膨脹節(jié)的在管道系統(tǒng)中的作用原理及案例分析

時間：2018-08-16作者：河北鑫廣泰管道設(shè)備科技有限公司瀏覽：233

膨脹節(jié)是現(xiàn)代受熱管網(wǎng)和設(shè)備進行熱補償?shù)牟考唬搜a償位移的作用外，還同時兼有減振降噪和密封的功能[1]。膨脹節(jié)是一個比較特殊的受力結(jié)構(gòu)，在使用中要求它既有高的承壓能力、穩(wěn)定性和疲勞壽命，又要有良好的柔性。系統(tǒng)壓力作用在與系統(tǒng)軸向垂直的投影面（比如彎頭、三通、異徑管、關(guān)閉的閥門及設(shè)備）時，壓力推力就產(chǎn)生了，如圖1.1所示。而膨脹節(jié)作為系統(tǒng)中的柔性件，其剛度比系統(tǒng)中的其他組件低很多。當(dāng)壓力推力克服了膨脹節(jié)的剛度力后，會促使膨脹節(jié)發(fā)生“不期望”的變形。在工程實踐中，我們經(jīng)常會遇到“這臺膨脹節(jié)的拉桿是否應(yīng)該拆掉后試車？”的問題，或者是試車時膨脹節(jié)及其設(shè)備發(fā)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)**出其許用位移甚至是破壞的情形。為厘清壓力推力在帶有膨脹節(jié)的管道系統(tǒng)中的作用原理，減少工程實踐中的不安全因素，基于力學(xué)原理，分析壓力推力產(chǎn)生的原理，并通過兩個工程實例分析了其在工程中的危害及相應(yīng)處理辦法。
膨脹節(jié)是個柔性元件，是設(shè)計用來吸收位移的。當(dāng)一個系統(tǒng)中有這個柔性元件時，系統(tǒng)的端部會在這個內(nèi)壓產(chǎn)生的作用力下分離，這個因內(nèi)壓產(chǎn)生的使膨脹節(jié)分離的作用力就是膨脹節(jié)的壓力推力。該力不是直接作用到膨脹節(jié)上，而是通過彎頭、關(guān)閉的閥門以及其他元件來傳遞，如圖2.1-2所示。此時，計算壓力P與波紋管有效面積的乘積可得膨脹節(jié)的壓力推力：



當(dāng)系統(tǒng)膨脹節(jié)兩端沒有承受壓力推力的約束時，壓力推力會在克服膨脹節(jié)的剛度反力后，將膨脹節(jié)的波紋拉伸或?qū)⒋溯d荷傳遞到相連設(shè)備的管口及支座上。因此，對于安裝了無約束型膨脹節(jié)的系統(tǒng)，應(yīng)在介質(zhì)流向改變處、管道盲端、管道規(guī)格變化、分支處以及兩個膨脹節(jié)之間應(yīng)設(shè)置固定架，以承受相關(guān)載荷（包括壓力推力、剛度反力、支架摩擦力及沖擊載荷等）和控制位移方向[2]。

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