膨胀节的类型和构造

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膨胀节参考文档

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分类-膨胀节-金属膨-非金属-波纹管-套筒式-橡胶风道-弯管式-纤维织物
①弯管式膨胀节-将管子弯成U形或其他形体,也称-金属膨胀节-涨力弯。是利用形体的弹性变形能-力进行补偿的弯 式膨胀节一种膨-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 胀节-广泛用于各种蒸汽管道和长管道上
风道橡胶补偿器-非金属膨服节
1、橡胶和纤维织物具有良好的反复位移(变-化还原性,能在较小尺寸范围内提供较大-的多维方向补偿,能较好的消 各种管道安-装连接时产生的多向误差-·2、橡胶和纤维织具有优越的吸声隔震功能-,能有效的减少和消除锅炉、风 等系统品-声和震动的传递。-3、橡胶和纤维织无力的传递损耗,减少了-设计程序,无需增加其它辅助设施。-4、 胶和纤维织及隔热材料具有较高耐热-和耐腐蚀性能,永不生锈,减少维修费用。-5、橡胶和纤维织具有优异的气密性 柔顺-性、能保证输送介质无泄漏和反复位移后恢-复原状。
三-1一站奇-2一皮政管-留1-单1可型多装-1一端管-2一副较链极3一销轴-d一被纹管5一主较链乾:6一 极-暂2单式权硅型串张情-1一留的-之一立极3一敏碰极4一精辅5一万向环-图3前式厅向故随型脑民节
原理-,利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形-以吸收管线、导管、容器等由热胀冷-缩等原因而产生的尺寸变化,或 偿管-线、导管、容器等的轴向、横向和角向-位移。-也可用于降噪减振、供热上,为了防止-供热管道升温时,由于 伸长或温度应-力而引起管道变形或破坏,需要在管道-上设置补偿器,以补偿管道的热伸长,-从而减小管壁的应力和 用在阀件或支-架结构上的作用力。↓
·几类典型的套筒式膨胀节-金属膨服节套筒式膨联节-无推力Байду номын сангаас筒式补偿器

金属波纹膨胀节

金属波纹膨胀节

膨胀节一、名词解释膨胀节又称补偿器,伸缩节器;是现代管道工程系统不可缺少的重要环节;适用于各行各业,只要有管道的地方就有膨胀节,如:石化、仪表、航天、化工、电力、水泥、冶金,钢厂,建筑,制药,供热,市政工程,天然气等;二、膨胀节的作用管道系统在停机和开机两种不同状态下,会因温度变化,造成管道的热膨胀或冷收缩;如果这些膨胀和收缩得不到补偿消除或平衡,就会造成系统的严重损坏,使系统不能正常工作;膨胀节就是用来吸收这些膨胀和冷收缩的;三、产品分类1、按材质分:金属膨胀节/非金属膨胀节2、按形状分:圆形膨胀节/矩形膨胀节3、按有无约束分:有约束膨胀节/无约束膨胀节解释:有约束就是膨胀节自身能够吸收内压推力也叫盲板力,无约束就是膨胀节的内压推力也叫盲板力由固定支架来吸收4、按形式分:单式膨胀节/复式膨胀节例如:单式铰链型膨胀节/复式铰链型膨胀节/单式万向铰链型膨胀节/复式万向铰链型膨胀节/复式大拉杆型膨胀节/弯管压力平衡型膨胀节/直管压力平衡型膨胀节/旁通直管压力平衡型膨胀节/单式内压式轴向型膨胀节/复式自由型膨胀节/外压轴向型膨胀节……四、产品图纸展五、产品构造1、金属圆形波纹膨胀节波纹膨胀节的组成:由一个或几个波纹管及结构件组成,结构件包含接管也称筒节或端管,法兰,耳板,环板,装运拉杆,承力拉杆,销轴,铰链板,万向环,螺母等等2、金属矩形波纹膨胀节同金属圆形波纹膨胀节六、金属波纹管材质1.金属波纹管的材质有:不锈钢/碳钢/铝/铜/钛材/哈氏合金2.结构件的材质由不锈钢/碳钢/合金钢/铝/铜/钛材/哈氏合金注:膨胀节的执行标准金属波纹管膨胀节通用技术条件,简称GB/T12777-2008替代GB/T12777-1999最早版本1991是参照美国膨胀节制造商协会EJMAStandards of the Expansion Joint Manufactures Association这个标准制定的;膨胀节最关键的参数:通径也叫公称直径,管径厚度,单位为mm 压力单位为MPa或者公斤力1MPa=10公斤力,简单说1MPa=10kgf/cm²10公斤力,温度,介质,产品长度 mm,位移量也叫补偿量mm膨胀节的主体材料波纹管材料由不锈钢/碳钢/铝/铜/钛材/哈氏合金等组成,最常用的有如下:不锈钢的分类:七、膨胀节的型号表示方法膨胀节型号表示实例如下:设计压力为,公称通径为1000mm,设计轴向位移为205mm,端部连接为焊接型式,波纹管为无加强U形的外压单式轴向型膨胀节,其型号表示为:;设计压力为,公称通径为800mm,设计轴向位移设计横向位移为零时为35mm,设计横向位移设计轴向位移为零时为10mm,端部连接为法兰型式,波纹管为∩形的弯管压力平衡型膨胀节,在承制方的产品样本中其型号表示为:10.八、选购方法1.管道压力、通径管道的通径也称直径2.管道设置情况分架空管道、直埋管道3.所需管道伸缩节的伸缩量也称补偿量或位移量分轴向位移,横向位移,角向位移或三个方向位移的任意组合4.管道与伸缩节的连接方式分为法兰连接、焊接两种方式5.介质、介质温度也可问一下是什么型式的膨胀节九、膨胀节设计需要搜集的资料1.膨胀节类别:目前膨胀节是金属非金属2.3.膨胀节所在的部位:4.膨胀节的主要参数:A.管道缺口多长B.管道缺口横截面尺寸:长宽C.运行时,两个管道相互错位位移是多少5.此处管道中流过的介质是其温度是多少6.7.要求膨胀节承受多大压力8.安装膨胀节的管道缺口部位,离管道外壁有多大空间要四周有哪些障碍外物影响膨胀节的安装9.10.离地面高度11.膨胀节安装在室内还是室外,环境温度怎么样12.13.安装膨胀节的管道是水平的还是垂直的14.安装膨胀节的管道上支架是如何布置的。

什么是膨胀节

什么是膨胀节

什么是膨胀节概述膨胀节是一种常见于输送和储存液体、气体、蒸汽等介质的设备和管道上的补偿器件。

它的作用是在介质温度、压力发生变化时,能够自动地吸收、补偿、抵消管道或设备上因温度、压力变化而引起的热膨胀、冷缩、振动、位移、变形等因素,保证管道、设备的正常运行,避免因应力过大而引起管道或设备的破裂。

膨胀节的分类膨胀节根据不同的分类标准,可以分为不同的类型。

按照结构形式分类,膨胀节主要分为以下几类:弹簧膨胀节弹簧膨胀节是由一系列的弹簧组成的,具有较好的弹性和变形能力。

它适用于小口径的管道,可以补偿一定的伸缩量和位移。

波纹管膨胀节波纹管膨胀节是采用金属波纹管制成的,具有较好的耐腐蚀性和抗疲劳性,适用于管道中介质的膨胀和压力的变化。

橡胶膨胀节橡胶膨胀节是由橡胶材料制成的,具有较好的耐化、耐磨、耐腐蚀性,适用于弱腐蚀性介质的灵活连接。

不锈钢膨胀节不锈钢膨胀节具有较好的耐腐蚀性和耐高温性,适用于高温膨胀和高压力介质的补偿。

铸铁膨胀节铸铁膨胀节适用于较大的管径,并具有很高的刚度、抗压强度和耐磨性。

其他类型的膨胀节还有一些特殊材料制成的膨胀节,适用于具有特殊工艺要求的管道和设备上。

例如PTFE材料的膨胀节适用于强腐蚀性介质。

膨胀节的工作原理膨胀节可以自由地伸缩变形,由于其内部填充了介质,所以在介质压力、温度变化时,可以吸收产生的伸缩、变形。

膨胀节的伸缩变形可以分为横向伸缩变形和轴向伸缩变形两种。

横向伸缩变形横向伸缩变形是指膨胀节在施加外力或介质温度变化等因素作用下,以膨胀节的内径为轴心所产生的位移。

这种变形发生在弹簧膨胀节、波纹管膨胀节和橡胶膨胀节中较为常见。

轴向伸缩变形轴向伸缩变形是指膨胀节在施加外力或介质温度变化等因素作用下,以膨胀节的长度为轴心所产生的位移。

这种变形发生在不锈钢膨胀节、铸铁膨胀节和其他材料制成的膨胀节中较为常见。

膨胀节的应用膨胀节广泛应用于许多领域,如石化、电力、造纸、冶金、环保等,它们的性能和特点不同,适用的介质和工况也有所区别。

膨胀节

膨胀节

膨胀节分类:一.金属膨胀节①弯管式膨胀节将管子弯成U形或其他形体(图1),也称涨力弯。

是利用形体的弹性变形能力进行补偿的。

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。

②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。

它能沿管道轴线方向伸缩,也允许少量弯曲。

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,在与它连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。

目前,波纹管膨胀节可用在最高压力6.0兆帕的管系中。

③套筒式膨胀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。

产品主要有套筒(芯管),外壳,密封材料等组成.用于补偿管道的轴向伸缩及任意角度的轴向转动.具有体积小补偿量大的特点适用于热水、蒸气、油脂类介质,通过滑动套筒对外套筒的滑移运动,达到热膨胀的补偿。

套筒式补偿器的内套筒与管道连接,采用高性能自压式动密封的原理与结构,它可以随着管道的伸缩在外壳内进行自由滑动,能适应任何管道的密封要求.外壳与内套筒之间采用新型合成材料密封,能耐高温,防腐蚀抗老化,适用温度-40至150,特殊情况下可达350.既能保证轴向滑动,又能保证管内介质不泄漏。

二.非金属膨胀节①橡胶风道膨胀节风道橡胶补偿器分为FDZ、FVB、FUB、XB四种型号,由橡胶和橡胶一纤维织物复合材料、钢制法兰、套筒、保温隔热材料组成,主要用于各种风机、风管之间的柔性连接,其功能是减震、降噪、密封、耐介质、便于位移和安装,是环境保护领域中一种极为理想的减震、降噪、消烟除尘的最佳配套件。

波纹管膨胀节分类

波纹管膨胀节分类

波纹管膨胀节是一种用于管道系统中的补偿装置,用于吸收由温度变化、振动和管道位移等原因引起的热应力和机械应力。

根据不同的结构和功能,波纹管膨胀节可以分为以下几类:
1. 压缩型膨胀节:压缩型膨胀节可以吸收管道系统中的压缩变形。

它通常由波纹管和法兰组成,当管道受到压缩力时,波纹管可以压缩和伸展,从而吸收压缩变形。

2. 伸缩型膨胀节:伸缩型膨胀节可以吸收管道系统中的伸长变形。

它通常由波纹管、伸缩节和法兰组成,当管道受到伸长力时,伸缩节可以伸缩和收缩,从而吸收伸长变形。

3. 角度型膨胀节:角度型膨胀节可以吸收管道系统中的角度偏差。

它通常由波纹管、角度节和法兰组成,当管道发生角度偏差时,角度节可以弯曲和扭转,从而吸收角度变形。

4. 侧向型膨胀节:侧向型膨胀节可以吸收管道系统中的侧向位移。

它通常由波纹管、侧向节和法兰组成,当管道发生侧向位移时,侧向节可以侧向移动,从而吸收侧向位移。

5. 多功能型膨胀节:多功能型膨胀节结合了以上几种类型的功能,具有更广泛的应用范围和更强的补偿能力。

需要注意的是,不同类型的波纹管膨胀节适用于不同的管道系统和工程需求。

在选择和使用波纹管膨胀节时,需要根据实际情况和设计要求进行选择,并确保其符合相关的标准和规范。

此外,波纹管膨胀节的安装和维护也需要按照相关的操作规程进行,以确保其正常运行和安全性能。

膨胀节的类型和构造

膨胀节的类型和构造

膨胀节的类型和构造一、波纹膨胀节的类型波纹管配备相应的构件,形成具有各种不同补偿功能的波纹膨胀节。

按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型。

轴向型:普通轴向型、抗弯型、外压型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。

横向型:单向横向型、万向铰链横向型、大拉杆横向型、小拉杆横向型。

角向型:单向角向型、万向角向型。

以上是基本分类,每类都具备共同的功能。

在一些特定情况还可以有特殊功能,如耐腐蚀型、耐高温型。

按特定场合的不同,分为催化裂化装置用、高炉烟道用。

按用于不同介质分为:热风用、烟气用、蒸汽用等。

二、波纹膨胀节的结构1、轴向型波纹膨胀节(1)普通抽向型:是最基本的轴向膨胀节结构。

其中支撑螺母和预拉杆的作用是支撑膨胀节达到最大额定拉伸长度和到现场安装时调整安装长度(冷紧)。

如果补偿量较大,可用两节,甚至三节波纹管。

使用多节时,要增加抗失稳的导向限位杆。

(2)抗弯型:增加了外抗弯套筒,使整体具有抗弯能力。

这样可以不受支座的设置必须受4D、14D的约束,支架的设置可以将这段按刚性管道考虑。

(3)外压型:这种结构使波纹管外部受压,内部通大气。

外壳必须是密闭的容器,它的特点是:1)波纹管受外压不发生柱失稳,可以用多波,实现大补偿量。

2)波纹内不含杂污物及水,停气时冷凝水不存波纹内可从排污阀排掉不怕冷冻。

3)结构稍改进也具有抗弯能力。

(4)直埋型:它的外壳起到井的作用,把膨胀节保护起来.密封结构防止土及水进入。

实际产品分防土型和防土防水型。

对膨胀节的特殊要求是必须与管道同寿命。

(5)一次性直理型:它的使用是装在管线上后整个管线加热升温到管线的设计温度范围的中间温度,管线伸长,波纹管被压缩,两个套筒滑动靠近,然后把它们焊死,再由检压孔打压检验焊缝不漏即可。

它的特点是:1)焊死后波纹管再不起作用,它的寿命一次就够。

2)波纹管的设计压力按施工加热的压力设计。

材质用普通碳钢。

2、横向型波纹膨胀节(1)单向横向型:它只能在垂直于铰链轴的平面内弯曲变形。

膨胀节的分类

膨胀节的分类

2 单式轴向型波纹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。

因为结构简单,制造成本低,所以这是所有膨胀节中价格最为便宜的一种,对于管道口径小,固定支座易于设置的管线,应优先采用这一种。

但它不能承受压力推力,所以在选用它时,一定要正确计算压力推力,并正确地设置固定支座。

对于大口径管线尽管压力低,但压力推力也大得惊人,所以一定要设置好固定支座和滑动支座。

3 外压单式轴向波纹膨胀节由承受外压的波纹管、外管和端环等构件组成,只用于吸收轴向位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节。

当所需要的轴向位移较大,采用内压轴向膨胀节因存在柱失稳问题而受限时,可考虑采用外压膨胀节,其特点是不存在柱失稳问题且轴向补偿量大。

膨胀节工作时,波纹管受拉,而不是受压。

4 压力平衡式波纹膨胀节由一个工作波纹管或中间管所连接的两个工作波纹管和一个平衡波纹管及弯头或三通、封头拉杆、端板和球面与锥面垫圈等结构件组成。

主要用于吸收轴向与横向组合位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节。

当波纹管压力推力很大,所需的固定支座不便于设置时,以及与之相连的管道或设备不允许承受内压推力时,应考虑选用这种型式的波纹膨胀节。

弯管压力平衡式膨胀节可用于消除作用在泵、压缩机、汽轮机等设备上的载荷。

在需要轴向补偿时,由于管线架空或两容器之间的直管段距离较短,设置固定支架困难或不经济时,这时应考虑使用直管压力平衡式波纹膨胀节。

为使弯管压力平衡式膨胀节正常工作,在选型时要注意:连杆所承受的压力推力一定要大于使膨胀节产生轴向位移所需要的力。

否则不宜选用此类膨胀节。

5 大拉杆横向波纹膨胀节由中间管连接的两个几何参数和波数相同的波纹管及拉杆、端板组成的挠性部件。

主要用于补偿单平面或多平面弯曲管段的横向位移。

适用于"L"型和"Z"型管系。

由于拉杆能承受压力推力和其他附加外力的作用,膨胀节自身吸收内压推力,不会对管道产生外力,因此膨胀节两端的管道可使用中间固定支架或导向支架,降低施工成本,提高施工效率。

热力管道膨胀节

热力管道膨胀节

热力管道膨胀节1. 介绍热力管道膨胀节是一种用于热力管道系统中的重要设备。

它具有吸收热力管道热胀冷缩引起的变形和应力的功能。

本文将详细探讨热力管道膨胀节的定义、分类、结构、工作原理以及在实际应用中的重要性。

2. 热力管道膨胀节的定义热力管道膨胀节,也称作热胀冷缩节,是一种用于热力管道系统中的补偿器件。

它可以吸收管道由于热胀冷缩引起的体积变化和应力,以保证整个管道系统的安全运行。

3. 热力管道膨胀节的分类根据不同的结构和使用方式,热力管道膨胀节可以分为以下几类:3.1 管式膨胀节管式膨胀节是由柔性金属管和法兰组成的补偿器件。

它通过柔性金属管的变形来吸收管道的热胀冷缩。

3.2 弯头膨胀节弯头膨胀节是一种可以在多个平面上自由变形的补偿器件。

它适用于弯头处的热胀冷缩补偿。

3.3 挠性膨胀节挠性膨胀节由多个片状或环状的薄板组成。

它通过薄板的变形来吸收管道的热胀冷缩。

3.4 缠绕式膨胀节缠绕式膨胀节由多层金属带和软连接件组成。

它通过金属带的扭转来吸收管道的热胀冷缩。

4. 热力管道膨胀节的结构热力管道膨胀节的结构主要由以下部分组成:4.1 主体热力管道膨胀节的主体部分通常是由金属材料制成,如碳钢或不锈钢。

主体的形状和尺寸根据具体的应用需求而定。

4.2 连接部件连接部件用于连接热力管道膨胀节与管道系统。

常见的连接方式有法兰连接和焊接连接。

4.3 导向装置导向装置用于限制热力管道膨胀节在长度方向的移动,并保证其正常的工作。

4.4 补偿装置补偿装置是热力管道膨胀节的关键部件,它可以吸收管道的热胀冷缩。

常见的补偿装置包括金属波纹管、波纹管组和膨胀节波纹管。

5. 热力管道膨胀节的工作原理热力管道膨胀节的工作原理基于热胀冷缩的特性。

当管道受热胀冷缩作用时,膨胀节通过其柔性结构的变形来吸收管道的变形和应力,从而保证整个管道系统的安全运行。

6. 热力管道膨胀节在实际应用中的重要性热力管道膨胀节在热力管道系统中具有重要的作用,主要体现在以下几个方面:6.1 补偿热胀冷缩热力管道膨胀节可以有效地补偿管道由于热胀冷缩而引起的变形和应力,从而避免了管道破裂和泄漏等安全问题的发生。

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膨胀节的类型和构造一、波纹膨胀节的类型波纹管配备相应的构件,形成具有各种不同补偿功能的波纹膨胀节。

按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型。

轴向型:普通轴向型、抗弯型、外压型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。

横向型:单向横向型、万向铰链横向型、大拉杆横向型、小拉杆横向型。

角向型:单向角向型、万向角向型。

以上是基本分类,每类都具备共同的功能。

在一些特定情况还可以有特殊功能,如耐腐蚀型、耐高温型。

按特定场合的不同,分为催化裂化装置用、高炉烟道用。

按用于不同介质分为:热风用、烟气用、蒸汽用等。

二、波纹膨胀节的结构1、轴向型波纹膨胀节(1)普通抽向型:是最基本的轴向膨胀节结构。

其中支撑螺母和预拉杆的作用是支撑膨胀节达到最大额定拉伸长度和到现场安装时调整安装长度(冷紧)。

如果补偿量较大,可用两节,甚至三节波纹管。

使用多节时,要增加抗失稳的导向限位杆。

(2)抗弯型:增加了外抗弯套筒,使整体具有抗弯能力。

这样可以不受支座的设置必须受4D、14D的约束,支架的设置可以将这段按刚性管道考虑。

(3)外压型:这种结构使波纹管外部受压,内部通大气。

外壳必须是密闭的容器,它的特点是:1)波纹管受外压不发生柱失稳,可以用多波,实现大补偿量。

2)波纹内不含杂污物及水,停气时冷凝水不存波纹内可从排污阀排掉不怕冷冻。

3)结构稍改进也具有抗弯能力。

(4)直埋型:它的外壳起到井的作用,把膨胀节保护起来.密封结构防止土及水进入。

实际产品分防土型和防土防水型。

对膨胀节的特殊要求是必须与管道同寿命。

(5)一次性直理型:它的使用是装在管线上后整个管线加热升温到管线的设计温度范围的中间温度,管线伸长,波纹管被压缩,两个套筒滑动靠近,然后把它们焊死,再由检压孔打压检验焊缝不漏即可。

它的特点是:1)焊死后波纹管再不起作用,它的寿命一次就够。

2)波纹管的设计压力按施工加热的压力设计。

材质用普通碳钢。

2、横向型波纹膨胀节(1)单向横向型:它只能在垂直于铰链轴的平面内弯曲变形。

(2)万向横向型:它可以对不在一个平面内的空间管道进行各方向的补偿变形。

(3)大拉杆横向型:它属于万向横向型,除了可以承受较大的横向变形,还能吸收中间长接管的热变形。

如果不需要用拉杆平衡内压的推力,它还可以补偿来自管线的轴向变形,即所谓“万能膨胀节”。

由干弯曲和轴向变形同时发生且轴向变形由两个波纹管均担,则要求它们的变形量要在膨胀节结构上给以限位,以便均匀分配各波纹管的变形量,使其各自的变形量都小超过额定值。

(4)小拉杆横向型:在需要由拉杆平衡内压推力时,它可以进行横向和自身热变形补偿。

如不需拉杆平衡内压推力,它可以承受轴向补偿,这也是万能膨胀节的一种。

横向膨胀节具有下列优点:1)能进行大位移补偿。

2)内压引起的轴向力由自身的拉杆及铰链平衡,使它的支架成为次固定支架,降低支架的造价。

3)拉杆横向式还具有吸收轴向变形的能力,在变形较复杂的管线上可以发挥它的作用。

4)它更大的优点是由子在结构上受拉杆及铰链的保护,对管道的安装误差甚至事故不像轴向膨胀节那样敏感,有时即使有管道事故也不致损坏膨胀节。

在管系设计中如果可能尽量用横向型膨胀节。

3.角向型波纹膨胀节(1)单向角向型:它只能弯曲变形,形成角位移。

内压推力由铰链承受。

(2)万向角向型:万向角向型波纹膨胀节特点是采用万向铰链,可以在过轴线的任何平面内弯曲。

角向型一般由两个或三个组合使用补偿线位移。

4.力平衡型波纹膨胀节波纹膨胀节内压推力比较大,易对相连的设备产生不良影响。

力平衡型膨胀节通过自身结构使内压引起的推力保持平衡.而不作用或很少作用于相连的设备,且能保持本身的轴向补偿功能。

(1)直管力平衡型:它由两个工作波纹管,一个平衡波纹管及端板、平衡拉杆组成。

其中的关键是平衡波纹管的有效面积必须是工作波纹管有效面积的两倍,这样工作波纹管内压引起的向外侧的轴向推力通过平衡拉杆被平衡波纹管因内压引起的相反方向的推力所抵消,而无轴向推力输出,管道或设备不再受力在正常的补偿过程中,它自身的力平衡关系不变。

(2)弯管力平衡型:这是用于管道转弯处进行轴向、横向或两者组合补偿。

由工作波纹管和平衡波纹管及平衡拉杆、弯头组成。

平衡波纹管的有效面积必须与工作波纹管的有效面积相等,则内压引起的轴向推力正好方向相反,大小相等。

通过拉杆相抵消。

横向位移校大时可用两个工作波纹管,如横向位移和轴向位移都比较小,可用一个工作波纹管。

(3)其它力平衡型:由于发展的需要,开发了适合于在不同情况下使用的各种力平衡式波纹膨胀节。

一般都是根据内压自身平衡的原理按特殊要求设计的。

常见类型如:1)套叠直管压力平衡型膨胀节2)外压浮筒式膨胀节3)内联式直管压力平衡式膨胀节4)内压并联型膨胀节5)旁管力平衡式膨胀节力平衡型膨胀节主要用于设备之间或不适于设置固定支座的场合。

而不适合用在需要很多膨胀节的长管线上。

因它的造价很高,是相同使用参数的普通轴向膨胀节的四倍以上。

力平衡型和普通轴向型膨胀节不能在同一管线上串联使用,否则平衡型和普通轴向型之间的支架将变成主固定支架,力平衡变得无意义。

强调这点是因为曾经出现过对力平衡型膨胀节的错误理解和使用。

5.特殊结构的波纹膨胀节(1)带隔热层:在导流筒和波纹管之间加绝热材料层。

在绝热材料和波纹之间的气体是死区,与在导流简内流动的高温介质几乎隔绝。

高温介质的热量只能通过绝热层传给波纹管,热传导缓慢。

波纹管外面是大气温度,大气被加热自然形成对流,起散热作用,也可用人工强化对流。

通过设计不同厚度的绝热层,可以控制波纹管的温度,使其不超过波纹管材料的允许使用温度。

根据介质温度的高低选用不同类型的绝热材料。

绝热材料起隔热作用,也可用由外部通入高于管道的介质压力的蒸汽或空气代替,导流筒端部与端管之间配合间隙相对要小些。

由于连续通人气体,在导流筒端部与端管之间的间隙不断喷出气体到管道内,使高温介质不能进入导流筒和波纹之间,波纹管的实际温度不会高于汽或气的温度。

(2)带加强环:在U型波纹的波谷加刚性圆截面的圆环,能提高抗柱失稳和平面失稳的能力,从而提高耐压能力。

工作压力在2.5MPa以上时应用加强环比较合适,加强环截面可以是实心圆.也可以是空心圆环。

如果采用加稳定环措施,其抗失稳能力更强。

(3)焊接结构:波纹管由焊接而成。

特点是刚度小、补偿量大、轴向尺寸小。

缺点是耐压强度低。

为提高耐压也可以焊成多层。

此外,其上艺技术要求高,成本高,它只适合在特殊场合使用。

(4)矩形:它用于低压、通风矩形管道。

它的工作跟圆形波纹膨胀节相同,有轴向、角向、横向及它们的组合。

波形一般为U 型和V 型。

它的拐角结构型式常见的有三种,其中以圆弧转角受力状态较好。

膨胀节的计算与设计一、膨胀节的分类和特点波纹膨胀节的主要元件是波纹管,利用波纹管易于伸缩变形而起补偿作用。

按波纹管横截面可分为U形、Ω形、S形、V形等波纹膨胀节。

U形波纹管工艺性好,便于加工,耐压能力和补偿能力较好,无增强U 型波纹管一般适用于压力2.5MPa以下场合。

目前,波纹膨胀节绝大多数采用U形波纹管。

Ω形波纹管工艺性一般,采用加强环在波谷处加强,适用于压力和温度较高的场合,但补偿能力较差。

S形波纹管工艺性较差,制造比较复杂,但不易产生应力集中,波纹管受力状态较好。

在既要耐压高,又要求较大位移时,可采用S形波纹管。

V形波纹管补偿能力强,可用以吸收超大伸缩,但边角应力较集中,耐压能力差。

波纹膨胀节按波纹管层数可分为单层多层波纹膨胀节。

单层波纹管由一层管壁组成,容易制造,但补偿能力一般。

多层波纹管由多层管壁组成,如同多个薄片弹簧,因而刚度小。

与单层波纹管相比,在总的管壁厚度和波形相同条件下,多层波纹管容易变形,补偿能力大。

变形所产生的应力较小,疲劳寿命高。

因此,它可满足大补偿量与高压力冲击的要求(单层波纹管要求管壁薄,波纹深;多层波纹管要求管璧厚,波纹浅)在一定的工作条件下,即一定的压力、补偿量与疲劳寿命下,多层波纹管比单层波纹管外径较小,长度较短。

使得多层波纹膨胀节结构紧凑,可节省材料,制造时成形容易。

由于波高小,设置外套筒保护容易,安装支撑和间隔方便。

当波纹膨胀节用于腐蚀环境时,多层波纹管只需在内、外层用耐腐蚀材料制造,因而可节省贵重金属。

有时为了防腐,内、外层可用较大板厚的材料制造。

此外,如果管壁内层由于某一原因,如腐蚀、缺陷、疲劳、安装等而出现裂纹,虽然内层已经泄漏,但其它层仍能起密封作用,这样多层波纹膨胀节不易出现突发性破坏,可延长检修周期。

由于多层波纹膨胀节具有良好的性能,因此在国外已经有了较大的发展。

例如美国,日本、德国、英国、前苏联等国家,均已设计、制造与使用。

国外制造的多层波纹膨胀节产品,直径已超过4m。

美国膨胀节制造商协会标准已将多层波纹膨胀节列入标准。

在我国,多层波纹膨胀节也得到了很大的发展,大多数生产厂家采用了多层结构。

由于现在国内生产和使用的波纹膨胀节绝大多数都采用U形,下面所谈的主要是U形波纹膨胀节。

二、膨胀节的几种主要计算方法波纹管的设计计算是一个复杂的弹性力学间题,而且随着波纹膨胀节在管道、设备、装置上日益广泛应用,波纹管的变形不再局限于弹性变形,而且有很大的塑性变形,仅用弹性力学的理论来分析将会产生较大误差。

由于波纹管是一个复杂的壳体,其工艺过程及使用条件对性能又有很大的影响,故不可能提出能适应各种条件的工程上实用的计算公式。

近些年来,人们作过大量的分析研究和实验验证工作,提出了不少工程设计使用的计算公式和图表但是有的方法由于公式和图表繁复,工程设计使用不方便;也有些假设条件过于简化和理想.与实际应用情况偏差较大,难以保证工程上的安全可靠,均未能为工程界所接受。

目前,能够符合工程实用要求的计算方法并不很多,应用较普遍的主要有以下几种方法:1. 美国膨胀节制造商协会标准计算法(EJMA法)2. 美国凯洛格公司计算法(KELLOGG法)3. 日本东洋公司计算法(TOYO法)4. 前苏联维赫曼等人提出的计算方法(维赫曼法)5. 前西德AD受压容器规范计算法(AD法)6. 日本滨田一竹园提出的计算法(滨田一竹园法)EJMA 法在计算方法上有比较明显的优点,如:对波壳的应力分析比较全面,假设条件较合理,加上算式对实际存在的影响作了必要的修正,因而计算结果有一定准确性。

同时,在内容上不仅对工程设计中必须考虑的间题,如强度、刚度、位移、疲劳、稳定性、振动等都规定了相应的算式,而且对各种多层或单层、无加强和带加强元件的波壳均可适用,较好地满足了工程上实用的要求。

特别是作为膨胀节制造者的专用标准,这个标准不仅在计算方法具有优点,而且对膨胀节的制造和使用,甚至包装运输都作出了相应的规定,因而EJMA 有相当大的影响。

目前国外一些标准和规定已逐步采用EJMA 法,可推荐作为工程设计中的通用计算方法。

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