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轴向内压式波纹补偿器
轴向内压式波纹补偿器

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轴向内压式波纹补偿器主要用于补偿轴向位移,也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移,具有补偿角位移的能力,但一般不应用它补偿角位移。轴向内压式波纹补偿器又叫轴向型波纹膨胀节,轴向型补偿器,轴向型金属膨胀节,主要用于补偿轴向位移,也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移,具有补偿角位移的能力,但一般不应用它补偿角位移。

一、轴向内压式波纹补偿器的产品概述

1、型号:DN32-DN8000,压力级别0.1Mpa-2.5Mpa

2、连接方式分为法兰连接和接管连接两种

3、产品轴向补偿量:18mm-400mm

4、型号示例如右图:举例:0.6TNY500TF 表示:公称通径为Φ500,工作压力为0.6MPa,(6kg/cm2)波数为4个,带导流筒,碳钢法兰连接的内压式波纹补偿器。

二、轴向内压式波纹补偿器的拉长原因

一般管道,都是由两侧股固定支架固定,为了保证管道总体长度不变。因为管道是受热膨胀的,所以这也是为什么安装补偿器的原因。一般管道内介质都是高于安装温度的。所以正常情况下,补偿器应该是进行的压缩位移。拉长是不对的现象。可以检查下,是否做了固定支架、或者是固定支架有没有移动。如果没做固定支架,补偿器是肯定会拉长的。如果做了的话,补偿器还是拉长,那检查下固定支架是不是和安装时状态一样,可能是固定支架做小了,已经有所滑移,没有起到完全固定的作用。压力集中到补偿器那,因为补偿器波纹那是薄弱的环节、所以会造成波纹的拉伸。

三、轴向内压式波纹补偿器的作用力计算

内压推力:F=100·P·A,轴向弹力:Fx=Kx·(f·X)横向弹力:Fy=Ky·Y,弯矩:My=Fy·L;

弯矩:Mθ=Kθ·θ,合成弯矩:M=My+Mθ

式中:Kx:轴向刚度N/mmX:轴向实际位移量mm

Ky:横向刚度N/mm,Y:横向实际位移量mm

Kθ:角向刚度N·m/度,θ:角向实际位移量度

P:工作压力MPaA:波纹管面积cm2

L:补偿器中点至支座的距离m

四、轴向内压式波纹补偿器的应用实例

某碳钢管道,公称通径500mm,工作压力0.6MPa,介质温度300°C,环境低温度-10°C,补偿器安装温度20°C,根据管道布局,需安装一内压式波纹补偿器,用以补偿轴向位移X=32mm,横向位移Y=2.8mm,角向位移θ=1.8度,已知L=4m,补偿器疲劳破坏次数按15000次考虑,试计算支座A的受力。

(1)根据管道轴向位移X=32mm,Y=2.8mm,θ=1.8度。

由样本查得0.6TNY500×6F的轴向位移量X0=84mm,

横向位移量:Y0=14.4mm。角位移量:θ0=±8度。

轴向刚度:Kx=282N/mm。横向刚度:Ky=1528N/mm。

角向刚度:Kθ=197N·m/度。用下面关系式来判断此补偿器是否满足题示要求:

将上述参数代入上式:

(2)对补偿器进行预变形量△X为:

因△X为正,所以出厂前要进行“预拉伸”13mm。

(3)支座A受力的计算:

内压推力:F=100·P·A=100×0.6×2445=14600(N)轴向弹力:Fx=Kx·(f·X)=282×(1/2×32)=4512(N)横向弹力:Fy=Ky·Y=1528×2.8=4278.4(N)

弯矩:My=Fy·L=4278.4×4=17113.6(N·m)

Mθ=Kθ·θ=197×1.8=354.6(N·m)

合成弯矩:M=My+Mθ=17113.6+354.6=17468.2(N·m)



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