不銹鋼波紋補(bǔ)償器安裝的最佳環(huán)境溫度

文章來(lái)源：http://www.2zdgf.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-04-13 瀏覽次數(shù)：68

久安不銹鋼波紋補(bǔ)償器廠家分析不銹鋼波紋補(bǔ)償器安裝的最佳環(huán)境溫度，套筒式補(bǔ)償器的內(nèi)外套管之間通過(guò)止水材料而連接成一體,

其安裝比較簡(jiǎn)單,安裝溫度對(duì)于補(bǔ)償器的工作應(yīng)力影響不大,不需太多分析。但是,波紋管補(bǔ)償器和其它管段之間是通過(guò)焊接而連接成一體的,

焊接的質(zhì)量對(duì)波紋管補(bǔ)償器功能的正常發(fā)揮有很大的作用。結(jié)構(gòu)吊裝時(shí),補(bǔ)償器和其它管段之間總留有一定的間隙。

焊接時(shí),需要采取施加預(yù)應(yīng)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(jìn)行焊接。

分析可知,間隙的大小將對(duì)補(bǔ)償器的安裝難度,以及整個(gè)結(jié)構(gòu)能夠否獲得最安全的工作應(yīng)力和最優(yōu)良的使用效果都起到相當(dāng)大的作用。

下文將對(duì)此進(jìn)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(shè)補(bǔ)償器安裝溫度為TS,在不受任何外力情況下,補(bǔ)償器和其它管段間的初始間隙為δ。焊接時(shí),焊縫的收縮變位為δh,其值約等于0.1倍的鋼管厚度。

補(bǔ)償器的長(zhǎng)度相對(duì)于整個(gè)管段的長(zhǎng)度是很小的,故可忽略補(bǔ)償器本身的溫度變形。同時(shí),補(bǔ)償器的剛度遠(yuǎn)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(rèn)為其它管段的溫度變形全部由補(bǔ)償器承擔(dān)。

根據(jù)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(shù)和長(zhǎng)度,Tw為管道的工作溫度。

至此可得,無(wú)內(nèi)壓作用時(shí),補(bǔ)償器的兩端的軸向變位荷載ds=δ+δh-ε。

然而,實(shí)際上最危險(xiǎn)應(yīng)力總是內(nèi)水壓力和軸向變位荷載耦合的結(jié)果。內(nèi)水壓力對(duì)補(bǔ)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(bǔ)償器結(jié)構(gòu)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(nèi)壓作用下管道的徑向變形與管道厚度成反比,

因此,內(nèi)壓作用下,其它管段的徑向變形趨勢(shì)大,而補(bǔ)償器本身的徑向變形趨勢(shì)小。這樣,其它管道和補(bǔ)償器相互作用,就會(huì)使補(bǔ)償器受到彎矩作用。

最終效果表現(xiàn)為補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)內(nèi)層受軸向拉力伸長(zhǎng),外層受軸向壓力縮短。

因此,位于補(bǔ)償器內(nèi)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(nèi)壓影響產(chǎn)生的軸向變位荷載。

本文通過(guò)理論和有限元分析,證明在水工波紋管補(bǔ)償器中,內(nèi)水壓力為其主要作用。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)計(jì)算分析,對(duì)波紋管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安裝提出以下建議:

(1)在波數(shù)的選擇上,建議首先考慮波數(shù)較少的簡(jiǎn)單形式。波紋管的波高和波長(zhǎng)設(shè)計(jì)以1～ 3倍內(nèi)套管厚度為宜。

波紋管本身厚度對(duì)其承載時(shí)的應(yīng)力影響不很顯著,采用0.1～ 0.15倍的內(nèi)套管厚度即可。

(2)為減小波紋管承受軸向變位時(shí)的應(yīng)力水平,降低軸向位移對(duì)提高波紋管補(bǔ)償器安全性,

對(duì)軸向變位進(jìn)行預(yù)分配,波紋管的最佳安裝溫度為TS=TH+ TC2-δw+δopt+δhα× l。