眾所周知,一般情況下自然界的物體都存在熱脹冷縮的物理特性,從人們的感官認(rèn)識(shí)中很難直接發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象,但實(shí)際中確實(shí)又客觀存在。尤其是在一些工業(yè)輸配管道中這一特性尤為明顯,往往直接關(guān)系到管道的使用功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)使用的目的,同時(shí)也深深的影響到工業(yè)生產(chǎn)的安全。下面,就結(jié)合我公司供熱管道的實(shí)際情況,淺談波紋補(bǔ)償器在實(shí)際中的應(yīng)用。
城鎮(zhèn)供熱管道由于施工時(shí)段的外界環(huán)境溫度與生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)段的介質(zhì)溫度相差很大(前者一般為10℃-30℃;后者一般為100℃-190℃),溫度升高膨脹后,長度增加;溫度下降收縮后,長度縮短。溫度變化1℃相應(yīng)的長度成比例變化量稱為管材的線膨脹系數(shù)(碳素鋼為0.012㎜/米*℃)。在實(shí)際中最經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)償應(yīng)為自然補(bǔ)償,自然補(bǔ)償利用彎曲管段中管道的撓曲來補(bǔ)償熱位移,但補(bǔ)償能力有限。當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足要求時(shí),通常選用專用補(bǔ)償器吸收熱位移。常用補(bǔ)償器有方型補(bǔ)償器、套筒補(bǔ)償器、球型補(bǔ)償器及波紋管補(bǔ)償器,其中,波紋管補(bǔ)償器多用于蒸汽和高溫?zé)崴艿馈?/span>
1.常用的波紋管補(bǔ)償器
波紋管補(bǔ)償器是以波紋管作為撓性元件,并由端管及受力附件組成。波紋管補(bǔ)償器補(bǔ)償量大,補(bǔ)償方式靈活,結(jié)構(gòu)緊湊,位移反力小,使用過程中不需維護(hù)??筛鶕?jù)固定支座及設(shè)備的受力要求,靈活設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)型式。
①外壓軸向型波紋管補(bǔ)償器
外壓軸向型波紋管補(bǔ)償器由承受外壓的波紋管、導(dǎo)流筒及進(jìn)、出口管等組成。外壓軸向型波紋管補(bǔ)償器能吸收軸向位移,但不能承受管道內(nèi)壓產(chǎn)生的強(qiáng)大推力,因此外壓軸向型波紋管補(bǔ)償器一般用于埋地敷設(shè)的直管段中。
②拉桿型波紋管補(bǔ)償器
拉桿型波紋管補(bǔ)償器由經(jīng)中間管道連接的2個(gè)波紋管及拉桿、端板、墊圈等組成。拉桿型波紋管補(bǔ)償器能吸收任一平面內(nèi)的橫向位移并能承受管道內(nèi)壓產(chǎn)生的推力,因此廣泛用于管道穿越道路、高垂直段或水平轉(zhuǎn)彎段的管段中。
2.典型管段中波紋管補(bǔ)償器的計(jì)算
(1)選用外壓軸向型波紋管補(bǔ)償器必須滿足以下3個(gè)條件: ①設(shè)定2個(gè)固定支墩(座)之間管道熱伸長為△L(單位為mm) ;
②固定支墩(座)須承受管道內(nèi)壓產(chǎn)生的推力,因此必須具有足夠的強(qiáng)度。
③使用外壓軸向型波紋管補(bǔ)償器的埋地管道中,所有固定支墩(座)要承受管道內(nèi)壓產(chǎn)生的推力,因此應(yīng)對(duì)固定支墩(座)的焊縫強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算,以保證管道安全可靠。
(2)管道熱伸長(補(bǔ)償量)計(jì)算公式:
△L=a*L*ΔT
式中△L--管道熱伸長(㎜)
a--管材線膨脹系數(shù)(碳素鋼一般取值0.012㎜/米*℃)
L--補(bǔ)償管線長度(所需補(bǔ)償管道固定支墩(座)間的距離m)
ΔT--溫度差(管道內(nèi)介質(zhì)溫度與安裝時(shí)環(huán)境溫度的差值℃)
這樣,就可以運(yùn)用管道補(bǔ)償量計(jì)算公式,來核對(duì)設(shè)計(jì)中補(bǔ)償器的選型是否合理,在滿足設(shè)計(jì)使用功能的前提下,控制主材投資成本;同時(shí)也可有效指導(dǎo)管網(wǎng)維護(hù)檢修中補(bǔ)償器的外觀變化情況,在合理熱伸長的取值范圍內(nèi),為安全生產(chǎn)運(yùn)行提供技術(shù)保障。