随着管道金属膨胀节在各个行业的广泛应用,在一些特殊应用场合,对其某些性能指标提出了较高的要求,如在波纹管总长固定下对轴向刚度有苛刻要求的场合. 随着管道金属膨胀节在各个行业的广泛应用,在一些特殊应用场合,对其某些性能指标提出了较高的要求,如在波纹管总长固定下对轴向刚度有苛刻要求的场合,由于管道金属膨胀节的单波轴向刚度与波高立方成反比,设计方案选为高波高、薄壁、多层结构。试验发现,对于直径较大的高波高、薄壁、多层结构膨胀节承受压力时会出现侧壁鼓胀,侧壁环板区域出现较大变形,中点挠度值较大。通过有限元应力分析可知,侧壁环板处为高应力区,等效Mises应力较大, 先出现屈服。同时波峰、波谷处于低应力区,此后随着压力的逐渐增大屈服区域向波谷和波峰两侧扩展。
侧壁鼓胀是管道金属膨胀节子午向刚度不足的典型表现,从强度角度来讲,膨胀节产生侧壁鼓胀形式的子午向屈服是由于子午向应力过大所引起的。EJMA标准第九版在内压承压章节中认为,U形波纹截面较大的子午向应力将会引起侧壁鼓胀,任何波纹形状的变化都会引起侧壁间隙的减小,降低膨胀节位移补偿能力,对疲劳寿命也有可能产生 的影响。显然,严重的侧壁鼓胀是不允许的,当膨胀节产生严重侧壁鼓胀时,环板屈服区域大,变形量大,对膨胀节位移补偿和疲劳寿命都有 的影响。
我们主要通过基于有限元的侧壁鼓胀模拟分析,探讨对于高波高、薄壁、多层结构膨胀节设计时子午向刚度的校核,从而使得一些特殊设计结构的膨胀节在满足强度条件的基础上,侧壁环保不能有较大的变形和较大区域的屈服,设计满足位移补偿和疲劳寿命的要求。
薄壁膨胀节在高压力下的侧壁鼓胀是子午向刚度不足的表现,标准中未曾设计膨胀节子午向的刚度校核,显然对于一些特殊性能要求的膨胀节设计时考虑其子午向刚度校核从而避免侧壁出现严重鼓胀具有 意义。
针对平面失稳而言,在膨胀节出厂水压试验中,要求1.5倍的设计压力包含温度修正下,管道金属膨胀节不失稳;在 承压试验中,EJMA标准对两端固支承内压膨胀节平面失稳 系数取为1.75,将侧壁鼓胀的 裕度同样取为1.75。
结合直梁模拟对管道金属膨胀节的侧壁鼓胀问题进行了初步的探讨,提出了基于直梁模型的膨胀节子午向刚度校核方程,从而得出侧壁鼓胀 设计内压表达式。针对侧壁鼓胀形式的子午向屈服对膨胀节使用性能的影响及子午向刚度的 为合理校核,需要多膨胀节研究学者参与使之完善。
套筒补偿器主要有套筒(芯管),外壳,密封材料等组成。用于补偿管道的轴向伸缩及任意角度的轴向转动。具有体积小补偿量大的特点适用于热水、蒸气、油脂类介质,通过滑动套筒对外套筒的滑移运动,达到热膨胀的补偿。
套筒补偿器的内套筒与管道连接,采用高性能自压式动密封的原理与结构,它可以随着管道的伸缩在外壳内进行自由滑动,能适应任何管道的密封要求。外壳与内套筒之间采用新型合成材料密封,能耐高温,防腐蚀***,适用温度-40至150,特殊情况下可达350。既能***轴向滑动,又能***管内介质不泄漏。套筒式补偿器设计了防拉断装置,可***在其伸缩到极限位置时不被拉开,从而使整个管网运行的安全性大大提高。
套筒补偿器适用于介质工程压力≤2.5MPa,介质温度-40℃~600℃。
套筒补偿器采用新型的密封材料柔性石墨环,其具有强度大,摩擦系数小(0。04~0。10),不老化,效果好,金属软管安装,维修方便等特点。
套筒补偿器的使用寿命大,疲劳寿命与管道相当。滑动表面经特殊处理,在盐水、盐溶液等环境下耐腐蚀性能好,比奥氏体不锈钢高50倍以上。同时,多年后因磨损导致密封效果减弱时,可再次紧固法兰,增强密封性能,也可将螺栓松开,取下压圈,再装进一层或两层密封环,压紧压圈,继续使用。
套筒补偿器对氯离子含量无要求,特别适用于介质或周围环境氯离子超标的系统上。
直埋型套筒式补偿器能直埋于地下,安装时可不设置维修井,工程造价低。
织物类非金属补偿器-机械工业行业标准JB/T12235—2015《非金属补偿器》,2015年4月发布,2015年10月1日起实施. 之前, 没有织物类非金属补偿器的相关标准,针对这一情况,按照有关标准编制计划,金属软管,由仪器仪表元器件标准化技术会组织非金属补偿器制造行业相关单位和 相关检验机构,联合制造了机械工业行业标准JB/T12235—2015《非金属补偿器》,2015年4月发布,2015年10月1日起实施。
非金属补偿器相对于其他补偿器主要优势在于高温下***大补偿位移,并且造价低廉,一般由合成橡胶、纤维织物、隔热材料以及氟塑料等多种非金属材料构成。
非金属补偿器通过吸收热位移来消除管道或设备系统中应力的柔性连接元件,金属软管价格,可起减震、隔震以及吸收管道安装误差的作用。一般由圈带和金属结构件等多种材料构成。行业上部分也称“非金属膨胀节”。按照标准中定义,金属软管接头,此处非金属补偿器一般指圈带类补偿器,可曲挠橡胶接头类非金属补偿器不在此标准范围。
圈带:非金属补偿器的补偿元件,一般由合成橡胶、纤维织物、隔热材料以及氟塑料构成。行业上部分也称“蒙皮”或“圈带”。
按照现有非金属补偿器技术与应用场合,借鉴了 Technical Handbook of Non-metallic compensator,DUCTING SYSTEM FLUIDSEALING ASSOCIATION。JB/T12235—2015《非金属补偿器》标准力求突出非金属补偿器特殊性部分,在同类产品上具有通用型。积极采纳用户反馈意见,对意见不一致的,根据可操作性原则,没有强制规定,留给供需双方 的操作空间。对产品有特别要求或高于标准的要求,供需双方应以技术协议方式约定。由于可借鉴的相关资料非常少,所以标准中的一些技术参数、试验参数都是编写者们在生产实践中总结而来。