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高炉、热风炉管道波纹补偿器的损坏原因解析
作者:河南国茂  来源:fengkoufengfa.com  发表时间:2018-07-06 11:29
高炉、热风炉管道波纹补偿器的损坏原因解析
高炉、热风炉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,主要应用大口径的管道波纹补偿器。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,都使用不同类型的管道波纹补偿器。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。
管道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,基础天然下沉使贮罐和进、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、出口管路中安装管道波纹补偿器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,并且还具有一定的防震和抗震作用。
 
波纹补偿器
 
管道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,但是增加厚度会显著降低波纹管的疲劳寿命和增加波纹管的刚度。
有效面积:一个等效面积,(Ae=(πDm2)/4 mm2 Dm 波纹管平均直径)。
疲劳寿命:在正常工作条件下,波纹管能正常工作的小循环次数。
重要部件是保证管道波纹补偿器正常工作的重要保证,根据使用条件不同,应恰当地选用这些部件。
内衬筒(Internal liner):用于减少管道波纹补偿器的波纹管内壁与通过它的流动介质相互接触的圆筒,又称内套筒或导流筒。内衬筒的材料可与波纹管相同,也可于波纹管不同。
限位杆(Limited rod):设置在管道波纹补偿器总成上,一般用杆或棒制成的零件,主要用于限制波纹管在正常工作状态下的活动范围(轴向、横向、角向),当主固定支架发生破坏时,该零件可以防止波纹管过度拉伸和压缩,同时还可控制全部内压载荷和因支架破坏产生的动载荷。
管道波纹补偿器的损坏:
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,使之管道波纹补偿器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以上更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,因其内应力没消除,使之恢复应力造成波纹扭曲破坏。
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