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金属波纹补偿器在钢铁产业中的应用

2021-08-01 05:50:41
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金属波纹补偿器也称伸缩器、波纹补偿器、金属补偿器。补偿器分为波纹补偿器、旋转补偿器、波纹补偿器、方形自然补偿器、套筒补偿器等几大类型,其中以金属波纹补偿器较为常用,主要为确定管道运行。

金属波纹补偿器由组成其工作大体的波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件构成。属于一种补偿元件。利用其工作大体波纹管的伸缩变形,以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸改变,或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向移动。也能用于减噪降震。在现代工业中用途范围较广。

金属波纹补偿器在钢铁产业的应用也很广泛,在大型的高炉、热风炉上,主要应用大口径的金属补偿器膨胀节。例如在高炉炉顶设备中的给排压管路系统、高炉炉体的冷却管路系统、送风管路、大型转炉炉顶供氧管路和冷却水管路等,都使用不同类型的金属补偿器膨胀节。在高炉炉体的送风支管中安装了一个通用型补偿器膨胀节,它不仅能补偿管路的位移,还可以减小安装应力。

金属波纹补偿器可用于贮罐与管路的柔性连接。近年来,油田、油库、化工厂的贮罐越建越大,因为地质前提的限制,基础下沉使贮罐和进、出口管路产生位置变化,易造成连接管路和罐壁的损坏所以在贮罐的进、出口管路中安装金属补偿器膨胀节或金属软管来补偿位移。在贮罐的出口管路中安装了小拉杆式(复式式)补偿器膨胀节,它不仅能吸收管路热膨胀产生的轴向位移,而且能补偿由贮罐基础下沉引起的横向位移,防止管路和罐壁的损坏,并且还具有的防震和作用。

金属波纹补偿器的波形可分为“U”形和“Ω”形,“Ω”形波纹管能够承受高压,但只能承受较小的轴向位移;“U”形波纹管则相反,在壁厚相同的情况下,它能承受较大的位移,但只能承受较小的压力。为采用U形波纹管伸缩位移较大的特性,弥补U形波纹管只能较小的压力,人们常采取“补强”的方法-即在“U”形波纹管的外部增加增强部件(一般称作铠装环、加强环)。采用多层结构或增加波纹管的厚度也可以提高波纹管承受内压的能力,但是增加厚度会降低波纹管的疲劳寿命和增加波纹管的刚度。

金属波纹补偿器的损坏原因:

1、输送介质高压蒸汽,线速υ>30m/s以上,在三通、弯头、阀门处形成湍流,使之金属补偿器膨胀节原设计的导流筒低频大幅震动而破坏,特别是大口径,大补偿量导流筒L>460mm以上易发生导流筒疲劳断裂,吹掉;

2、水质处理不好,蒸汽中含有Cl离子,造成不锈钢波纹点蚀或晶格腐蚀;

3、安装偏转,固定墩发生滑移,应力失去平衡,也是造成波纹元件扭转(曲)变形破坏的原因之一。

4、设计或操作失误,造成汽水冲击,爆破性水锤,严重打(震)破波纹管元件;

5、大口径螺旋管道,因其内应力没取消,使之恢复应力造成波纹扭曲破坏。

金属波纹补偿器为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力,而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。由于它作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件,工作优良、性能良好、结构紧凑等优点,已广泛应用在化工、冶金、核能等部门。


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