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帶你全面了解各行業(yè)管道伸縮器(補(bǔ)償器)

 

橡膠管道補(bǔ)償接頭特點(diǎn)

     一、體積小、重量輕、彈性好、安裝維修方便。

     二、安裝時(shí)可產(chǎn)生軸向、橫向、經(jīng)向、角向位移,不受用戶管道不同心、法蘭不平行的限制。

     三、工作時(shí)可減振降噪。

     四、用特殊的合成橡膠可耐高溫、耐酸堿、耐油,是化工耐腐蝕管道的理想產(chǎn)品。

     金屬管道補(bǔ)償接頭的主要特點(diǎn):

伸縮補(bǔ)償量大,承受溫度高,承受壓力大。

補(bǔ)償接頭作用

     1.補(bǔ)償吸收管道軸向、橫向、角向受熱引起的伸縮變形。

     2.吸收設(shè)備振動(dòng),減少設(shè)備振動(dòng)對管道的影響。

     3.吸收地震、地陷對管道的變形量。

     因?yàn)楣艿赖臒崦浝淇s,所以對于管道來說,就要產(chǎn)生管壁的應(yīng)力和推拉力;管壁應(yīng)力大小,影響管道的強(qiáng)度,推拉力增大,管道的固定支架就要做的很大,來承受管道伸縮所產(chǎn)生的推拉力;所以利用伸縮節(jié)補(bǔ)償?shù)淖冮_量辦法,以降低管壁應(yīng)力和推力。

 

補(bǔ)償接頭分類

     伸縮節(jié)(膨脹節(jié))主要用于補(bǔ)償管道因溫度變化而產(chǎn)生的伸縮變形,也用于管道因安裝調(diào)整等需要的長度補(bǔ)償,主要分為彎管式膨脹節(jié)、波紋管膨脹節(jié)和套管伸縮節(jié) 3種結(jié)構(gòu)形式。

 

     彎管式膨脹節(jié)

     將管子彎成U形或其他形體(下圖 [彎管式膨脹節(jié)]),并利用形體的彈性變形能力進(jìn)行補(bǔ)償?shù)囊环N膨脹節(jié)。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度好、壽命長、可在現(xiàn)場制作,缺點(diǎn)是占用空間大、消耗鋼材多和摩擦阻力大這種膨脹節(jié)廣泛用于各種蒸汽管道和長管道上。

 

     波紋管膨脹節(jié)

     用金屬波紋管制成的一種膨脹節(jié)。它能沿軸線方向伸縮,也允許少量彎曲。下圖[波紋管膨脹節(jié)]為常見的軸向式波紋管膨脹節(jié),用在管道上進(jìn)行軸向長度補(bǔ)償。為了防止超過允許的補(bǔ)償量,在波紋管兩端設(shè)置有保護(hù)拉桿或保護(hù)環(huán),在與它聯(lián)接的兩端管道上設(shè)置導(dǎo)向支架。另外還有轉(zhuǎn)角式和橫向式膨脹節(jié),可用來補(bǔ)償管道的轉(zhuǎn)角變形和橫向變形。這類膨脹節(jié)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間,節(jié)約材料,便于標(biāo)準(zhǔn)化和批量生產(chǎn),缺點(diǎn)是壽命較短。波紋管膨脹節(jié)一般用于溫度和壓力不很高、長度較短的管道上。隨著波紋管生產(chǎn)技術(shù)水平的提高,這類膨脹節(jié)的應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大。由構(gòu)成其工作主體的波紋管(一種彈性元件)和端管、支架、法蘭、導(dǎo)管等附件組成。主要用在各種管道中,它能夠補(bǔ)償管道的熱位移,機(jī)械變形和吸收各種機(jī)械振動(dòng),起到降低管道變形應(yīng)力和提高管道使用壽命的作用。波紋補(bǔ)償器連接方式分為法蘭連接和焊接兩種。直埋管道補(bǔ)償器一般采用焊接方式

 

     套管伸縮節(jié)

     由能夠作軸向相對運(yùn)動(dòng)的內(nèi)外套管組成(下圖[套管伸縮節(jié)])。內(nèi)外套管之間采用填料函密封。使用時(shí)保持兩端管子在一條軸線上移動(dòng)。在伸縮節(jié)的兩端裝設(shè)導(dǎo)向支架。它的優(yōu)點(diǎn)是對流體的流動(dòng)摩擦阻力小,結(jié)構(gòu)緊湊;缺點(diǎn)是密封性較差,對固定支架推力較大。套管伸縮節(jié)主要用于水管道和低壓蒸汽管道。

 

非金屬膨脹節(jié)

      風(fēng)道橡膠補(bǔ)償器由橡膠和橡膠一纖維織物復(fù)合材料、鋼制法蘭、套筒、保溫隔熱材料組成,主要用于各種風(fēng)機(jī)、風(fēng)管之間的柔性連接,其功能是減震、降噪、密封、耐介質(zhì)、便于位移和安裝,是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中一種極為理想的減震、降噪、消煙除塵的最佳配套件。

 

     纖維織物膨脹節(jié)

     織物補(bǔ)償器主要為纖維織物、橡膠、等耐高溫材料。能補(bǔ)償風(fēng)機(jī)、風(fēng)管運(yùn)行的震動(dòng)及管道變形。纖維織物膨脹節(jié)可補(bǔ)償軸向、橫向、角向等產(chǎn)品,具有無推力、簡化支座設(shè)計(jì)、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點(diǎn),特別適用于電廠熱風(fēng)管道及煙塵管道。非金屬補(bǔ)償器中的纖維織物、保溫棉體本身具有吸聲、隔振的功能,能有效的減少鍋爐、風(fēng)機(jī)等系統(tǒng)的噪聲和振動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡單、體輕,維修方便。

 

各種管材伸縮節(jié)特點(diǎn)以及適用范圍

非金屬膨脹節(jié)

     非金屬,非金屬柔性補(bǔ)償器:也稱非金屬膨脹節(jié)、非金屬織物補(bǔ)償器,可補(bǔ)償軸向、橫向、角向,具有無推力、簡化支座設(shè)計(jì)、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點(diǎn),特別適用于熱風(fēng)管道及煙塵管道。

特點(diǎn):

1、補(bǔ)償熱膨脹:可以補(bǔ)償多方向,大大優(yōu)于只能單式補(bǔ)償?shù)慕饘傺a(bǔ)償器。

2、補(bǔ)償安裝誤差:由于管道連接過程中,系統(tǒng)誤差再所難免,纖維補(bǔ)償器較好的補(bǔ)償了安裝誤差。

3、消聲減振:纖維織物、保溫棉體本身具有吸聲、隔震動(dòng)傳遞的功能,能有效的減少鍋爐、風(fēng)機(jī)等系統(tǒng)的噪聲和震動(dòng)。

4、無反推力:由于主體材料為纖維織物,無力的傳遞。用纖維補(bǔ)償器可簡化設(shè)計(jì),避免使用大的支座,節(jié)省大量的材料和勞動(dòng)力。

5、良好的耐高溫、耐腐蝕性:選用的氟塑料、有機(jī)硅材料具有較好的耐高溫和耐腐蝕性能。

6、密封性能好:有比較完善的生產(chǎn)裝配系統(tǒng),纖維補(bǔ)償器可保證無泄露。

7、體輕、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便。

8、價(jià)格低于金屬補(bǔ)償器、質(zhì)量優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品。

 

不銹鋼:有直筒型、復(fù)式、角向型和方型等四種類型。

     不銹鋼補(bǔ)償器可補(bǔ)償軸向、橫向、角向、具有無推力、簡化支座設(shè)計(jì)、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點(diǎn),特別適用于熱風(fēng)管道及煙塵管道。

金屬:金屬波紋補(bǔ)償器的可靠性是由設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)行管理等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的。可靠性也應(yīng)該從這幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。材料選擇對用于供熱管網(wǎng)的波紋管的選材,除應(yīng)考慮工作介質(zhì)、工作溫度和外部環(huán)境外,還應(yīng)考慮應(yīng)力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對材料的影響等,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合波紋管材料的焊接、成型以及材料的性能價(jià)格比,優(yōu)選出經(jīng)濟(jì)實(shí)用的波紋管制作材料。

 

一般情況下,選用波紋管的材料應(yīng)滿足下列條件:

1)高彈性極限、抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,保證波紋管正常工作。

2)良好的塑性,便于波紋管的加工成形,且能通過隨后的處理工藝(冷作硬化、熱處理等)獲得足夠的硬度和強(qiáng)度。

3)較好的耐腐蝕性能,滿足波紋管在不同環(huán)境下工作要求。

4)良好的焊接性能,滿足波紋管在制作過程中的焊接工藝要求。

對于地溝敷設(shè)的熱力管網(wǎng),當(dāng)補(bǔ)償器所處管道地勢較低時(shí),雨水或事故性污水會(huì)浸泡波紋管,應(yīng)考慮選用耐蝕性更強(qiáng)的材料,如鐵鎳合金、高鎳合金等。由于此類材料價(jià)格較高,在制造波紋管時(shí),可以考慮僅在與腐蝕性介質(zhì)接觸的表面增加一層耐蝕合金。疲勞壽命設(shè)計(jì)由波紋管補(bǔ)償器的失效類型及原因分析可以看出,波紋管的平面穩(wěn)定性、周向穩(wěn)定性及耐腐蝕性能均與其位移量即疲勞壽命相關(guān)。過低的疲勞壽命將會(huì)導(dǎo)致金屬波紋管穩(wěn)定性及耐蝕性能下降。

 

規(guī)范要求與選型計(jì)算

     GB50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中要求,5.9.5 供暖管道熱膨脹及補(bǔ)償。強(qiáng)制性條文。

      供暖系統(tǒng)的管道由于熱媒溫度變化而引起熱膨脹,不但要考慮干管的熱膨脹,也要考慮立管的熱膨脹,這個(gè)問題必須重視。

 

      在可能的情況下,利用管道的自然彎曲補(bǔ)償是簡單易行的,如果自然補(bǔ)償不能滿足要求,則應(yīng)根據(jù)不同情況通過計(jì)算選型設(shè)置補(bǔ)償器。對供暖管道進(jìn)行熱補(bǔ)償與固定,一般應(yīng)符合下列要求:

      1 水平干管或總立管固定支架的布置,要保證分支干管接點(diǎn)處的最大位移量不大于40mm;連接散熱器的立管,要保證管道分支接點(diǎn)由管道伸縮引起的最大位移量不大于20mm;無分支管接點(diǎn)的管段,間距要保證伸縮量不大于補(bǔ)償器或自然補(bǔ)償所能吸收的最大補(bǔ)償率;

      2 計(jì)算管道膨脹量時(shí),管道的安裝溫度應(yīng)按冬季環(huán)境溫度考慮,一般可取0-5℃;

      3 供暖系統(tǒng)供回水管道應(yīng)充分利用自然補(bǔ)償?shù)目赡?/font>\';當(dāng)利用管道的自然補(bǔ)償不能滿足要求時(shí),應(yīng)設(shè)置補(bǔ)償器。采用自然補(bǔ)償時(shí),常用的有L 形或Z 形兩種形式;采用補(bǔ)償器時(shí),要優(yōu)先采用方形補(bǔ)償器;

     4 確定固定點(diǎn)的位置時(shí),要考慮安裝固定支架(與建筑物連接)的可行性;

     5 垂直雙管系統(tǒng)及跨越管與立管同軸的單管系統(tǒng)的散熱器立管,當(dāng)連接散熱器立管的長度小于20m 時(shí),可在立管中間設(shè)固定卡;長度大于20m 時(shí),應(yīng)采取補(bǔ)償措施;

     6 采用套筒補(bǔ)償器或波紋管補(bǔ)償器時(shí),需設(shè)置導(dǎo)向支架;當(dāng)管徑大于等于DN50 時(shí),應(yīng)進(jìn)行固定支架的推力計(jì)算,驗(yàn)算支架的強(qiáng)度;

     7 戶內(nèi)長度大于10m 的供回水立管與水平干管相連接時(shí),以及供回水支管與立管相連接處,應(yīng)設(shè)置2~3 個(gè)過渡彎頭或彎管,避免采用"T" 形直接連接。

1)熱力管道的熱伸長量通常按下式計(jì)算:Δx=α(t1-t2)L

其中:Δx—— 管道的熱伸長量,mm; α —— 鋼管的線膨脹系數(shù),mm/(m ), t1 —— 管內(nèi)介質(zhì)溫度,℃,管內(nèi)介質(zhì)指蒸汽、熱水、過熱水等; t2 —— 管道安裝時(shí)的溫度,, L —— 管道計(jì)算長度,m

      計(jì)算管道熱伸長量,是為了確定補(bǔ)償器的所需補(bǔ)償量,或驗(yàn)算管道因熱伸長而產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力,所以對于管道的熱伸長量應(yīng)計(jì)算其最大值,即取冷態(tài)安裝條件的最低溫度和熱態(tài)運(yùn)行條件的最高溫度之間的最大溫差。

由于管網(wǎng)安裝的氣候條件差異很大,因此t2不應(yīng)有統(tǒng)一的取值,應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的氣候條件和施工環(huán)境,確定適當(dāng)?shù)墓艿腊惭b溫度。

     1 、固定支架是暖通空調(diào)中經(jīng)常用到的一種支架,它在系統(tǒng)中起固定和支撐管道的作用,一般由設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要設(shè)定具體位置,各種規(guī)范中規(guī)定較少,補(bǔ)償器用于吸收管道因溫度增高引起膨脹造成的長度增大。有“г”型、“Z”型的自然補(bǔ)償器和方形、套筒、波紋管補(bǔ)償器等多種形式,設(shè)計(jì)人設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)伸縮量、管徑等條件選用。可是現(xiàn)在許多設(shè)計(jì)人員對此不重視,或漏畫,或胡亂對付,位置和數(shù)量都沒有經(jīng)過仔細(xì)推敲,不甚合理,根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了一套在室內(nèi)95/70℃熱水采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中快速設(shè)置固定支架和補(bǔ)償器的方法,結(jié)合示例詳述如下,望能起到拋磚引玉的作用。

      2 、設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)中固定支架的設(shè)置應(yīng)在管徑計(jì)算完畢之后,此時(shí)系統(tǒng)管道的布置已經(jīng)完成,系統(tǒng)每一段的管徑已經(jīng)計(jì)算確定,固定支架可以開始布置。

     2.1 、計(jì)算管道熱伸長量

X=0.012(t1-t2)L ……(1)

其中:X——管道的熱伸長量,mm;

t1——熱媒溫度,,

t2——管道安裝時(shí)的溫度, ,一般按-5℃計(jì)算.

L——計(jì)算管道長度m;

0.012——鋼鐵的線膨脹系數(shù),mm/m·℃

t1=95℃簡化得:

X=1.2L  ……(2 )

     2.2、確定可以不裝補(bǔ)償器和應(yīng)用“г”型、“Z”型管段自然補(bǔ)償?shù)墓芏?/font>

對于本文所述系統(tǒng)由固定點(diǎn)起,允許不裝補(bǔ)償器的直管段最大長度民用建筑為33m,工業(yè)建筑為42m(管道伸長量分別為40mm50mm)。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)一般每段臂長不大于2030m,不小于2m。在自然補(bǔ)償兩臂頂端設(shè)置固定支架。“г”型補(bǔ)償器一般用于DN150以下管道;最大允許距離與管徑關(guān)系見表1。“Z” 型補(bǔ)償器可以看做兩個(gè)“г”型補(bǔ)償器。

1 г”型補(bǔ)償器最大允許距離

2.3、確定不能進(jìn)行自然補(bǔ)償部分管道的熱伸長量,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果設(shè)置補(bǔ)償器

能進(jìn)行自然補(bǔ)償部分管道確定了,其余部分就是應(yīng)該設(shè)置補(bǔ)償器的部分。計(jì)算這部分伸長量,如果較長要設(shè)置多個(gè)補(bǔ)償器,應(yīng)注意均勻設(shè)置;并在兩個(gè)補(bǔ)償器中間設(shè)置固定支架。選擇時(shí)注意套筒補(bǔ)償器容易漏水漏氣,適合安裝在地溝內(nèi),不適宜安裝在建筑物上部;波紋管補(bǔ)償器能力大耐腐蝕,但造價(jià)高并且需要設(shè)置導(dǎo)向支架;方形補(bǔ)償器需要的安裝空間較大,但運(yùn)行可靠應(yīng)用廣泛。設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)工程具體情況選用。

3、例題[已知] 如圖1所示,某民用建筑95/70℃熱媒供熱管道a-b段長度為32mb-c段長度為24mc-d段長度為63md-e段長度為48m,管徑如圖所示。

 [] 計(jì)算管道熱伸長量,設(shè)置補(bǔ)償器和固定支架。

 [] 首先按照公式(2)計(jì)算可得

  a-b段管道熱伸長量=38.4mm

  b-c段管道熱伸長量=28.8mm

  c-d段管道熱伸長量=75.6mm

d-e段管道熱伸長量=57.6mm

由以上計(jì)算可知,

a-b段和b-c段伸長量不超過規(guī)定值,可不設(shè)補(bǔ)償器,但應(yīng)在管段中部(點(diǎn)fg)設(shè)一固定支架,使管道可以有固定點(diǎn)向兩側(cè)自由伸縮。

d-e段可以從e點(diǎn)開始向d點(diǎn)量33mp處設(shè)一固定支架。p-d段長15m.

c-d段上設(shè)hk點(diǎn),這樣g-cc-h形成“г”型補(bǔ)償器, k-dd-p形成另一“г”型補(bǔ)償器。根據(jù)管徑查表1c-h長度介于2.5m18m之間,本系統(tǒng)定為15m; k-d長度介于3m20m之間,本系統(tǒng)定為15m.h-k長度為33m設(shè)置一個(gè)方形補(bǔ)償器,詳見國標(biāo)圖N106,本不再贅述。設(shè)定好固定支架和補(bǔ)償器的系統(tǒng)如圖2所示。

4、 固定支架和補(bǔ)償器的設(shè)置應(yīng)按照一定的步驟精心設(shè)計(jì),并密切配合施工單位施工才能獲得較好的效果。對此我們應(yīng)充分重視,不能草草了事。

 

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