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常见管道伸缩节种类和应用

伸缩节

伸缩器也可称为管道伸缩节、膨胀节、补偿器,伸缩接头。伸缩节是泵、阀门,管道等设备与管道连接的新产品,通过全螺栓把它们连接起来,使其成为整体,并有一定的位移量,方便安装。可承受管线的轴向压力。这样就可以在安装维修时,根据现场安装尺寸进行调整,在工作时,不仅提高工作效率,而且对泵、阀们等管道设备起到一定保护作用。
在供水管道工程特别是大口径供水工程建设中,各种不同功能管道配件多如牛毛,而这其中有一个特别不起眼的配件,它不像排气阀一样鹤立鸡群于管道之上,也不像调流阀一样可以实时微调,更不像流量计、水质仪表一样需要备受关注,甚至可以说在管道正常供水的情况下,我们都是忽略这一管道配件的,但这并不妨碍它在管道运行时默默无闻的发挥自己不可替代的作用,而他就是我们今天的主角管道伸缩节。
伸缩节又称伸缩器、补偿器、膨胀节等等,不管名字怎么千变万化,它的作用大致上可以总结为缓冲,吸收管道上不同方向上受的力,并补偿因不同方向上受力而引起的变形的量,打个比方,管道节点上的伸缩节,它就好比人体骨骼关节上的软骨,
在人体运动时保护骨骼不受刚性摩擦破坏,当然管道不会像人一样上蹿下跳,它只想安安静静的躺在那里,但这并不表示管道就不受力变形,最常见的管道受力变形情况就是受到热胀冷缩的物理规律影响,在宏观上表现为受热管道伸长,而遇冷管道收缩。虽然平时我们很难直观的看出一段管道在夏天或者冬天有什么形状上的不同,但是一条供水管路往往需要数以公里级的长度,在这个尺度下,热胀冷缩的微小变化量足以累加到我们肉眼能够直观观测到的可怕程度,如果没有管道伸缩节的缓冲,那么这些形变势能将会使管道扭曲,支点位移,更有严重者会在相对脆弱弯头焊缝处直接崩裂开来。
此外随着城市建设发展的加快,以前铺设管道的地方鲜有人烟,地势自然均匀,而现在高楼桥梁一个个建得比谁都快,这些大型建筑的桩基,往往会对周边土地产生挤压作用,这无疑会对周边的管道施加压力,引起局部的位移和变形。而这局部的位移量又会牵扯较长范围内的管道收缩,咱们再往更极端的方向说,地址沉降、塌方甚至地震 这些都会对管道施加复杂的力,虽然天灾难以避免,但是管道上有伸缩节总比没有的要好,保不准哪一次4-5级的地震,你刚好管道上多装了这么一个伸缩节就扛过去了。
为了了解不同种类的伸缩节在管道上的使用情况,我们首先要把管道受力进行简单分析,施加在管道上的力一般可以简单地分解为轴向力、径向力、周向力。这些都是管道承受一般应力的情况,至于植入减应力的等特殊的应力,因为作用在管道极短的范围内,很难在宏观上产生变化,所以我们不予考虑。那么针对上述不同的受力情况,我们就需要不同种类的伸缩节来卸除其对应方向上的变量,首先我们介绍常见的一类伸缩节。
套筒式伸缩节:
顾名思义此类伸缩节是由一个外筒套入一个内筒的基本结构,内筒能够相对外筒做轴向运动,内外套筒之间采用填料函密封,这填料函一般指的就是橡胶,这样分别连接于内外套筒的两边管道相互之间就有可一个伸和缩的活动空间,所以套筒式伸缩节主要针对的就是轴向力引起的变量。
具体分析:法兰式松套伸缩节是松套式伸缩节里最简单也是我们使用最多的样式,我们给她一个代号叫A伸缩节,从表面看它就是一个法兰圈,那么说好的外筒和内筒呢,事实上它还真的只有外筒,法兰式松套伸缩节是由本体、压盖、密封圈和紧固用的螺栓螺母一起组成外筒,其中一侧法兰与管道连接,另一侧管道则直接插入成为内筒,再依靠旋紧螺母,使压盖挤压密封圈紧贴内筒,完成整体管道密封。法兰式松套伸缩节的密封圈的横截面是一个不等边梯形,这种结构有利于密封圈在压盖的挤压下更加贴近内筒,以达到密封效果。
由于此类伸缩节没有单独的外筒结构,它可以设计得非常窄小,让它在安装方面非常的便利,常备用于地下井式这类空间较小的区域,而且没有限位螺栓这类结构的存在,A伸缩节不仅在轴向上具有活动性而且在周向上也是可以活动的,因此当管道受到周向力的作用时它也可以起到补偿作用。
弯管式膨胀节:
将管子弯成U形或其他形体,并利用形体的弹性变形能力进行补偿的一种膨胀节。它的优点是强度好、寿命长、可在现场制作,缺点是占用空间大、消耗钢材多和摩擦阻力大这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和长管道上。
波纹管膨胀节:
用金属波纹管制成的一种膨胀节。它能沿轴线方向伸缩,也允许少量弯曲。下图[波纹管膨胀节]为常见的轴向式波纹管膨胀节,用在管道上进行轴向长度补偿。为了防止超过允许的补偿量,在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环,在与它联接的两端管道上设置导向支架。另外还有转角式和横向式膨胀节,可用来补偿管道的转角变形和横向变形。这类膨胀节的优点是节省空间,节约材料,便于标准化和批量生产,缺点是寿命较短。波纹管膨胀节一般用于温度和压力不很高、长度较短的管道上。随着波纹管生产技术水平的提高,这类膨胀节的应用范围正在扩大。由构成其工作主体的波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件组成。主要用在各种管道中,它能够补偿管道的热位移,机械变形和吸收各种机械振动,起到降低管道变形应力和提高管道使用寿命的作用。波纹补偿器连接方式分为法兰连接和焊接两种。直埋管道补偿器一般采用焊接方式。
伸缩器按材质分类:
按材质主要分为 橡胶管道伸缩器和 金属管道伸缩器。
橡胶管道伸缩器特点:
一、体积小、重量轻、弹性好、安装维修方便。
二、安装时可产生轴向、横向、经向、角向位移,不受用户管道不同心、法兰不平行的限制。
三、工作时可减振降噪。
四、用特殊的合成橡胶可耐高温、耐酸碱、耐油,是化工耐腐蚀管道的理想产品。
金属管道伸缩器特点:
伸缩补偿量大,承受温度高,承受压力大。
非金属膨胀节:
风道橡胶补偿器由橡胶和橡胶一纤维织物复合材料、钢制法兰、套筒、保温隔热材料组成,主要用于各种风机、风管之间的柔性连接,其功能是减震、降噪、密封、耐介质、便于位移和安装,是环境保护领域中一种极为理想的减震、降噪、消烟除尘的最佳配套件。
织物补偿器主要为纤维织物、橡胶、等耐高温材料。能补偿风机、风管运行的震动及管道变形。纤维织物膨胀节可补偿轴向、横向、角向等产品,具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点,特别适用于电厂热风管道及烟尘管道。非金属补偿器中的纤维织物、保温棉体本身具有吸声、隔振的功能,能有效的减少锅炉、风机等系统的噪声和振动。结构简单、体轻,维修方便。

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