牛圣良

摘要：針對管道伸縮節(jié)在使用過程中，因受條件（地理、自然環(huán)境、溫度）等限制，易產(chǎn)生徑向運動，從而影響伸縮節(jié)的正常使用，危及安全生產(chǎn)，甚至破壞事故造成一系列不良影響，危及人身生命安全、財產(chǎn)損失等，為此經(jīng)過一系列探索研究，設(shè)計制作了一套管道伸縮節(jié)保護套管裝置，并成功運用于生產(chǎn)中，取得良好的效果，杜絕了因管路伸縮節(jié)徑向（橫向）位移而造成的安全生產(chǎn)事故隱患。

關(guān)鍵詞：管道套管 伸縮節(jié) 位移 補償量 滑板

1 管道伸縮節(jié)概述

伸縮節(jié)就是通常所說的管道伸縮節(jié)。管道伸縮節(jié)，顧名思義就是控制管路因受條件（地理、自然環(huán)境、溫度）等限制而產(chǎn)生的軸向位移，防止管路損壞，而進行的軸向補償，少量伸縮節(jié)也可以進行適當(dāng)?shù)膹较蜓a償，但最大徑向位移補償量不超過10°，伸縮節(jié)分的類型有很多種，常見的有方形自然補償伸縮節(jié)、套筒伸縮節(jié)和波紋伸縮節(jié)，而工程中應(yīng)用最多的則是波紋伸縮節(jié)，其作用有三：一是補償吸收管道軸向、橫向、角向受熱引起的伸縮變形；二是吸收設(shè)備振動，以免設(shè)備振動過多的擾動管道；三是吸收地陷、地震對管道的變形量。因為管道的熱脹冷縮，所以對于管道來說，就要產(chǎn)生管壁的應(yīng)力和推拉力；管壁應(yīng)力大小，影響管道的強度，推拉力增大，管道的固定支架就要做的很大，來承受管道伸縮所產(chǎn)生的推拉力；所以利用伸縮節(jié)補償?shù)淖冮_量辦法，以降低管壁應(yīng)力和推力。

2 管道伸縮節(jié)分類

溫度變化會使管道伸縮變形，伸縮節(jié)可以彌補伸縮變形，也能用來不暢安裝調(diào)整中所需的管道長度。伸縮節(jié)（膨脹節(jié)）包括套管、波紋管和彎管式三種類型。

2.1 彎管式膨脹節(jié)

彎管式膨脹節(jié)是把管道彎成U形或其他形狀，通過形體的彈性變形進行補償?shù)囊环N膨脹節(jié)。它便于現(xiàn)場安裝制作，強度大，可長時間使用，但是會占用大量空間、鋼材消耗量和摩擦阻力都比較大，因此適用于各種蒸汽管道、長管道。

2.2 波紋管膨脹節(jié)

波紋管膨脹節(jié)是用金屬波紋管制成的一種膨脹節(jié)。它可以少量彎曲，能沿軸線方向伸縮。波紋管膨脹節(jié)是軸向式波紋管膨脹節(jié)的一種，它在管道上可以彌補軸向長度。波紋管兩側(cè)裝有保護環(huán)或保護拉桿，以免補償量超出限定值，同時在與它聯(lián)接的兩端管道上也裝設(shè)了導(dǎo)向支架。另外還有轉(zhuǎn)角式和橫向式膨脹節(jié)，可用來補償管道的轉(zhuǎn)角變形和橫向變形。這類膨脹節(jié)的優(yōu)點是節(jié)省空間，節(jié)約材料，便于標準化和批量生產(chǎn)，缺點是即使安裝導(dǎo)向支架，特別是大口徑管路承載橫向力強度不能滿足要求，往往造成嚴重事故。波紋管膨脹節(jié)一般用于溫度和壓力不很高、長度較短的管道上。隨著波紋管生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，這類膨脹節(jié)的應(yīng)用范圍正在擴大。

2.3 套管伸縮節(jié) 套管伸縮節(jié)由能夠作軸向相對運動的內(nèi)外套管組成（套管伸縮節(jié)）。內(nèi)外套管之間采用填料函密封。使用時保持兩端管子在一條軸線上移動。在伸縮節(jié)的兩端裝設(shè)導(dǎo)向支架。它的優(yōu)點是對流體的流動摩擦阻力小，結(jié)構(gòu)緊湊；缺點是密封性較差，對固定支架推力較大。套管伸縮節(jié)主要用于水管道和低壓蒸汽管道。①鑒于以上幾種情況，往往很難滿足現(xiàn)實需要。這里以山東能源集團貴州礦業(yè)公司柏楊煤礦取排水工程為例介紹一下伸縮節(jié)保護套管設(shè)計加工使用情況。②控制管道伸縮節(jié)徑向位移量，前提伸縮節(jié)行程必須滿足軸向位移伸縮量的情況下進行，柏楊煤礦取排水工程其中二級提水管道為DN200管路，外徑為￠219，根據(jù)力學(xué)計算，選擇外套管時應(yīng)選擇壁厚大于或等于提水管道的鋼管較為合適，其材質(zhì)相同，套管內(nèi)徑應(yīng)大于伸縮節(jié)5-10mm較為適中，其套管長度兩端分別長于伸縮節(jié)連接法蘭500mm。③套管中間滑板采用厚度20mm鋼板，其滑板與套管采用焊接方式連接，其加工、焊接精度必須滿足要求，滑板內(nèi)圈與被保護的管道間隙必須保持2-5mm精度，用以保證伸縮節(jié)軸向運動靈活可靠。④套管連接采用厚度20mm鋼板，連接螺栓孔盡量靠近套管，同時保證便于安裝，保證連接可靠性，螺栓選擇必須滿足強度、剛度要求。⑤保護套管材質(zhì)、厚度選用；首先材質(zhì)應(yīng)和被保護管路材質(zhì)一致或物理性能高于被保護管路材質(zhì)，保護套管厚度大于或等于被保護管路厚度。

附例圖（如圖1所示）。

3 市場前景分析

該裝置的研制隸屬國內(nèi)首創(chuàng)，經(jīng)過幾年的應(yīng)用實踐，其裝置安全、可靠、實用、便于設(shè)計制作安裝、維護更換方便快捷、成本低，已經(jīng)取得重大經(jīng)濟效益。打破了因管道伸縮節(jié)在使用過程中，因受條件（地理、自然環(huán)境、溫度）等限制，易產(chǎn)生徑向位移問題的控制?？梢詰?yīng)用于多種輸水管路、化工、石油等管路，特別是易燃、易爆管路使用，必須加裝接地裝置，便于因套管移動產(chǎn)生靜電及時消除。

參考文獻：

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