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不锈钢波纹补偿器安装时在温度上有什么要求

文章来源:http://www.yjbcq.com 发布时间:2020-02-24 浏览次数:17

久安波纹补偿器厂家分析不锈钢波纹补偿器安装的最佳环境温度,套筒式补偿器的内外套管之间通过止水材料而连接成一体,其安装比较简单,安装温度对于补偿器的工作应力影响不大,不需太多分析。但是,波纹管补偿器和其它管段之间是通过焊接而连接成一体的,

不锈钢波纹补偿器安装现场

焊接的质量对波纹管补偿器功能的正常发挥有很大的作用。结构吊装时,补偿器和其它管段之间总留有一定的间隙。焊接时,需要采取施加预应力,或者温度控制的方法,消除这段间隙,从而方便施工人员进行焊接。

分析可知,间隙的大小将对补偿器的安装难度,以及整个结构能够否获得最安全的工作应力和最优良的使用效果都起到相当大的作用。下文将对此进行具体讨论,以确定间隙大小并最获得适合安装温度的方法。


设补偿器安装温度为TS,在不受任何外力情况下,补偿器和其它管段间的初始间隙为δ。焊接时,焊缝的收缩变位为δh,其值约等于0.1倍的钢管厚度。不锈钢波纹补偿器的长度相对于整个管段的长度是很小的,故可忽略补偿器本身的温度变形。同时,补偿器的刚度远小于其它管段的刚度,又和其它管段相连接,所以近似可以认为其它管段的温度变形全部由补偿器承担。根据温度变形理论,其它管段的温度变形ε=α× l×(Tw- TS),其中α,l分别表示其它管段的钢材线膨胀系数和长度,Tw为管道的工作温度。

至此可得,无内压作用时,补偿器的两端的轴向变位荷载ds=δ+δh-ε。

然而,实际上最危险应力总是内水压力和轴向变位荷载耦合的结果。内水压力对补偿器两端的位移,尤其是波纹管两端的轴向变位荷载是有比较大的影响的。不锈钢波纹补偿器结构的厚度(等于压力钢管、外套管、止水层的之和)要大于压力钢管的厚度。内压作用下管道的径向变形与管道厚度成反比,

因此,内压作用下,其它管段的径向变形趋势大,而补偿器本身的径向变形趋势小。这样,其它管道和补偿器相互作用,就会使补偿器受到弯矩作用。最终效果表现为补偿器结构内层受轴向拉力伸长,外层受轴向压力缩短。因此,位于补偿器内层的波纹管轴向变位荷载ds=δ+δh-ε+δw,其中,δw为波纹管受内压影响产生的轴向变位荷载。


本文通过理论和有限元分析,证明在水工波纹管补偿器中,内水压力为其主要作用。在此基础上,根据计算分析,对波纹管结构的设计安装提出以下建议:

(1)在波数的选择上,建议首先考虑波数较少的简单形式。波纹管的波高和波长设计以1~ 3倍内套管厚度为宜。波纹管本身厚度对其承载时的应力影响不很显著,采用0.1~ 0.15倍的内套管厚度即可。

(2)为减小波纹管承受轴向变位时的应力水平,降低轴向位移对提高波纹管补偿器安全性,对轴向变位进行预分配,波纹管的最佳安装温度为TS=TH+ TC2-δw+δopt+δhα× l。


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