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机械研究与应用?2015年第2期(第28卷,总第136期)
应用与试验
直管压力平衡型膨胀节在管廊设计中的应用
刘宏伟,刘渊君
(甘肃红峰机械有限责任公司,甘肃平凉744000
摘要:针对直管压力平衡性型膨胀节在管廊中的应用,重点介绍了膨胀节的设计和工作原理,通过在工程中的应用
实例分析、计算得到结果,得出膨胀节能吸管线产生的二次应力,降低固定点的推力,减小管道的阻力的结论。
关键词:直管压力平衡型膨胀节;二次应力;管斥;火炬管线
中图分类号:TH134
文献标志码:A
文章编号:1007-4414(2015)02-0089-02
Application of Expansion oint of Balanced Pressure Straight Pipe in Design for Piping Rack
LIU Hong-wei, LIU Yuan-jun
( Gansu Hongfeng Machinery Co, ltd, Pingliang Gansu 744000, China)
Abstract Regarding the application of expansion joint of balanced pressure straight pipe that used in piping rack, with mainly
focusing on design and working principles of expansion joint, it is concluded that expansion joint could absorb secondary force
that generated by piping and reduce fixed thrust as well as diminish the resistance of the piping racks by the analysis on practi
cal samples and calculation on results
Key words expansion joint of balanced pressure of straight piping; secondary foree; pipe rack; torch pipe line
0引言
吋,膨胀节的工作温度范围为-196~700℃。当介质
在实际工程项日中,管廊上吸收热胀应力的方法含有焫蚀性液体时,内衬筒材质为镍基合金(Im-
有很多种,主要分为自然补偿(方形补偿器和立体补 conel625, nonel600),膨胀节的工作温度范围为
偿器)和波纹管膨胀节补偿(压力平衡型膨胀节,大196~650℃。
拉杆膨胀节,旋转补偿器节等)。在极端情况下,当
2)压力平衡型膨胀节的工作原理自管压力
管道的斥力较小时,并阻没有空来设置自然补偿弯平衡性膨胀节分为内压式和外压式两种,该类型膨胀
时,可以在管系中加入波纹管膨胀节来増加柔性,波节都由两组工作波和一组平衡波组成,直管力平衡
纹管膨胀节可以在非常短的管段长度内提供非常大型膨胀节主要用于补偿轴向位移,膨胀节通过工作波
的柔性。本章将以压力平衡型膨胀节(图1)为典型和平衡波的相互作用来承受管道的内压推力。在外
介绍其在气化管廊中的应用。
压式直管压カ平衡型膨胀节(见图2)中,管道介质的
压力通过膨胀节内部开孔结构主要集中的波纹的外
部,此种结构相对于内压式直管压力平衡型膨胀节不
易产生波失稳的现象,而且它的补偿范固最多可以
达到500mm,远大于内压式的100mm,所以在工程
中我们多用外压式直管压力平衡膨胀节来吸收管道
较大的轴向位移。
图1压力平衡型膨胀节
(B)平衡波
工作波/(A)工作波r(A)
IHHMHHMHHI
1压力平衡型膨胀节的设计和工作原理
MMHI MHHM
(1)膨胀节的设计依据是根据我国CB/T12777
2008《金属波纹管膨胀节通用技术条件》。膨胀节
的温度范围:一般膨胀节的波纹管是用薄壁的奥氏体
图2外压式直管压力平衡型膨节
不锈钢材料(304,304L,316,316L)制成。当接管、内
衬筒的材质为碳钢时,膨胀节的工作混度范制为-202在工程中的应用
420℃;当波纹管、接管、内衬筒的材质均为不锈
某装置气化管郎最底下为DNI400mm的火炬
*收稿日期:2015-03-05
作者简介:刘宏伟(1968-),男,陕西榆林人,工.程师,主要从事阀门设计丌发研究与营销T作
应用与试验
2015第2期(第28巻,总第136期)?机械研究与应用
排放管线,に艺排放压力为0.4MPa,排放温度为241
在1400mm的火炬排放管中设置自管压力平衡
℃。在140m长的火炬排放管线上,如果考虑自然补型膨胀节,它的长度一般在3000m左右,重量可达
偿,有两种补偿方式:一种为方形补偿器(见图3),另到10T左右,所以它的重量也必须在设计输入中考虑
种为立体补偿器(见图4)。如果考虑火炬管线的进去,以免其附近支架的计算承重载荷和实际承重载
排放坡度,采用方形补偿器,在140m的距离内必须荷出现偏差。输人的具体法可以在膨胀节的两端
设置两组伸长9m的方形补偿器来吸收管线的二次取1mm的单元重量块去模拟膨胀节的重量(见
应力,采川这种方法的话,此层管廊的中只能布置这图7)
根排放管线,其它管线则要分层布置,或者把方形
口perd
口 Reducer
补偿器处的管廊延仲一部分到管廊框架以外。如果
Iepensicn Dirt
采用立体补偿器,则破坏了火烜管线的排放坡度,需
1.00
Rest an口 Displacements
nge" Flange
要在两个补偿器之间增川分液罐,如果积液太多则会
对管线产生积液冲击。此外,此装凿管廊的宽度利地
Offsets
Inom Load
方有限,DN1400mm的火炬管一个弯头就2133m
1220 Owed/wave
い51400
综合以上原因最后在气化火炬管线上采用直管压力平
Osemweded Nateid (105A106B
alwaye Sties
衡型膨胀节(见图5)的形式来解決管线坡度和二次应
图7 Caesar屮模拟膨胀节重量的设计
力矛盾的问题,有效的吸收管线的轴向位移和降低固
定点的推力,并減小了排放气体的排放阻力。
(2)直管压力平衡型膨胀节在管廊上的安装位
置和管廊支架的设计
自管斥力平衡型膨胀节作为膨胀节的一种,其膨
胀节的特点决定了它本身也是一个柔性元件,所以
般在安装直管压力平衡型膨胀节的管郎上,首先膨胀
图3方形补偿器
图4立体补偿器
节炳端固定管梨的形式必须山半固定改为全固定形
式,直管压カ平衡型膨胀节必须安装在団定的附近
并且尽量靠近这个固定点,以防止膨胀节横向或者扣
传的变形破坏
其次,直管压力平衡型膨胀节它的外形结构在最
图5点管压力平衡规膨胀节
外层有一层平衡波,因此它的外径很大,当多根火炬
管线在管邮上并排排列吋,如果要加直管压力平衡型
(1)直管压力平衡型膨胀节在 caesar文件中膨胀节,一定要考虑管子之间的间距。另一方面,在
的设计输入