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          管道的熱位移與波紋管補償器的應用

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          管道的熱位移與波紋管補償器的應用

          發布日期:2018-04-16 作者:揚州邁翔 點擊:

          1. 概述  

          鋼鐵、石化、冶金、熱力等行業的動力管道設計時必需考慮管道的熱脹冷縮問題。為使管道在熱狀態下穩定和安全,并減少管道熱脹冷縮時所產生的應力,管道受熱時的熱伸長量應預以補償(吸收)。



          一、管道熱補償的方法

          1.利用管道自身的彎曲(走向)的特點及彈性變形的能力吸收管道的熱位移,稱之為管道的自然補償能力;


          2.采用波紋管補償器吸收位移。


          二、管道熱補償的設計原則

          1.首先應從管道布置上考慮自然補償;2.應考慮管道的冷緊;

          3.在上述兩條件未能滿足管道熱伸長補償要求時,必需采用波紋補償器;

          4.在選擇補償器時,應結合管線的具體條件選擇合適的補償器形式。

          5.補償器的位置應使管道布置美觀、協調。



            §2.管道熱伸長量的計算

          管道熱伸長量按式(G―3)計算:

                           △L=α·L(t2-t1)                  (G―3)

          式中   △L         熱伸長量,cm;

                 L            計算管長,m;

                 α            管道的線膨脹系數,cm/(m·c),見表(B―5);

                 t2               管內介質溫度,℃;

                 t1              管道安裝溫度,℃

                      



                            常用鋼材的線膨脹系數(×10-4cm/(m·℃))              B―5

          鋼號

          設計溫度(℃)

          20

          100

          150

          200

          250

          300

          350

          400

          450

          500

          10

          11.90

          12.25

          12.60

          12.70

          12.80

          12.90

          13.00

          13.50

          20

          11.90

          11.64

          11.12

          12.45

          12.78

          13.31

          13.83

          13.88

          13.93

          16Mn

          8.31

          9.65

          10.99

          11.60

          12.31

          12.77

          13.22

          13.47

          13.71

          16MnV

          8.31

          9.65

          10.99

          11.60

          12.31

          12.77

          13.22

          13.47

          13.71

           

            §3.管道的自然補償

          在實際管道設計中,管道的走向常常出現L形直角彎、Z字形折角彎以及空間立體彎等典型管段,自然補償就是利用這種管道自身的彎曲(柔性)來補償管道的熱伸長。



          當彎管轉角小于150o時,該彎管具有自然補償能力,能用作自然補償;大于150o時,該彎管不具有自然補償能力,不能用作自然補償。



          自然補償的管道臂長不應超過20~25米,彎角處的應力不應超過[σ bw]=80Mpa



             一、L形直角彎管段的自然補償

              圖3.為自然補償的L形管段,其短臂長度按式(G―5)計算。

                 =1.1×     (m)             (G―4)

          式中△L          長臂L的熱伸長量,mm;

                D           管道外徑,mm  

          波紋管補償器

          圖3 為自然補償的L形管段

             二、乙形折角彎管段的自然補償

              圖4.為自然補償的Z形管段,其短臂長度按式(G―5)計算。

                     =blob.png (m)             (G―4)

              式中  △t           計算溫差,℃

                D            管道外徑,mm

                E            管道材料的彈性模量,Mpa;

                K            等于L1/L2

                   [σ bw]         管道材料的許用應力,Mpa。



          波紋管補償器廠家

          圖4 為自然補償的Z形管段

              三、空間立體管段自然補償能力的驗算



              圖5.為空間立體管段的自然補償,

               其自然補償能力是否滿足要求,可按式(G―6)進行判斷.

                 blob.png   (G―6)

           



              式中  △L           管道三個方向熱伸長量的向量總和,cm;

                    DN           管道外徑,mm;

                    L              管道展開總長度,m;

                    U             管道兩端固定點之間的直線距離,m。



          blob.png 

          圖5 空間立體管段的自然補償

          式(G―6)有幾個使用條件:1.一根管道,管材直接一致;2.兩端必須是固定點;3.中間無極限位支吊架;4.無分支管。



            §4.波紋補償器在動力管道上的應用

          波紋補償器由于其配管簡單,支架工程費用低、能夠承受高溫高壓、壽命長、便于維修管理等優點,在鋼鐵、石化、冶金等行業的動力管道中被廣泛應用。



          波紋補償器有三種基本的位移形式,即軸向型、橫向型和角向型。所謂補償器的選型就是結合工程管路的安裝布局、空間環境以及受力條件,將復雜的管系分解為直線型、L型和Z型等典型管段,變復雜管系為簡單管系,并進行熱位移量的計算,然后選用相應型式的波紋補償器,保證管系的安全運行。



          用波紋補償器對管段進行分段熱補償時,一個管段內原則上只能設一個直線位移補償器,或設一組角向(角向型、角向加橫向型)補償器。



          泰州市亞興波紋管制造有限公司坐落于風景如畫的江蘇省泰州市姜堰區,素有魚米之鄉之稱。是一家專業生產補償器的企業。公司主要生產非金屬補償器、非金屬膨脹節、波紋管補償器等產品。公司產品嚴格按照國家標準生產制造,聯系電話:13705268427

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