浅析膨胀节的选型及支架设置
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摘 要：膨胀节具有柔性，能够吸收热位移，并有一定的承压能力。但膨胀节是一个比较特殊的受力元件，具有一定的独特性和复杂性。尚未被许多人员深入了解和掌握。因此在实际应用过程中，容易出现一些问题，引发一些事故。本文重点介绍常用的膨胀节的类型、使用特点及使用过程中容易出现的问题。
关键词：膨胀节;热位移;柔性;支架;注意事项
热膨胀使材料内产生极大的应力，如两端固定的刚才构件，由0℃变化到300℃，材料内出现的温差应力达到近700MPa，远超材料的屈服极限，并大于材料的强度极限，容易造成屈服变形，甚至发生断裂，有的会将管系两端的支点破坏或撕裂设备管口。管道应力分析的目的就是要加强管道的柔性，控制管道的热位移，降低相连设备的管口受力。一般情况下，采用调整管道走向或者在管系中使用弹簧来吸收热位移可以起到不错的效果。但是，在工程实际中，由于有些厂房里面管道布置较紧凑、管径较大，场地空间极为有限，这种情况下，可以考虑采用波纹管膨胀节来吸收热位移。当管径较大，温度较高，压力较低时，使用膨胀节来吸收热位移更是工程实际中经常使用的方法。
1 波纹管膨胀节的选用
化工装置工程实际中，经常用来吸收管道热位移，增加管道柔性的常用元件主要有金属软管、填料函式及波纹管膨胀节。填料函式膨胀节现在工程中使用较少，特别是重要管道，主要是填料函式容易泄露，可靠性不强，尤其是剧毒及易燃易爆管道，更是严禁使用。金属软管主要用在防止不均匀沉降的地方，如大储罐的进出口管道，因为刚度较小，容易振动，一般不会做的很大。
金属波纹管膨胀节具有一定的刚度，主要用在需要吸收热膨胀的地方，利用弯管的挠曲变形来吸收热膨胀量，并且结构简单，维护方便。在工程实际中，低压高温大管径管道上，波纹管膨胀节用的越来越多。
2 金属膨胀节的选型
膨胀节的类型非常多，按补偿位移形式，可分为轴向位移、横向位移和角向位移三种类型。按承载静压推力，可分为两类：一为自由型膨胀节，二是约束性膨胀节。经常使用的由以下几种膨胀节：
①单式轴向型：在两个固定支架之间，若为一直管段，且直管段不是很长，工作温度又不是很高，则该管段产生不太大的轴向热位移，此时应优先选用单式轴向型膨胀节。此类膨胀节价格低廉，简单实用，轴向补偿性能好;
②复式轴向型：单式轴向型膨胀节的轴向补偿量优先，如果两固定支架间距稍长，且工作温度较高，则该管段轴向热变形较大，单式轴向型膨胀节不能满足其补偿要求时，可选用复式轴向型膨胀节。它比单式轴向型补偿量大。此类型膨胀节，同样必须在两端设置固定支架来承受压力推力;
③直管压力平衡型：主要用來用于吸收直线管段的轴向热位移，同时能够承受内压推力，但价格较贵。可用于有些大直径架空管道或厂房内部靠墙管道等设置住固定支架较为困难。由于其自身能承受内压推力，故直管段两端只需设置可承受膨胀节变形弹性反力的中间固定支架;
④复式拉杆型：复式拉杆型膨胀节可吸收横向热位移。可用于短管壁较短的L型管段。将该膨胀节布置在管壁较短的L型管段上。其补偿性能很好，过给你做安全可靠，价格也较低廉。且这种膨胀节为约束性膨胀节，故管段两端只需设置中间固定支架;
⑤单式角向型：单式角向型膨胀节用于吸收单一平面内角位移，为约束型膨胀节，经常由两个或三个一起为一组，配套使用，布置在同一平面内的短臂较长的L型管段，中间管壁较长的Z型管段或π型管段;
⑥复式自由型：复式自由型膨胀节为两个单式轴向膨胀节组合而成，属自由型膨胀节，可用来吸收轴向及横向位移，但两端需设置固定支架;
⑦单式万向铰链型：可用来吸收任意平面管段的热变形。一般两个单式万向铰链成对使用，或两个单式万向铰链加一个单式角向铰链型膨胀节组合使用，布置在空间Z型、π型管段上，补偿该管段热变形位移，只是价格较贵。
3 金属膨胀节支架设置
为了使管系稳定和膨胀节在管段中能正常零号的进行管道热变形补偿，除了设置固定支架外，还应在管段的适当位置，设置导向支架、滑动支架等。
①对于无约束膨胀节，必须在膨胀节两端设置固定支架;
②当压力较高时，固定支架必须保证足够的强度;
③管系中，膨胀节附近需设置导向支架，避免膨胀节失稳。同时，膨胀节附近需设置滑动支架，膨胀节不能承重。
4 膨胀节的安装
①注意单式角向铰链型膨胀节铰链板安装的方位;
②一旦管线的固定支架或其他的固定点就位，并且管道得到正确的支撑和导向，膨胀节安装完毕，就应拆除涂有黄色油漆标记的运输拉杆和辅助的固定装置;
③膨胀节的冷紧方向和冷紧量的大小，应由专人指导，或参照有关的指导书进行;
④应确保膨胀节前后管道的同心度，不允许用膨胀节的强制变形来补偿管道安装的偏差和错位，否则会引发故障，膨胀节的寿命也会降低;
⑤管道的固定支架、导向支架和滑动支架，必须严格按照管道系统图纸来进行设置安装，任何改动都必须经设计单位或有资格的相关人员决定。
参考文献：
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