预变形所用的辅助构件应在管路安装完毕后方可拆除。
  4、严禁用波纹补偿器变形的方法来调整管道的安装超差,以免影响补偿器的正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件的载荷。
  5、安装过程中,不允许焊渣飞溅到波壳表面,不允许波壳受到其它机械损伤。
  6、管系安装完毕后,应尽快拆除波纹补偿器上用作安装运输的黄辅助定位构件及紧固件,并按设计要求将限位装置调到规定位置,使管系在环境条件下有充分的补偿能力。
  7、补偿器所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围,应保证各活动部位的正常动作。
  8、水压试验时,应对装有补偿器管路端部的次固定管架进行加固,使管路不发生移动或转动。对用于气体介质的补偿器及其连接管路,要注意充水时是否需要增设临时支架。水压试验用水清洗液的96氯离子含量不超过25PPM
  9、水压试验结束后,应尽快排波壳中的积水,并迅速将波壳内表面吹干。
  10、与补偿器波纹管接触的保温材料应不含氯
补偿器的选型
  波纹管补偿器它是以波纹管为核心的扰性元件,在管线上可作轴向、横向和角向三个方向的补偿。轴向象补偿器为了减少介质的自激现象,在产品内部设有内套管,在很大程度上限制了径向补偿能力,故一般仅用以吸收或补偿管道的轴向位移(如果管系中确需少量的径向位移,也可以吸收轴向、角向和任意三个方向位移的组合;铰链补偿器(也称角向补偿器),它以两个或三个补偿器配套使用(单个使用铰链补偿器没有补偿能力),用以吸收单平面内的横向变形;万向铰链(角向)补偿器,由两个或三个配套使用,可吸收三维方向的变形量。
非金属柔性补偿器
  非金属柔性补偿器:也称非金属膨胀节、非金属织物补偿器,可补偿轴向、横向、角向,具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点,特别适用于热风管道及烟尘管道。无骨花灯
非金属柔性补偿器连接方式
  1、法兰连接
  2、接管连接
非金属柔性补偿器的特点
  1、补偿热膨胀:可以补偿多方向,大大优于只能单式补偿的金属补偿器。
  2厚涂型防火涂料、补偿安装误差:由于管道连接过程中,系统误差再所难免,纤维补偿器较好的补偿了安装误差。
  3、消声减振:纤维织物、保温棉体本身具有吸声、隔震动传递的功能,能有效的减少锅炉、风机等系统的噪声和震动。
  4、无反推力:由于主体材料为纤维织物,无力的传递。用纤维补偿器可简化设计,避免使用大的支座,节省大量的材料和劳动力。
  圆珠笔尖5、良好的耐高温、耐腐蚀性:选用的氟塑料、有机硅材料具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。
集束天线  6、密封性能好:有比较完善的生产装配系统,纤维补偿器可保证无泄露。
  7、体轻、结构简单、安装维修方便。
8、价格低于金属补偿器、质量优于进口产品。
波纹管补偿器疲劳测试
  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。
  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。
  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。

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