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波纹补偿器的构造和原理

波纹补偿器的构造和原理

        轴向内压式波纹补偿器是一种挠性、薄壁、有横向波纹的具有伸缩功能的器件,它由金属波纹管与构件组成。波纹管补偿器的工作原理主要是利用自身的弹性变形功能,补偿管道由于热变形、机械变形和各种机械振动而产生的轴向、角向、侧向及其组合位移,补偿的作用具有耐压、密封、耐腐蚀、耐温度、耐冲击、减震降噪的功能,起到降低管道变形和提高管道使用寿命的作用。
        波纹管补偿器主要有稳定性及腐蚀。通过合理的设计,波纹管疲劳寿命、安装正确及管系应力分析等措施,可以解决波纹管的稳定性。对于腐蚀,可以通过两种方式解决:
        1)合理的波纹管选材和补偿器结构设计,阻断腐蚀源。
        2)加强小室积水管理,从根本上解决腐蚀。对用于供热管网的波纹管的选材,除应考虑工作介质、工作温度和外部环境外,还应考虑应力腐蚀的可能性、水处理剂和管道清洗剂对材料的影响等,并在此基础上结合波纹管材料的焊接、成型以及材料的性能价格比,优选出经济实用的波纹管制作材料。
一般情况下,选用波纹管的材料应满意下列条件:
         1)良好的塑性,便于波纹管的加工成形,且能通过随后的处理工艺(冷作硬化、热处理等)获得足够的硬度。
         2)高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证波纹管正常工作。
         3)良好的焊接性能,满足波纹管在制作过程中的焊接工艺要求。
         4)较好的耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求。大多数生产厂家都采用奥氏体不锈钢,如材料牌号为0Cr18Ni9(相当于304)、00Cr19Ni10(相当于304L)、0Cr17NiMo2(相当于316)、00Cr17Ni4Mo2(相当于316L)。为了提高波纹管的耐蚀性,现供热管网波纹管的用材多选用316或316L,这两种材料用于热力管网应该是性能价格比较为优良的材料。
对于地沟敷设的热力管网,当补偿器所处管道地势较低时,雨水或事故性污水会浸泡波纹管,应考虑选用耐蚀性更强的材料,如铁镍合金、高镍合金等。由于此类材料价格较高,在制造波纹管时,可以考虑仅在与腐蚀性介质接触的表面增加一层耐蚀合金。
        疲劳寿命设计由波纹管补偿器的失效类型及原因分析可以看出,波纹管的平面稳定性、周向稳定性及耐腐蚀性能均与其位移量即疲劳寿命相关。过低的疲劳寿命将会导致波纹管稳定性及耐蚀性能下降。根据试验和使用经验,用于供热工程的波纹管疲劳寿命应不小于1000次。
        大多数波纹管的失效是由外部环境腐蚀造成的,因此在进行补偿器的结构设计时,可考虑隔绝外部腐蚀介质与波纹管的接触。如对于外压轴向型补偿器可在出口端环与出口管之间增加填料密封装置,其作用相当于套筒补偿器,既可抵挡外部腐蚀介质的侵入,又给波纹管补偿器增加了一道安全屏障,即使波纹管破坏,补偿器还可以起到补偿作用并避免波纹管失效。上海骆盈生产的波纹管补偿器优化波纹补偿器参数使产品具有结构紧凑、补偿量大、刚度小、寿命长等特点。补偿器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补偿器和有约束型补偿器,按波纹管的位移形式,可分为轴向型补偿器、横向型补偿器、角向型补偿器及压力平衡型波纹管补偿器。
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