膨胀节

Henan Zhongyue Valve Manufacturing Co. Ltd
— 波纹补偿器系列—

膨胀节

膨胀节
一、样本系列产品的挠性元件  -- 不锈钢波纹管
波纹管材料主要为奥氏体型不锈钢（OCr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、SUS316L（00Cr17 Ni14Mo2）、SUS316（OCr17Ni12mo2））, 也可根据用户需要采用其他金属材料制造。 当接管或法兰材料为碳钢时，产品工作温度范围为 -20~400℃，当接管或法兰材料为 不锈钢时，产品工作温度范围为 -250~600℃。
二、补偿量、刚度在温度变化时的修正
样本所列产品各技术参数均为在 20℃的条件下计算得出来的，若补偿器实际使用 温度大于或小于 20℃时，表一、表二提供的系数，补偿量 X 、Y 、θ 、及刚度 K 进行修正，以确定补偿器的实际补偿量和刚度。
温度对补偿的修正系 f1（表一）
 

温度℃

-200

-150

-100

-50

20

50

100

150

200

300

350

400

f1

0.932

0.942

0.956

0.979

1

1.001

1.002

1.003

1.004

1.025

1.047

1.072


温度对补偿的修正系 f2（表二）

温度℃

-200

-150

-100

-50

20

50

100

150

200

250

300

350

400

f2

1.071

1.055

1.045

1.028

1

0.992

0.971

0.956

0.937

0.920

0.901

0.88

0.86
注：若温度值在两数之间，系数 f1、f2 按插入法选取 例 1、求 N=15000 次  t=300℃时
2.5JDZ250×6-J 轴向型内压式补偿器的轴向补偿量和刚度 查样本 : 轴向补偿量 Xo =60mm
轴向刚度 KX=113N/mm 经修正：X'=f1•Xo=1.025×60=61.5mm 例 2、求 N=15000 次 t=300℃时 2.5BDH250-F-000 大拉杆
横向型补偿器横向补偿量及横向刚度
查样本 : 横向补偿量 Yo=367mm 横向刚度 Ky=2.4N/mm
经修正：Y'=f1•Yo=1.025×367=376.18mm ky'=f2•Ky'=0.901×2.4=2.16N/mm
三、疲劳破坏次数、安全寿命与补偿量
为方便用户合理选择产品，样本中列出补偿器在几种疲劳破坏次数下的补偿量， 如通用型、轴向性补偿器，有疲劳破坏次数 N 为 15000 次时的补偿量；曲管压力平衡 式补偿器有疲劳破坏次数 N 为 45000 次的补偿量；矩形轴向补偿器有 1500 次、3000 次时的补偿量。用户可根据所需产品工作环境与使用寿命来选择不同疲劳次数下的补 偿量。
疲劳破坏次数是根据波纹管的结构参数，压力值和补偿量，通过计算和试验而得。 由于波纹管的疲劳问题是一个比较复杂的问题，其数据的覆盖面积较大，因此国家有 关标准规定在确定补偿器使用疲劳寿命【N】时，其安全系数一般分为四种：
（1）对于易燃、易爆、剧腐、剧毒之类容器及大型换热器等设备所用波纹补偿器， 取≥ 15。
（2）对于工业生产及人民生活必需的水、电、气三线所用波纹补偿器，取≥ 10.
（3）对于大位移、少循环、直通热源的主蒸汽管道及常通、长输埋地管道之类用 波纹补偿器，取 ≥ 5。
（4）对于设备中吸收机械振动或其它专门场合使用的波纹补偿器，取≥ 2。 本样本中所列产品均以 15 倍的安全系数代入计算而得的波纹管的疲劳破坏寿命次
数 N。
即：[N]-N/15
[N]- 许用疲劳寿命次数 [N]- 疲劳破坏次数
若用户实际选用的疲劳次数与样本所列的疲劳次数不符时，可按表三、表四的系 数进行修正：
无铠装环的补偿器疲劳破坏次数对补偿量的修正数 f3（表三）
 

N（次）

2250

4500

7500

9000

10500

12000

15000

30000

60000

f3

1.525

1.33

1.18

1.125

1.085

1.05

1

0.87

0.745

带铠装环的补偿器疲劳破坏次数对补偿量的修正数 f3（表三）


N（次）

2250

4500

7500

9000

10500

12000

15000

30000

60000

f3，

1.825

1.48

1.26

1.13

1.08

1.03

1

0.805

0.64

注：若 N 值在两数之间，系数按内插入法选取。

例 3、求 2.5BJZ250×6-F 轴向内压式波纹补偿器 N=4500 次时的轴向补偿量 查看样本：N=15000 次时 Xo=60mm
经修正：N=4500 次时，f3=1.33•Xo=f3•Xo=1.33×60=79.8mm 即为 N 在 4500 次时，Xo  可以达到 79.8mm。
四、工作压力、管道位移同时不等量变化时对补偿器许多寿命的影响。
波纹补偿器的许多寿命与其工作压力、管道的位移量有很大关系，在实际工作压 力 P' 与额定工作压力 P' 的比值 (P'P) 为 100% 时 , 和实际管道位移△ L' 与额定管道位 移△ L 的比值为 100% 时 , 使用寿命为修正后的实际许用疲劳寿命次数 ,( 设 1000 次 ), 若 P'/P=100% 时，而△ L'/ △ L=50%, 则许多寿命即为 21500 次 , 详见表五。
工作压力、管道位移变化时对补偿器的疲劳寿命次（表五）

 

位移变化
△ L'/△L 100%

工作压力变化 P'/P+100%

100

80

60

50

40

20

0

120

480

500

530

550

570

600

650

110

680

740

780

830

900

1000

1100

100

1000

1100

1200

1350

1450

1550

1700

90

1500

1700

1850

2000

2200

2700

3200

80

2500

2950

3450

3800

4100

4700

5500

70

4400

5450

6400

6950

7500

8700

10100

60

8900

11500

14900

16500

18000

22000

27000

50

21500

28700

42000

51500

60700

75000

83000

40

69500

1.12×105

1.92×105

2.58×105

5.52×105

 

 


五、位移量的合成
该样本诸系列表中给出的轴向补偿量 Xo 横向补偿量 Yo 和角向位移 θo 是各种型式 补偿器的额定位移量，也是单独实施该类位移的*大位移范围值，若该补偿器要进行 两种或两种以上的位移，则补偿量的选取要符合下列关系式：


Xo、Yo、θo 为某一疲劳破坏次数下单独进行轴向、横向和角向补偿时的相应补 偿量（由样本中查出，并修正得到）。
X1、Y1、θo 为该疲劳破坏次数下同时存在的轴向、横向和角向补偿量的实际值。

六、内导流筒的选择

内导流筒可以减少补偿器内流体介质的流动阻力和防止介质高速流动引起波纹管 的诱发性振动。导流筒的设置一般满足下列要求：
（1）系统要求流量损失小，流动平稳及有粉尘的场合。
（2）介质为气体时：DN ≤ 150mm v ≥ 0.05DNm/s DN ＞ 150mm v ＞ 8m/s 介质为液体时：DN ≤ 150mm v ≥ 0.02DNm/s DN ≥ 150mm v ＞ 3m/s 式中：DN: 公称通径（mm）,V: 介质流速（m/s） 但内导流筒的存在对补偿器的横向和角向位移的补偿量有较大的影响 , 选用时应
予以考虑。

七、补偿器的预变形

为使补偿器处于一个良好的工作位置和减少管架受力，可以对补偿器在安装前进 行“预变形”。
轴向补偿器的轴向预变形量△ X 由下式确定：
 
 
式中：X: 轴向补偿量 mm To: 安装温度℃
Tmax: *高使用温度℃ Tmin: *低使用温度℃
△ X 为正值时，表示“预拉”；△ X 为负值时，表示“预压”。“预变形”是由 系统设计确定的，若用户需要，只要在合同上注明变形量，我厂可按“预变形”长度交货。 轴向补偿器和角向补偿器的冷紧量可取实际补偿量的一半，即 1/2Y 或 1/2。“预变形” 是反方向“冷紧”，横向补偿量 Y 很大时需要进行“冷紧”，横向补偿量较少时，可 不进行冷紧。

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