金属波纹膨胀节安装使用中应注意的几个问题金属波纹膨胀节以其结构紧凑的明显优势逐渐取代传统的∏型膨胀节而得到普及,在冶金、化工、机械、航天等领域得到广泛应用,在应用过程中,也曾听到见到相关的事故,笔者2003年5月曾亲眼目睹唐山市某钢铁公司制氧厂500m外输管线第二个膨胀节爆裂事故现场,在爆裂点前后两φ219*6管线被甩出80余米,所幸没有人员伤亡,分析其中的原因,觉得我们在应用过程中对膨胀节受力的相关问题认识不够,尤其管系受力,系统急于开车,减压站自调未投用,主固定支架受力过大(主要是管道内压产生的盲板力)被推倒,致膨胀节爆裂事故的发生。
一、公称压力:产品的公称压力是指工作温度为300℃(通常)时的压力值,在实际应用中可根据公称压力与温度的对比选取最大工作压力。
二、工作温度、补偿量及刚度:产品的补偿量(刚度)是指工作温度为300℃(20℃)(通常)计算所的,当使用温度为其它数值时,需对补偿量及刚度进行修正。
三、补偿器预变形:为使补偿器处于一个良好的工作位置,并减少支架受力,宜对补偿器在安装前进行“预变形”。
四、支架设计:a、主固定支架主固定支架一般设置在管道的盲端、弯头、阀门及侧支管线连接处等地方,主固定支架主要受以下作用力(1)管道内压产生的盲板力Fp=P*Ae式中:P—管道的最高工作压力(Mpa)Ae—波纹管的有效面积(mm2)Ae=π/4*D2mDm—波纹管波纹部分的平均直径(2)膨胀节位移时产生的刚度反力Fk=1/2*k*e式中:e—膨胀节的补偿量(mm)K—膨胀节的刚度(N/m)(3)管道伸缩时与导向支架和滑动托架产生的摩擦反力Ff=9.8*μ*(wiL+wzL)式中:μ—摩擦系数wi—每米管道重量(kg/m)wz—每米管道内介质重量(kg/m)L—管段内管道总长度(m)主固定支架需承受上述三种力,靠近膨胀节端主固定支架受内压产生的盲板力和位移产生的刚度反力,即F= Fp + Fk而另一端的主固定支架还要承受伸缩时产生的摩擦反力,即F= Fp + Fk + Ffb.次固定支架次固定支架一般设置在直线管段上轴向型膨胀节之间,不承受管线内压产生的盲板力的作用,但承受管线内压产生的推力,即Fp…=P*(Ae- Ag)= P*π/4*(D2m- D2n)式中:Dn—管道内径(mm)Ag—流通面积(mm2)次固定支架靠近膨胀节一端还要承受位移产生的刚度反力,即:F= Fp…+ Fk而另一端还要承受管道伸缩时产生的摩擦反力,即:F= Fp…+ Fk + Ffc.导向支架导向支架是用来保证管线按一定方向位移,以限制管线在其它方向的位移,保证补偿器的安全使用,导向支架的设置原则如下:膨胀节的一端靠近固定支架,距固定支架的距离L1≤4DN,膨胀节的另一端应设导向支架,第一个导向支架距膨胀节的距离L2≤4DN, 第二个导向支架距第一个导向支架的距离L3≤14DN,其它导向支架的最大间距L max按下式计算:L max =1.57* [EI/(PAe±Ke )]1/2式中: E—管道的弹性摸量(Mpa)I—管道横截面的惯性距(mm4)P—设计压力(Mpa)Ae—波纹管的有效面积(mm2)K—补偿器的刚度(N/m)e—补偿器的额定轴向位移量(mm)当补偿器受压缩时取+Ke,受拉伸时取-Ke安装及使用的其它常规要求,诸如:补偿器的安装方向; 严禁采用补偿器变形调整管道安装超差;波壳避免焊渣飞溅及机械损伤等等相关问题,这里就不在赘述。
总之,只要我们真正全面地了解了产品的相关知识,就可以从根本上避免事故的发生。
膨胀节的安装和试压注意事项膨胀节的安装和试压注意事项1.安装前,应先检查封波纹管膨胀节的型号、规格及管道的支座必须符合设计要求。
2.对带内衬筒的膨胀节,应注意使内衬筒方向与介质流动方向一致(按膨胀节的流向标志安装)。
平面角向型膨胀节的铰链转动平面应与位移平面一致。
3.需要进行"冷紧"的膨胀节,其预变形所用的辅助构件,应在管系安装完毕后拆除。
4.管系安装完毕应立即拆除膨胀节上用作安装运输保护的辅助定位机构及紧固件,并按设计要求将限位装置调到规定的位置,使管系在环境条件下有充分的补偿能力。
5.除设计要求预拉压或"冷紧"的预变形外,严禁用使波纹管变形的方法来调整管道安装偏差,以免影响膨胀节的正常功能,降低使用寿命和增加管系,设备接管及支承构件的载荷。
6.膨胀节所有的活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动部位正常动作。
7.安装过程中不允许焊渣飞溅到波纹管表面和使波纹管受到其它机械损伤。
8.对用于气体介质的膨胀节及其连接管道,作水压试验时,要考虑充水时是否需要对膨胀节的接管加设临时支架以承重。
9.水压试验用水必须洁净,无腐蚀性,并控制水中的氯离子的含量不超过25ppm。
10.水压试验结束后,应尽快排尽波纹中的积水,并迅速将波壳的内表面吹干。
膨胀节的安装注意事项一、膨胀节的安装注意事项:1、安装前,应先检查波纹管膨胀节的型号、规格及管道的支座配置必须符合设计要求;2、对带内衬管的膨胀节,应注意使内衬管方向与介质流动方向一致(按膨胀节的流向标志安装)。
平面角向型膨胀节的铰链转动平面应与位移平面一致;3、需要进行冷紧的膨胀节,其预变形所用的辅助构件,应在管系安装完毕后拆除;4、管系安装完毕应立即拆除膨胀节上用作安装运输保护用的辅助定位机构及紧固件,并按设计要求将限位装置调到规定的位置,使管系在环境条件下有充分的补偿能力;5、除设计要求预拉伸或冷紧的预变形外,严禁用使波纹管变形的方法来调整管道的安装偏差,以免影响膨胀节的正常功能,降低使用寿命和增加管系、设备接管及支承构件的载荷;6、膨胀节所有的活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动部位正常动作;7、安装过程中不允许焊渣飞溅到波纹管表面和使波纹管受到其它机械损伤8、膨胀节的安装应按照管系施工图及膨胀节安装说明书要求进行。
9、安装膨胀节的管道必须恰当的加以导向和固定才能使膨胀节发挥作用,因此导向和固定支架的设置必须严格按设计部门有关技术资料进行。
对于导向、固定支架的设置原则,请详见“波纹膨胀节安装指南”。
10、膨胀节用的波纹管是用薄壁不锈钢板成型的,因此在运输、吊装和焊接期间不要敲击、划伤、引弧、焊接飞溅等原因使波纹管损伤。
11、安装前应清除波纹管及管道内异物,保证波纹管正常运动。
12、对有流向要求的膨胀节应按介绍流向箭头的要求进行安装。
13、为了使波纹管处于良好的工作状态,安装时不能用膨胀节的变形,包括轴向、横向、扭转等变形来调正管系位置安装误差。
14、膨胀节安装完毕后,在系统运行前要拆除所有涂黄色的运输固定螺杆。
膨胀节安装时用力问题膨胀节安装的时候要先预压缩,按你设计要求压缩到规定位置;设备制作完毕后,设备运行中,螺栓不用撤出,但要把螺母松开,保证膨胀节能自由伸缩。
如果你吧螺栓取掉,膨胀节受的弯曲载荷对膨胀节是有影响的;而且在设备检修中(如果要吊装设备)。
还必须把螺栓上紧。
膨胀节一般在安装施工和试压过程中是不允许松开定位螺栓的,因为如果松开会造成膨胀节损坏,无法使用。
只有等全部试压、吹扫合格后,用户使用前才能松开。
切记不管膨胀节安装在那里都要按要求来做。
一般地说,制造厂均会提供膨胀节的安装技术要求及注意事项。
在多数情况下,膨胀节在安装时,均要考虑对膨胀节进行预变形。
但是要注意,在安装膨胀节的管段两端的固定支架必须具有足够的强度这样才能保证在试压时膨胀节以及管段的安波纹管膨胀节的安装要求波纹管膨胀节的安装要求1. 波纹管膨胀节不能承重,应单独吊装,除非对波纹管膨胀节采取加固措施,否则不允许波纹管膨胀节与管道焊接后一齐吊装。
2. 安装前应先检查波纹管膨胀节的型号、规格及管道的支座配置必须符合设计要求。
3. 对带内衬筒的波纹管膨胀节注意使内衬筒的的方向与介质流动方向一致,平面角向型波纹管膨胀节的铰链转动平面与位移平面一致。
4. 需要进行冷紧的波纹管膨胀节,其预变形所用的辅助构件应在管系安装完毕后拆除。
5. 除设计要求预拉伸(或压缩)或“冷紧”的预变形量外,严禁用使波纹管变形的方法来调整管道的安装偏差,以免影响波纹管膨胀节的正常功能,降低使用寿命和增加管系、设备按管及支撑构件的载荷。
6. 安装过程中不允许焊渣飞溅到波纹管膨胀节表面和使波纹管受到其它机械性损伤。
7. 管系安装完毕应立即拆除波纹管上作安装运输保护的辅助定位机构信紧固件,并按设计要求将限位装置调到规定位置。
8. 波纹管膨胀节的所有活动元件不得被外部构件(或者内部固体沉积物)卡死或限制其活动部位正常工作。
9. 对于气体介质的波纹管膨胀节及其连接管道,作水压试验时,要考虑充水时是否需要对波纹管膨胀节上的接管加设临时支架以承重。
10. 水压试验用水必须干净(不能用含有泥沙或者有沉积物的污水)、无腐蚀性,对奥氏体不锈钢波纹管膨胀节应严格控制水中氯离子含量不超过25PPm。
11. 水压试验结束后应尽快排净波纹中的积水波纹管膨胀节是由金属波纹管和构件组成的具有伸缩功能的器件,它能够补偿管道的热变形、机械变形和吸收各种机械振动,起到降低管道变形和提高管道使用寿命的作用。
第一节波纹管膨胀节的分类1. 按是否能吸收管道内介质压力所产生的压力推力(盲板力),可分为无约束型波纹管膨胀节和有约束型膨胀节。
2. 按波纹管的波形结构参数,可分为U形、Ω形、S形、V形(目前国内厂家多数采用U形)。
3. 按波纹管的位移型式,可分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型波纹管膨胀节(大多数厂家都是按这种分类标示在说明书上的)。
(1) 单式轴向型膨胀节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介质压力推力的膨胀节第二节波纹管膨胀节选型与管线设计一、波纹管膨胀节选型必须考虑以下几问题:1. 公称尺寸、联连型式及法兰标准。
2. 设计压力、设计温度。
3. 介质产生的压力推力(盲板力),决定采用无约束膨胀节还是采用有约束膨胀节。
4. 波纹管的材料及热处理:主要取决于工作介质,对于高温蒸汽热网防止应力腐蚀造成的破坏推荐用316L且固溶处理,对于催化、裂化高温装置用波纹管推荐用高镍合金且进行退火或固溶处理。
5. 疲劳寿命---考虑波纹管膨胀节的工作次数。
6. 吸收位移形式----轴向、横向、角向。
二、管道系统中的支座合理的设计管路系统中的支座,是保证波纹管膨胀节正常发挥作用的必要条件,不同类型的波纹管膨胀节,对于管系的支座有不同的要求。
1、主固定支座(Main Anchor)主固定支座是安装在具有一个或者几个无约束波纹管膨胀节的管系上,它必须承受由与它相连接的每一管段上所施加在它上面的力和力矩。
如管道内介质压力产生的压力推力(盲板力),使波纹管膨胀节产生额定位移所需的力和力矩,以及由可调导向支座、定向导向支座所产生的摩擦力,还有管线和介质的重量,流体冲击力,等。