當下在管道中,無論是居民生活用水還是工程管道安裝,都離不開伸縮器,它是作為吸收管道軸向、橫向及減少設備振動對管道的影響。同樣的,它也有著吸收地震、地陷對管道的變形量。那么,本章將帶您真正去了解它的知識。
首先,我們先來看看伸縮器是什么?
伸縮器(Expansion joint)也可稱為管道伸縮節(jié)、膨脹節(jié)、補償器,伸縮接頭。伸縮節(jié)是泵、閥門,管道等設備與管道連接的新產(chǎn)品,通過全螺栓把它們連接起來,使其成為整體,并有一定的位移量,方便安裝。可承受管線的軸向壓力。這樣就可以在安裝維修時,根據(jù)現(xiàn)場安裝尺寸進行調(diào)整,在工作時,不僅提高工作效率,而且對泵、閥們等管道設備起到一定保護作用。
伸縮器的連接形式為法蘭連接,一邊法蘭,一邊焊接。
伸縮節(jié)作用:
1.補償吸收管道軸向、橫向、角向受熱引起的伸縮變形。
2.吸收設備振動,減少設備振動對管道的影響。
3.吸收地震、地陷對管道的變形量。
因為管道的熱脹冷縮,所以對于管道來說,就要產(chǎn)生管壁的應力和推拉力;管壁應力大小,影響管道的強度,推拉力增大,管道的固定支架就要做的很大,來承受管道伸縮所產(chǎn)生的推拉力;所以利用伸縮節(jié)補償?shù)淖冮_量辦法,以降低管壁應力和推力。
伸縮節(jié)按結構形式分類:
伸縮節(jié)(膨脹節(jié))主要用于補償管道因溫度變化而產(chǎn)生的伸縮變形,也用于管道因安裝調(diào)整等需要的長度補償,按結構形式主要分為彎管式膨脹節(jié)、波紋管膨脹節(jié)和套管伸縮節(jié) 3種。
彎管式膨脹節(jié)
將管子彎成U形或其他形體(下圖 [彎管式膨脹節(jié)]),并利用形體的彈性變形能力進行補償?shù)囊环N膨脹節(jié)。它的優(yōu)點是強度好、壽命長、可在現(xiàn)場制作,缺點是占用空間大、消耗鋼材多和摩擦阻力大這種膨脹節(jié)廣泛用于各種蒸汽管道和長管道上。
波紋管膨脹節(jié)
用金屬波紋管制成的一種膨脹節(jié)。它能沿軸線方向伸縮,也允許少量彎曲。下圖[波紋管膨脹節(jié)]為常見的軸向式波紋管膨脹節(jié),用在管道上進行軸向長度補償。為了防止超過允許的補償量,在波紋管兩端設置有保護拉桿或保護環(huán),在與它聯(lián)接的兩端管道上設置導向支架。另外還有轉角式和橫向式膨脹節(jié),可用來補償管道的轉角變形和橫向變形。這類膨脹節(jié)的優(yōu)點是節(jié)省空間,節(jié)約材料(公眾號:泵管家),便于標準化和批量生產(chǎn),缺點是壽命較短。波紋管膨脹節(jié)一般用于溫度和壓力不很高、長度較短的管道上。隨著波紋管生產(chǎn)技術水平的提高,這類膨脹節(jié)的應用范圍正在擴大。由構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。
套管伸縮節(jié)
由能夠作軸向相對運動的內(nèi)外套管組成(下圖[套管伸縮節(jié)])。內(nèi)外套管之間采用填料函密封。使用時保持兩端管子在一條軸線上移動。在伸縮節(jié)的兩端裝設導向支架。它的優(yōu)點是對流體的流動摩擦阻力小,結構緊湊;缺點是密封性較差,對固定支架推力較大。套管伸縮節(jié)主要用于水管道和低壓蒸汽管道。
伸縮器按材質(zhì)分類:
按材質(zhì)主要分為橡膠管道伸縮器和金屬管道伸縮器。
橡膠管道伸縮器特點:
1、體積小、重量輕、彈性好、安裝維修方便。
2、安裝時可產(chǎn)生軸向、橫向、經(jīng)向、角向位移,不受用戶管道不同心、法蘭不平行的限制。
3、工作時可減振降噪。
4、用特殊的合成橡膠可耐高溫、耐酸堿、耐油,是化工耐腐蝕管道的理想產(chǎn)品。
金屬管道伸縮器特點:
伸縮補償量大,承受溫度高,承受壓力大。
非金屬膨脹節(jié)
風道橡膠補償器由橡膠和橡膠一纖維織物復合材料、鋼制法蘭、套筒、保溫隔熱材料組成,主要用于各種風機、風管之間的柔性連接,其功能是減震、降噪、密封、耐介質(zhì)、便于位移和安裝,是環(huán)境保護領域中一種非常理想的減震、降噪、消煙除塵的不二配套件。
纖維織物膨脹節(jié)
織物補償器主要為纖維織物、橡膠、等耐高溫材料。能補償風機、風管運行的震動及管道變形。纖維織物膨脹節(jié)可補償軸向、橫向、角向等產(chǎn)品,具有無推力、簡化支座設計、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點,特別適用于電廠熱風管道及煙塵管道。非金屬補償器中的纖維織物、保溫棉體本身具有吸聲、隔振的功能,能有效的減少鍋爐、風機等系統(tǒng)的噪聲和振動。結構簡單、體輕,維修方便。
各種管材伸縮節(jié)特點以及適用范圍:
非金屬膨脹節(jié)
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、結構簡單、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計、制造、安裝及運行管理等多個環(huán)節(jié)構成的。可靠性也應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,除應考慮工作介質(zhì)、工作溫度和外部環(huán)境外,還應考慮應力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對材料的影響等,并在此基礎上結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。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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