金属波纹膨胀节管道的设计与安装

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1、工租与座1石油化工设计2005,22(3)46一48金属波仗膨胀节管道的议计与欧伟平(中国石化南京金陵石化工程有限责任公司，江苏，210042)摘要:简述了金属波纹膨胀节的定义和基本特点，以一些事故为例，分析了事故发生的原因，强调了金属波纹膨胀节管道在设计及安装时应注意的问题。关键词:膨胀节;设计;安装随着膨胀节制造技术的日益发展，金属波纹膨胀节的品种越来越多。因其比“11”形补偿占用空横向大拉杆型膨胀节轴向IIVAK-i}/QF间小、比套筒和球型补偿器不易渗漏、补偿性能良”又乙=二二牛试一一一一C义一一;HTX'"好、使用维护简单等特点，广泛应用在工业部门的图1某钢铁厂DN350蒸汽管

2、道各类管道补偿上。但自上世纪90年代以来，相继发器;;C一H段中间D一G处有障碍物，外围空间较狭生金属膨胀节被拉直和拉裂、支架被推倒或管道支小，只能设置一小型的“且”形补偿DEFG，因其补座被推坏等事故，致使设计单位、膨胀节制造商、施偿能力较小，设计者又在C一D段靠近D处设置了工安装单位间间的纠纷不断。通过对这些事故的一个普通轴向型膨胀节，结果在管系进行水压试分析，笔者认为是由于在设计选型、管道支架设置、验时，膨胀节的波纹管被拉成直筒而完全失效。安装等环节对应用膨胀节的要素缺乏深深了解，因其选型与布置违反了这样一个膨胀节设置原则:而有必要根据这些事故，分析金属膨胀节管道的设如果在同一个管线

3、上既使用膨胀节又使用胀力计与安装过程容易出现的问题，并提出解决方案。弯，则必须用固定支架将包含膨胀节的管段与包含胀力弯的管段分离〔’〕。由于轴向型膨胀节与D1膨胀节的设计选型点之间没有设置固定支架，D处弯头产生的内压盲金属波纹膨胀节的种类很多，一般有轴向型、板力，直接传递到轴向型膨胀节，致使波纹管承受横向型、角向型、压力平衡型等4大类12多个品不了内压盲板力产生的轴向拉力而破坏。由于原种，各种膨胀节的结构不同，对管道系统热膨胀的_有老管架不能承受大的轴向推力，正确的设计应在补偿方式及推力大小也不一样，因此必须全面分D一E,E一F,F-G三段各设置一个铰链式角向型膨析管系是单一轴向热膨胀还是

4、在轴向、横向、角向胀节，就完全能吸收C一H段的热膨胀，并且这种带均有热位移，再针对性地选择适用的膨胀节。有约束装置的膨胀节使得内压盲板力在管系内得图1是某钢铁厂利用原有管架水平敷设的一到平衡，无须由固定支架承受其巨大的推力。段DN350蒸汽管道。收稿日期:2005-04-08。修改稿收到日期:2005-07-150设计者在A,C,H3点设置固定支架将管系分作者简介:欧伟平(1963一)，男，江苏省宜兴市人。1984年毕业于南京工学院(现东南大学)工程热物理专业。工程师。一直从成两段，A一C为L形，设置了横向大拉杆型补偿事热能工程设计工作。第22卷欧伟平.金属波纹膨胀节管道的设计与安装图2是

5、某化工厂一根DN800蒸汽管道，管道管系安装、试压、正常运行3种状态，就能了解支工作压力1.3MPa(G)，工作温度250900架受力的详细情况。请看下面的两个例子。轴向平衡型膨胀节轴向N'1膨胀节轴向411膨胀节2.1实例1law子二濡共二瑞舟有图3所示协325x8管系，钢管材质20号钢，ABCDE钢管与工作介质的单位重量q二70甲m，工作温度图2某化工厂一根DN800蒸汽管道T=20090，工作压力Pl=0.6MPa，管长L二25m，支为避免弯头处产生的内压盲板力对固定支架座摩擦系数S=0.3，选用普通轴向型波纹膨胀节刚A的推力，设计者在A一B间选用了轴向平衡性膨度‘=2,30N/mm

6、,膨胀节预拉伸△;二30mm，工作胀节。但为节约投资，随后的管段上均设置了普状态膨胀节被压缩I}i2=50mm，波纹膨胀节有效截通轴向型膨胀节，这样选型的缺陷是:虽然固定支架A不必承受内压盲板力，但A一B间选用的平衡面积A二0.097时，水压试验压力P2=0.951MPao轴向型膨胀节型膨胀节因其特殊的盲板力自平衡结构将内压盲板力传递给了支架B，本来是中间固定支架的B必须承受内压盲板力对其的巨大推力，没有达到选用平衡型膨胀节使固定支架不受内压盲板力推图3025x8管系膨胀节力的初衷。此种管系合理的设计选型有两种:固定支架A所受水平推力如下(不考虑外界(1)全部选用普通轴向型膨胀节，膨胀节的

7、投荷载的影响):资相对来说比较小，但管系两端的主固定支架必(1)安装状态，即常温一无压时。须承受内压盲板力的推力，这种选型仅仅适用在此时只有膨胀节预拉伸产生的弹性力作用在管道直径小、工作压力低的管系。对直径较大(DN400以上)、压力较高(1.0MPa以上)的管系，内压固定支架上，该力将固定支架向内拉:盲板力形成的轴向推力达十几吨甚至数十吨以F=G·O1=230x30=6900(N)(2)试压状态，即常温一试压压力时。上