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波纹管膨胀节使用说明

时间:2011年06月04日 来源:本站原创

作者:hshengxing

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在工厂动力管网和城市集中供热管网中，使用波纹管膨胀节比传统的补偿方法有明显的优点。但工程管路系统设计受各方面客观环境的制约变的相当复杂，在不同的情况下，恰当的选用合适的膨胀节，对于管路的安全运行和节约资金都是十分重要的。 一、波纹管膨胀节的选型 波纹管膨胀节的选用可按以下程序

1、根据实际情况，合理确定各段管线采用的波纹管膨胀节的型式与数量。

各种管线看似走向曲折复杂，但都是由一些形状简单的具体的典型管段，如直线管段、L形管段、Z形管段组成。此类管段的位移均可用不同类型的波纹膨胀节来补偿。直线管段采用轴向膨胀节；L型管段、Z型管段则采用单向铰链型、复式自由型和复式铰链型膨胀节；而空间管段则采用复式拉杆型和单、复式万向铰链型膨胀节，附图表述了典型管线膨胀节的使用情况供参考(见附图1)，也可根据实际情况调整替代，如用一个横向膨胀节替代多个轴向波纹膨胀节，也是可取的。 2、确定工作压力等级

实际工作中一般根据管道的设计压力直接确定膨胀节的公称压力，我厂产品的公称压力有0.25、0.6、1.0、1.6、2.5(MPa)五个压力系列，产品的公称压力是在设计温度为300℃时的数值，必要时，可根据温度修正系数对公称压力等级进行修正。 3、计算各管段的位移量，确定波纹膨胀节的补偿量

计算管段位移量根据管线在最高温度和最低温度下的热胀冷缩产生的伸缩量来确定，其计算公式如下：

（ｂ）L形管段

（ｃ）Z形管段

（ｄ）空间Z形管段

碳钢材料线膨胀系数α 附图1 典型管段采用各种膨胀节的实例

各线工作温度℃ X10-6/℃ 20-110 20-200 20-300 20-400 20-600 8.7-11.1 8.5-11.6 10.1-12.2 11.5-12.7 12.9-13.2 例:某管线DN=200mm,设计压力为0.25Mpa，工作温度最高为90℃，最低－５℃，管线长60M，求该管段轴向位移量。

X=αL(Tmax-Tmin)=11×10-6×60000×95=62mm

根据厂家样本可选额定轴向补偿量为65或70mm的膨胀节，根据上述管段情况，公称直径、公称压力、补偿量和连接方式，确定选用型号为HXDZUH0.25-200-70的波纹管膨胀节。 二、管道支架的设置

管道支架对管道线起着承托和限制管线位移作用，支架分为固定支架、导向支架和托架，对膨胀节影响大的主要是固定支架和导向支架。 １、固定支架

固定支架的作用是将管线分段，设置固定点，保证波纹管膨胀节在两个固定支架之间管段内正常工作。固定支架又分为主固定支架和次固定支架。 （1）主固定支架承受管线内压力产生的盲板推力

在管线的盲端、拐弯、变径、支管进出口及装有截止阀、减压阀处都设置主固定支架。主固定管架主要承受以下几个作用力： a 管道内压产生的盲板推力Fp Fp=PAe 式中：P——管道的最高工作压力MPa； Ae——波纹管有效面积mm2 其中 Ae=π/4D2 m

Dm——波纹管平均直径mm；

b膨胀节位移产生的刚度反力Fk Fk=1/2Ke(预拉或冷紧量为50%e) 式中：K——膨胀节的钢度N/mm； e——膨胀节的补偿量mm：

C膨胀节伸缩时与导向支架和滑动托架产生的摩擦反力Ff Ff=9．8,u(WiL+Wp)

式中：u——摩擦系数； Wi——每米管道重量kg/m： L——管段内管道总长m： Wp——膨胀节重量kg。

主固定支架主要承受上述三个作用力影响，靠近膨胀节端主固定支架承受膨胀节内压产生的盲板推力和膨胀节位移时产生的刚度反力，即：F=Fp+FK

而另一端主固定支架还要承受管道伸缩时与导向支架和滑动托架产生的摩擦反力,即：F=Fp+FK+Ff

(2)次固定支架不承受管线内压力产生的盲板推力。只承受膨胀节位移产生的刚度反力和管道伸缩时与导向支架和滑动托架产生的摩擦反力。内压产生的推力和位移产生的刚度反力即：F=Fp＇＋Ｐｋ

而另一端次固定支架还要承受管道伸缩时与导向支架和滑动托架产生的摩擦反力，即：F=Fp＋FK+Ff

作用于固定支架的合力应为所有与之相连和管线产生的作用力的矢量和。一般情况下次固定支架两端承受力很小且相差很小．但考虑管线升温时力的不均衡，可按受力较大一端来计算设计。 ２）、导向支架

导向支架是用来保证管线按一定方向位移，限制其他方向位移，以保证膨胀节安全使用。导向支架分为直线导向支架和平面导向支架。

直线导向支架是指管线在两维方向受到的约束，只允许管线沿一维方向（轴向）运动的支架。平面导向支架是限制管线的一个方向，允许管线在一个平面内移动和转动的支架。 轴向膨胀节一般采用直线导向支架，导向支架设置原则：膨胀节一端靠近固定支架，距固定支架的距离L1≤4DN，DN为管道公称直径，膨胀节另一端应设直线导向支架，第一个导向支架距膨胀节的距离L1≤4DN，第二个导向支架距第一个导向支架距离L2≤14DN．其他导向支架的最大距离为Lmax (见附图2）