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认识四氟补偿器膨胀节及其支架的选择

发表时间:2019-06-29 【

        设计管路系统中的支架,是保证波纹管膨胀节正常发挥作用的条件,不同类型的波纹管膨胀节,对于管系的支架有不同的要求。 波纹管膨胀节道系统中的支架的分类:主固定支架,次固定支架,导向支架。

1、膨胀节主固定支架(Main Anchor

        主固定支架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,以及由可调导向支架、定向导向支架所产生的摩擦力,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,在下述情况下须设置主固定支架:

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、次固定支架(I anchor

        次固定支架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,次固定支架通常是为了把两个固定支架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,四氟补偿器以保证波纹管膨胀节能够正常工作。

3、导向支架(Guide anchor)

        在管路中设置导向支架,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,一般的导向支架设计强度按10%-15%的管道内介质压力推力考虑。在轴向位移的管段上,导向支架只允许轴向位移而限制其它方向的位移,这种支架称为一般导向支架,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,以允许幅度的横向位移和偏转,这种导向支架称为平面导向支架。

4.导向支架间距

        在只有轴向位移的场合,导向支架的间距可如下设置:一般推荐,使膨胀节靠近一个固定支架,第一个导向支架与膨胀节波纹管端面的间距不超过管径的4倍。这种布置方式既可以使位移得到正确的导向,又可使膨胀的两端得到适当的支承。第二个导向支架与第一个导向支架的间距不超过管径的14倍。

补偿器设计选择是热网中六大技术关键之一,四氟补偿器也是直埋管道热网事故多发所在,是管系中薄弱环节。设计选择须坚持:

1)结构科学,技术成熟;

2)材质保证,工艺严谨;

3)参数正确(压力、温度、位移量、许用疲劳寿命、预变形等)设计无误;

4)检验规范,可靠;

5)防腐保温,质量确保。

再加上正确安装,合理的操作,就会减少由补偿器给赢8国际网址带来的事故隐患。



.膨胀节的许用疲劳寿命

        补偿器中的波纹管件是在材料的高应力状态下工作,每一次变化都不能恢复其原来的自由长度而留有残余变形,往复循环,残余变形累计到某个程度,波纹管就会发生破坏,而破坏的循环次数称之为补偿器的疲劳寿命Nc。实际应用时,取保险系数nf(倍数)。补偿器的许用疲劳寿命[N]为 N]=Nc/nf nf一般为1015, 由于有些厂家设计选取nf值不同,实际补偿器[N]也大不相同,相差甚大。行标“城镇供热预制蒸汽保温管技术规程”中,要求管道寿命25年以上,实际直埋管道,由于使用负荷变化,操作频率大,昼夜用量不均,这就要求制造厂家,提供的产品[N]1000次以上。

.膨胀节(补偿器)补偿量的确定

        综上所述,膨胀节的补偿量相对不是一个定数,工作温度影响压力,同时也影响位移量。这 就要求赢8国际网址设计时,须通盘考虑许用疲劳寿命(次)、保险系数、实际的工作温度、压力和补偿器可提供的位移(补偿量)。建议,依照CJJ34-2002J216-2002)设计规范[10]要求,蒸汽直埋保温管道补偿器宜按:通常工作压力/公称压力=0.75,通常工作位移/额定位移=0.70,来选择补偿器,才能确保超常规裕度,使城镇供热管网压力管道寿命在25年以上,点应力循环次数在7000次水平。

.热网工程中波纹膨胀节损坏的事故分析

        波纹膨胀节是典型低频疲劳部件(即频率<105),其波峰和波谷处于塑性高应力范围内,极易在较低的循环次数下发生疲劳破坏而失效。蒸汽直埋管道在输送介质、气流脉冲、阀门开启、封关、分支节点、弯管阻力变化,特别是管道的汽水冲击——水锤,使之管道发生变频震动。波纹破坏的主要原因是疲劳破坏,腐蚀破坏以及扭曲破坏:

1)水质处理不好,蒸汽中含有Cl离子,造成不锈钢波纹点蚀或晶格腐蚀;

2)输送介质高压蒸汽,线速υ>30m/s以上,在三通、弯头、阀门处形成湍流,使之补偿器原设计的导流筒低频大幅震动而破坏,特别是大口径,大补偿量导流筒L>460mm以上更易发生导流筒疲劳断裂,吹掉;

3)设计或操作失误,造成汽水冲击,爆破性水锤,严重打(震)破波纹管元件;

4)大口径螺旋管道,因其内应力没消除,使之恢复应力造成波纹节扭曲破坏;

5)安装偏转,固定墩发生滑移,应力失去平衡,也是造成波纹元件扭转(曲)变形破坏的原因之一。

上述几点,赢8国际网址须在设计、安装、制造、操作中注意防范。