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膨胀节的选型和安装
季宁波陈明刘敏(江苏中圣高科技产业有限公司,江苏南京2111
摘要:金属波鈫管的壁厚很,它是管道系统中的薄弱环素。在某些情况下,可能有几种膨胀节都适合同一项应用,这
节。本文介绍了金属波纹管膨胀节的常用类型、功能及在时可以单纯根据经济性来考虑选择哪一种。然而,更为常见的
CAESARII中的模拟,结合工程实例指出了其安装使用中应注是在各种可行的设计之中,应考虑到这一种或那一种具有独到
意的问题。
之处,特别适合在某些特定的场合下使用。
关键词:膨胀节;选型;安装
1.2.1单式膨胀节
膨胀节作为很好的柔性元件越来越多的被用到管道系统采用单式膨胀节吸收轴向与横向组合位移的典型实例
中,增加管道的柔性,但其主要元件波纹管为薄壁多层结构,所 CAESARII中的模拟同单式轴向型膨胀节
以一般来讲膨胀节是管道系中的最薄弱环节,因此其选型及安1.2.2大拉杆式膨胀节
装正确与否,对其本身的疲劳寿命和管道系统的质量影响
大拉杅式膨胀节特别适合吸收横向位移。大拉杆式膨胀
很大。
节一般用法是将这种帯连杆的膨胀节设置在呈90°的"z"型管道
1膨胀节的选型及在 CAESARII中的模拟
的中间管臂内。
波纹管膨胀节的结构类型较多,不同类型的膨胀节,适用1.2.3铰链式膨胀节
的场合也各不相同。主要的类型有单式轴向型、单式和复式铰
铰链式膨胀节一般以两、三个作为一组使用,用于吸收单
链型、复式自由型、复式拉杆型、直管和弯管圧力平衡型等。在平面管系中一个或多个方向的横向位移。在这种系统中每一
CAESARII中的模拟也不尽相同,现介绍几种简单的膨胀节及个膨胀节被它的较链所制约,产生纯角位移然而,被管段分开
在 CAESARII中的模拟。
的每对铰链式膨胀节互相配合,能够吸收横向位移。给定单个
1.1独向位移的补偿
膨胀节的角位移。毎对铰链式膨胀节所能吸收的横向位移与
一般情况下选用单式轴向型膨胀节、外压单式轴向型膨胀其较链销轴之间的距离成正比,因此为了使膨胀节充分发挥效
节、直管压力平衡型膨胀节。单式轴向型膨胀节结构简単,由用,应尽量加大这一距离。
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
膨胀节的饺链通常用于承受作用于膨胀节上的全部压力
波纹管炷力推力的膨胀节。外压单式轴向型膨胀节由承受外推力;另外,也可以用于承受管道和设备的重量、风载或类似的
压的波纹管及外管和端环等结构件组成、只用于吸收位移而不外力。如果单平面管系的柔性不足以吸收双较系统的弯曲挠
能承受波纹管压力推力的膨胀节。直管压力平衡型膨胀节由度,或者由弯曲而产生的载荷超过了连接设备的许用极限,则
位于两端的两个工作波纹管和位于中间的一个平衡波纹管及可采用具有三个铰链式膨胀节的系统。
拉杆和端板等结构件组成、主要用于吸收轴向位移并能承受波124万向铰链式膨胀节
纹管压力推力的膨胀节。
正如铰链式膨胀节在平面管系中具有很大的优越性一样,
由于单式轴向型膨胀节结构简单,成本低,外形尺寸小,一万向铰链式膨胀节在空间管系中具有类似的优越性。万向铵
般为优先选择对象;其次为外压单式轴向型膨胀节,因外压结链式膨胀节具有吸收任意平面内的角位移的能力,常常利用这
构,波纹管比管道大一口径,压力推力比单式轴向型膨胀节要一点将它们组成一对,用来吸收横向位移
大,但对于介质为蒸汽的结构,外管可以开疏水孔。这两种结2膨胀节的安装对安全使用的影响
构不能承受压力推力,因此,设备口或固定架不仅要承受管道
案例1、固定支架的施工不合理
的摩擦力、膨胀节的轴向反力,还要承受波纹管的压力推力
某码头EDC管道选用通用外压式膨胀节,设计压カ
直管压力平衡型膨胀节结构复杂,成本高,外形尺寸大,结构多1.6MPa,设计温度:50度,补偿量:60m,此管道及膨胀节为06
样化。但其能承受压力推力,设备口或固定架仅需承受管道的年施工安装,按照原设计,管道直接铺设在排架上,码头后沿的
摩擦力、膨胀节的轴向反力
整根EDC管道布置了三个固定支架,固定支架间通过波纹补偿
1.2对横向位移、角位移及其组合位移的补偿
器来吸收管道热胀冷缩,其余均考虑导向支架,并提供了支架
在具有横向位移、角位移及其组合位移的场合,正确选择的制作施工图纸和图集。但是,项目建设中,施工方没有严格
和使用膨胀节需要考虑到管道的构形、运行条件、预期的循环按图纸要求施工,固定管架结构单薄,尤其是管道与支撑混凝
寿命、管道和设备的承载能力、可用于支承的结构物等多种因土排架存在普遍的间隙而没有采取任何措施或通知设计院,发
2015年12月化17
万方数据
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生管道支架被拉坏,膨胀节被拉断。
物,特别是通径较大的膨胀节,安装时必须清除内外波谷处被
遗忘得螺栓、螺母、鎯头、扳手等物品。
(4)搬运安装时,严禁直接吊装膨胀节波纹管部分或严禁
将吊装工装直接吊在大拉杆上,应选择膨胀节刚性较大的部位
或已安装好的吊环处进行吊装。
(5)管道的对中性要好,在其它方法无保证时,可采用直管
铺设后按膨胀节总长切下一段再安装的方法来保证。
案例2、施工单位对膨胀节的不了解
(6)膨胀节的波纹管是薄壁不锈钢板制成的,现场焊接时
某化工厂煤气化管线,管径DN300mm,设计压力5.72MPa,
应注意焊渣不要溅落到波纹管表面上,并做好绝缘保护防止电
两端法兰连接,选用了我厂专为煤气化开发的三维直管压力平
弧击伤波纹管。由于管道安装误差引起的位移,设计时未计入
衡膨胀节,型号:5.72ZYP300FF-1600,因施工单位不了解膨胀
膨胀节承受能力的位移(压缩、伸长、横向位移、角位移),不应
让膨胀节来承受。这种位移如果加到膨胀节上,会使系统出现
节,将直管压力平衡膨胀节当作弹簧,并将受力大拉杆作为弹
故障、损坏波纹管或系统的其它部件,尤其会使疲劳寿命大为
簧固定拉杆拆除,且自行进行压力试验,由于直管压力平衡膨
降低;另外,由此而产生的力若作用到与膨胀节相连接的设备
胀节受力拉杆被拆除,波纹管被拉长,幸好膨胀节为两端法兰
可能会使载荷超过设备的设计极限;或者,导流筒的活动间隙
连接,不然波纹管就会被拉直。自现场发现的问题还有,在没
也会受到不利的影响,波纹管的承压能力和稳定性也会有所
有经过制造厂同意的情况下,施工单位私自在膨胀节直管段上
降低。
开孔,焊接仪表接管等(见下图)。
(7)固定支架、导向支架和滑动支架等应严格按照管道系
统图纸进行安装。现场安装所做的任何改动都可能影响到膨
胀节,使他们不能正常发挥作用。任何改动都必须提请有资格
的权威设计部门来决定
(8)膨胀节的安装应使介质流向标志“”与管道介质实际流
向一致,不得反装。
(9)膨胀节运输固定装置(涂有黄色油漆的拉杆)是为安全
运输、正确安装而设置的,不可用其充当压力试验中的加强装
置,不能用于吊装,整个安装作业期间不要松动位杆。当膨胀
现场私自接管
案例3:某供热项目,选用DN800通用内压带外保护罩形式
节和各类管架都装设完毕,且检査合格之后(在整体压力试验
前)拆卸位杆,如内部有支撑(涂有黄色油漆),安装前拆除
膨胀节,现场做膨胀节保温,并把波纹管及保护罩间填充保温
(10)涂有红色标志漆的拉杆或螺母是承受压力推力的结