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如何处理膨胀节的压实故障?

2020-05-06 15:15:58

如何处理膨胀节的压实故障?


膨胀节是用来解决热工管道系统的补偿设备,一旦补偿失效,后果严重,会给管道系统附加许多应力,甚至造成结构破坏,予以重视。


一、膨胀节压实的判断方法


在热工管道中的支点之间,一般都设有膨胀节,热态时由于管道随温度的升高伸长,膨胀节被压缩;当温度降低时,管道缩短,膨胀节伸长,达到冷态时,膨胀节逐步恢复到安装。正是膨胀节的补偿作用,使管道可以释放应力,从而受到保护,其它部件如支撑装置也免遭破坏,但是一旦这些功能消失,管道应力就会顶坏其它部件。那么如何判断膨胀节是否失效或者压实呢?我们可以通过观察膨胀节冷、热两种状态下的尺寸就知道了,比如,若看到膨胀节在冷、热态时的轴向尺寸不变,或变化很小,那么就可以认为膨胀节已被压实,失去了补偿作用。这样非常危险,它会使管道、结构长期处于较大的受力状态,具有较大的破坏作用。


二、膨胀节被压实的原因


为了分析原因,需要引入两个概念,就是蠕变与应力松弛。蠕变就是金属材料在恒定温度和恒定应力的长期作用下,随着时间的延长,材料会缓慢发生塑性变形的现象,可以在小于屈服应力的情况下产生塑性变形。一般碳钢在300℃以上、合金钢在400℃以上就会发生。应力松弛就是零件在高温和载荷的作用下,应力逐渐减小的现象,实际上就是弹性变形逐步转变成了塑性变形。所以膨胀节的压实大部分就是热工管道因发生蠕变、应力松弛后,管道由弹性变形转变成了塑性变形不能复位后所造成的。膨胀节被压实的原因,大致有以下几个方面。

膨胀节

1.膨胀节材料性能较差,合金含量较低,波纹材料过薄,抵抗变形的能力不足,在受到外力的作用时,很快发生塑性变形甚至出现裂纹损坏。


2.膨胀节在安装时预留空间不足,冷态就已经被挤压,一旦管道升温伸长后遭到挤压,容易生产塑性变形。


3.管道设计时,对管道热胀量估计不足,选择的膨胀节不能满足管道热胀冷缩的补偿要求,一旦管道升温,过大的热应力很快使其产生变形而失效。


4.设计时对管道的蠕变、应力松弛考虑不周,一旦管道发生蠕变、应力松弛,即使冷却管道,也恢复不到正常状态。


综上所述,膨胀节的压实是金属高温蠕变与应力松弛等综合因素作用的结果,可以从以下几个方面去克服。首先要充分考虑管道工作温度,在膨胀节的选择上要留有充分的余地,补偿量不低于计算膨胀量的两倍;其二,生产单位要掌握管道的正常工作温度,使其在正常设计参数内工作,若温度过高,管道发生蠕变、松弛的速度会加快,变形量也会变大;膨胀节的购置符合设计要求,杜绝低质产品应用到生产线。


三、压实膨胀节的处理


膨胀节被压实后,补偿作用消失,管道的热胀冷缩会对结构造成较大的破坏,进行处理,处理的方法可有以下几种。

膨胀节

1.膨胀节已经破损的处理


若发现膨胀节已经受挤压破损,可以做更换处理,处理时要增大空间,把已经产生塑性变形的管道去掉一部分,保证补偿能力足够。也可以将原膨胀节去掉一部分,然后用非金属膨胀节围裹夹紧,但需考虑温度是否合适。


2.膨胀节虽受挤压,尚未损坏的处理


当发现膨胀节虽被压实,但尚未损坏,可以把管道与膨胀节接口割开,再去掉部分管道,保证空间与正常膨胀节需用空间一致,使被压缩的膨胀节自由伸长或帮助其伸长到正常状态,然后再焊接到一起即可。


3.对于本身补偿量不足的膨胀节的处理



若设计时,膨胀节的补偿量不足,应当更换,或另增置一个膨胀节。更换和新增时,都要保证能使膨胀节有足够的安装尺寸,避免膨胀节冷态受力。


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