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波紋補償器
發(fā)布時間: 2019-10-28 20:15:57
【主要技術(shù)參數(shù)】
波紋補償器，習慣上也叫膨脹節(jié)，或伸縮節(jié)。由構(gòu)成其工作主體的波紋管（一種彈性元件）和端管、支架、法蘭、導管等附件組成。主要用在各種管道中，它能夠補償管道的熱位移，機械變形和吸收各種機械振動，起到降低管道變形應(yīng)力和提高管道使用壽命的作用。波紋補償器連接方式分為法蘭連接和焊接兩種。直埋管道補償器一般采用焊接方式（地溝安裝除外）
工作原理
波紋補償器是用以利用波紋補償器的彈性元件的有效伸縮變形來吸收管線、導管或容器由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化的一種補償裝置，屬于一種補償元件?？蓪S向，橫向，和角向位移的的吸收。
檢測
由于不同類型的波紋補償器補償形式不同，主要有軸向、橫向、角向以及組合補償方式。對同時存在多種位移的波紋補償器，要對其各種位移進行合成，求出總等效軸向位移，檢測是對總等效軸向位移而言。也就是說，波紋補償器公稱位移的檢測是對總等效軸向位移檢測。
通用類波紋管的公稱位移，實際上就是波紋管給定的名義位移變形的能力。對于用波紋管制成的膨脹節(jié)(補償器）、補償器而言，通常稱為補償量，反映了波紋管吸收系統(tǒng)位移的能力，表示在一定條件下，產(chǎn)品所具有的最大的補償能力。波紋管在正常工作時，要吸收系統(tǒng)位移而產(chǎn)生位移變形，同時還要保證一定次數(shù)的正常安全工作位移循環(huán)次數(shù)。因此波紋管在設(shè)計時，根據(jù)每一個波可以承受的位移大小，設(shè)計有一定的波紋數(shù)，當每個波都在均勻地承受位移載荷，沒有局部超負荷時，波紋管可以正常的工作。設(shè)計合理時，可以保證一定的設(shè)計工作位移循環(huán)壽命次數(shù)。在JB/T 6169-92“金屬波紋管”標準中，對此項性能的檢測做出了規(guī)定。
計算
管道的熱變形計算
計算公式：X=a·L·△T
x 管道膨脹量
a為線膨脹系數(shù)，取0.0133mm/m
L補償管線（所需補償管道固定支座間的距離）長度
△T為溫差（介質(zhì)溫度-安裝時環(huán)境溫度）
失效分析
生產(chǎn)企業(yè)對波紋管補償器失效原因分析發(fā)現(xiàn)，在運行期間的失效主要表現(xiàn)為腐蝕泄漏和失穩(wěn)變形兩種形式，其中以腐蝕失效居多。從腐蝕失效波紋膨脹節(jié)(補償器）的解剖分析發(fā)現(xiàn)，腐蝕失效通常分點腐蝕穿孔和應(yīng)力腐蝕開裂，其中氯離子應(yīng)力腐蝕開裂約占整個腐蝕失效的95%。因此，正確地選擇波紋管制作材料和結(jié)構(gòu)、合理設(shè)計波形參數(shù)和疲勞壽命、保證安裝質(zhì)量等措施，能大大提高波紋膨脹節(jié)(補償器）的安全可靠性。設(shè)計上，應(yīng)該考慮補償器的穩(wěn)定性，預(yù)防波紋管失穩(wěn)。資料顯示，波紋管的補償量取決于其疲勞壽命，疲勞壽命越高，波紋管單波補償量越小。當波紋管設(shè)計的許用壽命較低時，不僅其子午向綜合應(yīng)力較高，環(huán)向應(yīng)力也比較高，使波紋管局部很快進入塑性變形，導致波紋管失穩(wěn)引起失效。
標準
波紋補償器標準編號:GB/T 12777-2008
波紋補償器標準名稱:金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件
2008-08-04發(fā)布，2009-02-01實施
頒布部門:中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會 本標準規(guī)定了金屬波紋紋補償器的定義、分類、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志及包裝、運輸、貯存等。本標準適用于安裝在管道中其撓性件為整體成形無加強U形、加強U形和∩形波紋管的圓形波紋管補償器的設(shè)計、制造和檢驗。壓力容器用膨脹節(jié)的設(shè)計、制造和檢驗亦可參照使用。
不銹鋼波紋補償器公稱壓力：1.0MPa
|
公稱 通徑 DN mm |
計算疲勞破壞次 數(shù)下軸向補償量 Xomm |
補償量 |
剛度 |
有效 面積 A cm2 |
徑向 最大 外形 尺寸 Hmm |
接管端口 尺寸 doxS(mm) |
總長L (mm) |
總重W (kg) |
||||||||
|
1500 |
3000 |
15000 |
橫 向 Yomm |
角向 Yθ度 |
軸向 Kx N/mm |
橫向 KyN/mm |
角向 KθN x m/度 |
法蘭連接 |
法蘭 |
接管 |
法蘭 |
接管 |
||||
|
80 |
30 |
25 |
18 |
6.4 |
±6.4 |
358 |
418 |
8.4 |
81 |
284 |
φ89x4 |
244 |
344 |
10 |
3 |
|
|
37 |
32 |
22 |
10 |
±8 |
286 |
214 |
6.7 |
274 |
374 |
10 |
3 |
|||||
|
200 |
56 |
47 |
31 |
3.2 |
±5.3 |
288 |
3164 |
39 |
479 |
442 |
φ219x6 |
244 |
344 |
25 |
17 |
|
|
84 |
70 |
46 |
7.2 |
±8 |
192 |
9938 |
26 |
298 |
340 |
27 |
20 |
|||||
|
250 |
63 |
53 |
36 |
4.8 |
±5.3 |
588 |
4371 |
128 |
769 |
497 |
φ273x8 |
309 |
409 |
38 |
22 |
|
|
95 |
80 |
53 |
10.8 |
±8 |
392 |
1295 |
85 |
387 |
487 |
43 |
27 |
|||||
|
500 |
84 |
70 |
47 |
4.8 |
±4.6 |
728 |
9861 |
515 |
2445 |
790 |
φ529x10 |
415 |
517 |
126 |
82 |
|
|
126 |
105 |
70 |
10.8 |
±6.9 |
485 |
2922 |
343 |
515 |
615 |
138 |
93 |
|||||
|
1000 |
58 |
46 |
28 |
1.2 |
±1.4 |
5540 |
495368 |
14861 |
9043 |
1286 |
φ1020x10 |
552 |
278 |
|||
|
115 |
92 |
56 |
4.6 |
±2.8 |
2770 |
61921 |
7431 |
692 |
348 |
|||||||
|
230 |
184 |
112 |
19.2 |
±5.6 |
1385 |
7740 |
3715 |
1018 |
468 |
|||||||
|
1500 |
46 |
36 |
22 |
0.4 |
±0.8 |
6090 |
1879309 |
32888 |
19384 |
1786 |
φ1520x14 |
550 |
462 |
|||
|
92 |
73 |
44 |
1.6 |
±1.6 |
3045 |
234914 |
16444 |
690 |
567 |
|||||||
|
183 |
146 |
88 |
6.4 |
±3.2 |
1523 |
29364 |
822 |
1046 |
761 |
|||||||
|
1800 |
45 |
35 |
22 |
0.4 |
±0.6 |
7140 |
262408 |
61228 |
27494 |
2066 |
φ1820x14 |
550 |
547 |
|||
|
89 |
71 |
44 |
1.6 |
±1.2 |
3570 |
328010 |
30614 |
690 |
665 |
|||||||
|
178 |
142 |
88 |
6.4 |
±2.4 |
1785 |
41001 |
15307 |
1046 |
883 |
|||||||
|
2000 |
53 |
42 |
25 |
0.4 |
±0.6 |
8785 |
3871980 |
91666 |
34636 |
2340 |
φ2020x14 |
683 |
819 |
|||
|
107 |
85 |
50 |
1.6 |
±1.2 |
4390 |
483998 |
45833 |
83, 3 |
927 |
|||||||
|
214 |
170 |
101 |
6.4 |
±2.4 |
2195 |
60499 |
21917 |
1206 |
1164 |
|||||||
分類
一次性波紋管補償器
U型金屬膨脹節(jié)波紋管補償器
三維煤粉專用波紋補償器
鉸鏈波紋補償器（JJL型）
平衡型曲管壓力波紋補償器
球型QB型不銹鋼波紋補償器等等。
材料性能
非金屬
非金屬柔性補償器：也稱非金屬膨脹節(jié)、非金屬織物補償器，可補償軸向、橫向、角向，具有無推力、簡化支座設(shè)計、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點，特別適用于熱風管道及煙塵管道。
特點：
1、補償熱膨脹：可以補償多方向，大大優(yōu)于只能單式補償?shù)慕饘傺a償器。
2、補償安裝誤差：由于管道連接過程中，系統(tǒng)誤差再所難免，纖維補償器較好的補償了安裝誤差。
3、消聲減振：纖維織物、保溫棉體本身具有吸聲、隔震動傳遞的功能，能有效的減少鍋爐、風機等系統(tǒng)的噪聲和震動。
4、無反推力：由于主體材料為纖維織物，無力的傳遞。用纖維補償器可簡化設(shè)計，避免使用大的支座，節(jié)省大量的材料和勞動力。
5、良好的耐高溫、耐腐蝕性：選用的氟塑料、有機硅材料具有較好的耐高溫和耐腐蝕性能。
6、密封性能好：有比較完善的生產(chǎn)裝配系統(tǒng)，纖維補償器可保證無泄露。
7、體輕、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便。
8、價格低于金屬補償器、質(zhì)量優(yōu)于進口產(chǎn)品。
不銹鋼
有直筒型、復式、角向型和方型等四種類型。
不銹鋼補償器可補償軸向、橫向、角向、具有無推力、簡化支座設(shè)計、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點，特別適用于熱風管道及煙塵管道。
金屬
金屬波紋補償器的可靠性是由設(shè)計、制造、安裝及運行管理等多個環(huán)節(jié)構(gòu)成的。可靠性也應(yīng)該從這幾個方面進行考慮。材料選擇對用于供熱管網(wǎng)的波紋管的選材，除應(yīng)考慮工作介質(zhì)、工作溫度和外部環(huán)境外，還應(yīng)考慮應(yīng)力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對材料的影響等，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合波紋管材料的焊接、成型以及材料的性能價格比，優(yōu)選出經(jīng)濟實用的波紋管制作材料。
一般情況下，選用波紋管的材料應(yīng)滿足下列條件：
（1）高彈性極限、抗拉強度和疲勞強度，保證波紋管正常工作。
（2）良好的塑性，便于波紋管的加工成形，且能通過隨后的處理工藝（冷作硬化、熱處理等）獲得足夠的硬度和強度。
（3）較好的耐腐蝕性能，滿足波紋管在不同環(huán)境下工作要求。
（4）良好的焊接性能，滿足波紋管在制作過程中的焊接工藝要求。
對于地溝敷設(shè)的熱力管網(wǎng)，當補償器所處管道地勢較低時，雨水或事故性污水會浸泡波紋管，應(yīng)考慮選用耐蝕性更強的材料，如鐵鎳合金、高鎳合金等。由于此類材料價格較高，在制造波紋管時，可以考慮僅在與腐蝕性介質(zhì)接觸的表面增加一層耐蝕合金。 疲勞壽命設(shè)計由波紋管補償器的失效類型及原因分析可以看出，波紋管的平面穩(wěn)定性、周向穩(wěn)定性及耐腐蝕性能均與其位移量即疲勞壽命相關(guān)。過低的疲勞壽命將會導致金屬波紋管穩(wěn)定性及耐蝕性能下降。
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