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金属波纹管膨胀节的类型和工程应用

时间:2018-01-22   来源:金属波纹管膨胀节   作者:金属波纹管膨胀节   点击:

  金属波纹管膨胀节是金属管道中常用的柔性补偿元件,其通过波纹管的变形能够吸收或转移位移,具有占用空间小、补偿量大、密封性好等特点,在航天、电力、石油化工、冶金等领域得到了广泛应用。

  

金属波纹管膨胀节的类型

  1、单式通用型膨胀节(Single axial expansion joints)

  由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波纹管压力推力的膨胀节。

  2、复式通用型膨胀节(Double united expansion joints)

  由中间管所连接的两个波纹管及结构件组成,主要用于吸收轴向与横向组合位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节。

  3、单式铰链型膨胀节(Single hinged expansion joints)

  由一个波纹管及销轴、铰链板和立板等结构件组成,可以吸收垂直于铰链平面的角位移,波纹管的压力推力由铰链承受而不作用于两端固支的膨胀节。

  4、单式万向铰型膨胀节(Single gimbal expan— sion joints)

  由一个波纹管及销轴、铰链板、万向环和立板等结构件组成,可以吸收任意平面内的角位移,波纹管的压力推力由铰链承受而不作用于两端固支的膨胀节。

  5、大拉杆横向型膨胀节(Double tied expansion joints)

  由中间管多连接的两个波纹管及拉杆、端板和球面与锥面垫圈等结构件组成,能吸收任一平面内的横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节。

  金属波纹管膨胀节的类型和工程应用

金属波纹管膨胀节在工程上的应用

  因单式通用型膨胀节造价最低,用其吸收管系的轴向位移及少量横向位移是首要选择,图3和4 所示即为典型的吸收轴向位移的例子。如果管系需要吸收除轴向位移外,还有较大的横向位移,可以考虑用中间管连接两个单波纹管构成的复式通用型膨胀节,示意如图11。需要注意的是,膨胀节是管系的薄弱环节,本身不能承重,需要足够的外部约束,这也是所有类型膨胀节在工程应用中应关注的问题。

  金属膨胀节和金属软管作为管道的软连接都可以起到转移位移的作用,但二者在工程上的应用各有侧重,对比如下:

  (1)金属软管是由内部的波纹管和外层缠绕金属网线构成,金属网线承受波纹管压力推力,因此带有金属软管的管系不必考虑压力推力,由此使金属软管得以广泛的应用。

  (2)膨胀节依靠不同的类型可以吸收轴向位移和横向位移,但金属软管只能用于吸收横向位移,而不能用于吸收轴向位移,也不能承受剪力和过大的拉力。

  (3)膨胀节可以做到大到几米的管径,金属软管管径不能过大,且一般用于细长的状态(长径比 i>3),使之有足够的曲率半径,因此占有空间较大。

  (4)膨胀节自身有一定的刚度,在合理的约束状态下是管道系统的一部分,而金属软管不同,是管系中最薄弱的环节。但金属软管也因其自身的优势而在诸多领域,如补偿储罐沉降、隔离设备振动、转移横向位移等方面被成功应用。

  金属波纹管膨胀节作为管道系统中一个特殊的位移转移元件,存在波纹管压力推力,本文给出了该作用力的计算,无约束膨胀节管道约束设置的一般原则,并着重分析了压力推力的两个分量构成,指出其中一个较小分量作用于设备管口,这为管口载荷的正确校验提供了帮助。

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