波紋管補償器安裝溫度要求

文章來源：http://m.laser029.cn 發布時間：2021-02-11 瀏覽次數：72

久安補償器廠家分析不銹鋼波紋補償器安裝的最佳環境溫度，套筒式補償器的內外套管之間通過止水材料而連接成一體,

其安裝比較簡單,安裝溫度對于補償器的工作應力影響不大,不需太多分析。但是,波紋管補償器和其它管段之間是通過焊接而連接成一體的,

焊接的質量對波紋管補償器功能的正常發揮有很大的作用。結構吊裝時,補償器和其它管段之間總留有一定的間隙。

焊接時,需要采取施加預應力,或者溫度控制的方法,消除這段間隙,從而方便施工人員進行焊接。

分析可知,間隙的大小將對補償器的安裝難度,以及整個結構能夠否獲得最安全的工作應力和最優良的使用效果都起到相當大的作用。

下文將對此進行具體討論,以確定間隙大小并最獲得適合安裝溫度的方法。

設補償器安裝溫度為TS,在不受任何外力情況下,補償器和其它管段間的初始間隙為δ。焊接時,焊縫的收縮變位為δh,其值約等于0.1倍的鋼管厚度。

補償器的長度相對于整個管段的長度是很小的,故可忽略補償器本身的溫度變形。同時,補償器的剛度遠小于其它管段的剛度,

又和其它管段相連接,所以近似可以認為其它管段的溫度變形全部由補償器承擔。

根據溫度變形理論,其它管段的溫度變形ε=α× l×(Tw- TS),其中α,l分別表示其它管段的鋼材線膨脹系數和長度,Tw為管道的工作溫度。

至此可得,無內壓作用時,補償器的兩端的軸向變位荷載ds=δ+δh-ε。

然而,實際上最危險應力總是內水壓力和軸向變位荷載耦合的結果。內水壓力對補償器兩端的位移,尤其是波紋管兩端的軸向變位荷載是有比較大的影響的。

補償器結構的厚度(等于壓力鋼管、外套管、止水層的之和)要大于壓力鋼管的厚度。內壓作用下管道的徑向變形與管道厚度成反比,

因此,內壓作用下,其它管段的徑向變形趨勢大,而補償器本身的徑向變形趨勢小。這樣,其它管道和補償器相互作用,就會使補償器受到彎矩作用。

最終效果表現為補償器結構內層受軸向拉力伸長,外層受軸向壓力縮短。

因此,位于補償器內層的波紋管軸向變位荷載ds=δ+δh-ε+δw,其中,δw為波紋管受內壓影響產生的軸向變位荷載。本文通過理論和有限元分析,證明在水工波紋管補償器中,內水壓力為其主要作用。在此基礎上,根據計算分析,對波紋管結構的設計安裝提出以下建議:

(1)在波數的選擇上,建議首先考慮波數較少的簡單形式。波紋管的波高和波長設計以1～ 3倍內套管厚度為宜。

波紋管本身厚度對其承載時的應力影響不很顯著,采用0.1～ 0.15倍的內套管厚度即可。

(2)為減小波紋管承受軸向變位時的應力水平,降低軸向位移對提高波紋管補償器安全性,

對軸向變位進行預分配,波紋管的最佳安裝溫度為TS=TH+ TC2-δw+δopt+δhα× l。