直管压力平衡式波纹膨胀节

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膨胀节腐蚀问题分析及防护策略

膨胀节腐蚀问题分析及防护策略摘要：由于某些原因，在役波纹管膨胀节总会造成损坏，其中腐蚀开裂占主要部分，因为波纹补偿器的原材料是由不锈钢波纹管制成，虽说是不锈钢材质但在一定的环境下也是会发生腐蚀的，波纹补偿器腐蚀所受的应力状况较为复杂。

关键词：波纹管膨胀节,波纹元件,失效,腐蚀防护引言化工管道都会随介质温度变化而热胀冷缩，对于一些应力敏感的设备，比如大型泵、压缩机，管道伸缩引起的应力将会导致工况变化，进而破坏设备或管道。

膨胀节就是用来消除由于介质温度而引起的应力，防止管道发生较大位移。

由于它具有在有限的空间内能提供很好的柔性、隔离机械振动、节省安装空间、安装简单、性能良好等优点，已被广泛应用于石油、化工、冶金、核能等领域。

波纹管膨胀节按结构型式可分为轴向型、铰链型、自由型、拉杆型、压力平衡型五大类型，现仅简单介绍设计中常用的三种类型。

1、波纹管膨胀节可靠性分析波纹管膨胀节的的可靠性是通过设计、制造、安装、运行管理等多个环节保证的，任何一个环节的失控都会导致膨胀节寿命的降低甚至失效，即便如此，从近十几年波纹管膨胀节在供热工程中的应用实践来看，其可靠度还是很高的。

据统计，我所近十年来供给供热电行业的九千余套膨胀节中，腐蚀失效的膨胀节5套（环境腐蚀引起），管系试压失效膨胀节9套（试压时压力表失效），工作超压失稳失效的膨胀节5套，结构件焊接造成膨胀节失效1套（与制造相关），共计20套，其可靠度达到0.998。

对于民用工矿设备来说，已经相当安全可靠了。

2、供热管网用波纹管膨胀节失效原因分析2.1波纹管失效类型供热管网用波纹管膨胀节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：（1）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；（2）由于波纹管设计所考虑的压力或位移安全裕度不够，管线试压时波纹管产生失稳变形失效；（3）膨胀节制造质量问题，此类失效以小制造厂产品居多。

直管压力平衡型波纹补偿器失稳破坏分析

（4）水压试验或气密试验前必须对管道支架进行严格检查，保证支架符合设计要求。
建议广大补偿器设计人员、施工安装人员互相交流学习，总结经验，［1］李永生，李建国.波形膨胀节实用技术.北京：化学工业出版社，2000.
［2］美国膨胀节制造商协会标准.EJMA-1998. ［3］GB16749-97 压力容器波形膨胀节及标准释义.北京：中国标准出版社，2003.
1 直管压力平衡型波纹补偿器在管道气密试验中出现失稳
某炼油工程管道系统补偿器安装完毕后进行气密试验，其中一个试压包中包含 DN750 及 DN1200 两个直管压力平衡型波纹补偿器，气密试验压力为 0.6 MPa。当气密试验升压到 0.45 MPa 时，DN750 补偿器突然发出爆裂声音，同时 DN750 管道发生轴向位移，停止气压试验并降压后现场进行查看，发现以下现象：
4
2017 年 06 月
2 波纹补偿器失稳原因分析
直管压力平衡型波纹补偿器每组波纹管均设计用于吸收轴向位移，整体轴向刚度为每组波纹管的轴向刚度之和，因此直管压力平衡型波纹补偿器对两端的固定支架产生的刚度力为普通单节补偿器的三倍以上，如若产生内压不平衡力就能轻易导致施工与运行期间事故的发生。如设计生产的直管压力平衡型波纹补偿器未能达到内压推力的平衡，产生的内压不平衡力而作用到两端的固定支架上就无法避免了。由于波纹补偿器自身的制造质量从而导致了此次事故的发生。
图 1 损坏的 DN750 补偿器
（3）DN1200 波纹补偿器损坏，并导致管架横梁出现扭曲变形。DN1200 补偿器固定杆与补偿器本体连接的筋板已脱落，固定杆本身钢筋未拉断。DN1200 管线上的止推管托就设置在
位于 DN1200 补偿器后第一个管架上，在此次气压试验过程中，该止推管托未出现损坏，但 DN1200 补偿器产生的推力已导致该止推管托所在管架的横梁出现较大的扭曲变形，横梁与立柱节点处出现撕裂现象。

应力分析基本知识

1．管道应力分析的原则管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。

2．管道应力分析的主要内容管道应力分析分为静力分析和动力分析。

静力分析包括：1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏；2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏；3）管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行；4）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据；5）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏。

动力分析包括：l）管道自振频率分析——防止管道系统共振；2）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力；3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振；4）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。

3．管道上可能承受的荷载（1）重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等；（2）压力荷载：压力载荷包括内压力和外压力；（3）位移荷载：位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等；（4）风荷载；（5）地震荷载；（6）瞬变流冲击荷载：如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击：（7）两相流脉动荷载；（8）压力脉动荷载：如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动；（9）机械振动荷载：如回转设备的振动。

4．管道应力分析的目的1）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值；2）为了使与管系相连的设备的管日荷载在制造商或国际规范（如NEMA SM-23、API-610、API-6 17等）规定的许用范围内；3）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在 ASME Vlll的允许范围内；4）为了计算管系中支架和约束的设计荷载；5）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移；6）为了优化管系设计。

5．管道柔性设计方法的确定一般说来，下述管系必须利用应力分析软件（如 CAESAR II）通过计算机进行计算及分析。

直管压力平衡型补偿器ZPB

直管压力平衡型补偿器(ZPB)
一、产品用途、特点
直管压力平衡型（ZPB）波纹补偿器，主要用于补偿管系的轴向位移，具有设计简单，补偿量大，无内压推力等优点，但价格较高。

主要应用于固定支架设置不易的大口径直线管系。

二、适用工况
工称压力：0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa
工作温度：-50℃-420℃
介质：液体、气体等。

法兰标准：国标GB、美标ANSI、日标JIS、德标DIN等
三、结构及材料
1.波纹管：不锈钢304、316L、321等
2.法兰、接管：碳钢、不锈钢304、316L、321等
3.拉杆螺栓、螺母：碳钢
四、产品代号示例
五、安装注意事项
1、所通介质氯离子含量≤25PPM。

2、严禁焊渣溅伤波纹管。

3、必须按产品流向标志安装。

4、波纹管两端必须合理的设置导向支座及固定支座。

（详见“波纹补偿器管系支座设置”）
5、不允许用波纹补偿器的变形来强行调整管系位置的安装误差。

6、禁止用安装拉杆或限位拉杆起吊。

7、安装完毕后，应拆除运输拉杆和带有黄色标记的限位拉杆。

五、参数表。

膨胀节基础知识

非
金
• 纤维织物膨胀节由耐高温复合材料，即硅橡胶，玻璃纤维，复合无碱
属
布，隔热棉等柔性材料构成
膨
• 主要技术参数：
胀节
压力： • 温度：-20°-500° • 圆形：DN50-DN5000
膨胀节型号体现措施
• 对于复式自由型膨胀节（代号FZ）和弯管压力平衡型膨胀节（代号WP），设计位在前，设计横向位移在后，两个设计位移之间用“/”号连接。在承制方旳产品样本中，前一种设计位移为单一设计轴向位移（设计横向位移为零时），后一种设计位移为单一设计横向位移（设计轴向位移为零时）。
• 套管伸缩节由能够作轴向相对运
金
动旳内外套管构成。内外套管之间采用填料函密封。使用时保持
属
两端管子在一条轴线上移动。
膨
胀
节
金
属
膨
胀节套
筒式膨胀节
• 产品主要有套筒(芯管),外壳,密封材料等构成.用于补偿管道旳轴向伸缩及任意角度旳轴向转动.
金
• 套筒式补偿器旳内套筒与管道连接,采用高性能自压式动密封旳原理与构造,它能
• 对于膨胀节设计位移，在承制方产品样本中应明确阐明波纹管旳设计温度、设计疲劳寿命和材料等设计条件；订购方在规定
膨胀节型号体现实例如下：
• 设计压力为1.6MPa，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形旳外压单式轴向型膨胀节，其型号体现为：WZUH1.6-1000-205。设计压力为0.6MPa，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∩形旳弯管压力平衡型膨胀节，在承制方旳产品样本中其型号体现为： wpof0.6-800-35/10.

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。

补偿器型号有哪些

膨胀节又叫补偿器作为现代工业中一种常见的补偿原件，种类也是非常多，对于使用过的人可能比较熟悉，但是对于一些未接触过这种元件的人来说可能仍然很陌生，那么大家是否了解补偿器的大致型号都有哪些吗？
他一般分为一般分为以下几种型号：
轴向型内压式波纹补偿器(ZN)：0.6TNY500TF
轴向型外压式波纹补偿器(ZW)：0.6TWY500×8JB
轴向复式波纹补偿器(ZF)：0.6FS100×20F
轴向复式拉杆波纹补偿器(FL)：0.6FSL200×12J
直埋式内压波纹补偿器(ZMNY) ：1.6ZMS200×6J
万向铰链波纹补偿器(WJ) ：0.6WJY500×4F
直管压力平衡式波纹补偿器（ZP）：0.6ZYP500×8/6－JB
曲管压力平衡式波纹补偿器：0.25QYP700×8/4JB
内外压力平衡式波纹补偿器(NP)：1.6NP200*8j
金属柔性补偿器(FJ) ：(1)FXDA4500×4000F400
以上就是今天带给大家的简单分享，希望对大家有所帮助，同时也感谢大家一直以来的关注与支持！。

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直管压力平衡式波纹膨胀节

一、概述
直管压力平衡式波纹膨胀节是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
管及工作拉杆等结构件组成。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。汇通
生产的直管压力平衡式波纹膨胀节采用美国EJMA标准优化设计。产品在满足国内市场需求的同时，并出
口到国外二十二个国家。被广泛应用到冶炼、电厂、工业装备制造和工程管道管系的连接上，有效的保证
了压力管道在输送各种有害有毒易燃易爆介质时的高安全性能，避免泄露污染造成海洋、天空、工厂等环
境污染。其产品特点是耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐疲劳、耐磨损.
产品名称：直管压力平衡式波纹膨胀节公称通径：DN100～DN3000（mm）
设计压力：0．1～2．5（Mpa）设计温度：-25℃～450℃
连接方式：法兰/ 焊接执行标准：GB/T12777-2008
材质：SUS304, SUS321, SUS316L, SUS309, SUS310s
二、性能特点
采用两种不同规格的波纹管组成（通常一种规格的平均直径是另一种的1.4倍），主要用于吸收轴向位
移并能平衡波纹管的压力推力，其压力推力由波纹管自身结构件承受，管线固定支架仅考虑波纹管的弹性
力及管道摩擦阻力。
三、应用范围
多用于不宜设置大推力固定支架的高物位直立管线或大直径管线中。

两台设备敏感的负荷要求带法兰附件部分的压力和位移都非常小。当直管压力平衡式波纹膨胀节吸收所
有的轴向位移时，两台设备可以由于温度的影响而延长。如果设备间的管线或者膨胀节的直径大于管直径
4倍时，应该使用直管压力平衡式波纹膨胀节。
直管压力平衡式波纹膨胀节图片
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2012年发往内蒙古的直管压力平衡式波纹膨胀节
耐高压加强U型直管压力平衡式波纹膨胀节
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耐高压加强U型直管压力平衡式波纹膨胀节
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