一.補(bǔ)償器設(shè)計(jì)選擇原則
補(bǔ)償器設(shè)計(jì)選擇是熱網(wǎng)中六大技術(shù)關(guān)鍵之一,也是直埋管道熱網(wǎng)事故多發(fā)所在,是管系中最薄弱環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)選擇必須堅(jiān)持:
1)結(jié)構(gòu)科學(xué),技術(shù)成熟;
2)材質(zhì)保證,工藝嚴(yán)謹(jǐn);
3)參數(shù)正確(壓力、溫度、位移量、許用疲勞壽命、預(yù)變形等)設(shè)計(jì)無(wú)誤;
4)檢驗(yàn)規(guī)范,安全可靠;
5)防腐保溫,質(zhì)量確保。
再加上正確安裝,合理的操作,就會(huì)減少或杜絕由補(bǔ)償器給我們帶來(lái)的事故隱患。
二.波紋膨脹節(jié)的許用疲勞壽命
補(bǔ)償器中的波紋管件是在材料屈服極限的高應(yīng)力狀態(tài)下工作,每一次變化都不能恢復(fù)其原來(lái)的自由長(zhǎng)度而留有殘余變形,往復(fù)循環(huán),殘余變形累計(jì)到一定程度,波紋管就會(huì)發(fā)生破壞,而破壞的循環(huán)次數(shù)稱(chēng)之為補(bǔ)償器的疲勞壽命Nc。實(shí)際應(yīng)用時(shí),取一定的安全系數(shù)nf(倍數(shù))。補(bǔ)償器的許用疲勞壽命[N]為 N]=Nc/nf 而nf一般為10~15, 由于有些廠家設(shè)計(jì)選取nf值不同,實(shí)際補(bǔ)償器[N]也大不相同,相差甚大。行標(biāo)“城鎮(zhèn)供熱預(yù)制蒸汽保溫管技術(shù)規(guī)程”中,要求管道壽命25年以上,實(shí)際直埋管道,由于使用負(fù)荷變化,操作頻率大,晝夜用量不均,這就要求制造廠家,提供的產(chǎn)品[N]≥1000次以上。
三.膨脹節(jié)(補(bǔ)償器)補(bǔ)償量的確定
綜上所述,膨脹節(jié)的補(bǔ)償量相對(duì)不是一個(gè)定數(shù),工作溫度影響壓力,同時(shí)也影響位移量。這 就要求我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí),必須通盤(pán)考慮許用疲勞壽命(次)、安全系數(shù)、實(shí)際的工作溫度、壓力和補(bǔ)償器可提供的位移(補(bǔ)償量)。建議,依照CJJ34-2002(J216-2002)設(shè)計(jì)規(guī)范[10]要求,蒸汽直埋保溫管道補(bǔ)償器宜按:通常工作壓力/公稱(chēng)壓力=0.75,通常工作位移/額定位移=0.70,來(lái)選擇補(bǔ)償器,才能確保超常規(guī)安全裕度,使城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)壓力管道壽命在25年以上,點(diǎn)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)在7000次水平。
四.熱網(wǎng)工程中波紋膨脹節(jié)損壞的事故分析
1)波紋膨脹節(jié)是典型低頻疲勞部件(即頻率1)水質(zhì)處理不好,蒸汽中含有Cl離子,造成不銹鋼波紋點(diǎn)蝕或晶格腐蝕;
2)輸送介質(zhì)高壓蒸汽,線速υ>30m/s以上,在三通、彎頭、閥門(mén)處形成湍流,使之補(bǔ)償器原設(shè)計(jì)的導(dǎo)流筒低頻大幅震動(dòng)而破壞,特別是大口徑,大補(bǔ)償量導(dǎo)流筒L>460mm以上更易發(fā)生導(dǎo)流筒疲勞斷裂,吹掉;
3)設(shè)計(jì)或操作失誤,造成汽水沖擊,爆破性水錘,嚴(yán)重打(震)破波紋管元件;
4)大口徑螺旋管道,因其內(nèi)應(yīng)力沒(méi)消除,使之恢復(fù)應(yīng)力造成波紋節(jié)扭曲破壞;
5)安裝偏轉(zhuǎn),固定墩發(fā)生滑移,應(yīng)力失去平衡,也是造成波紋元件扭轉(zhuǎn)(曲)變形破壞的原因之一。上述幾點(diǎn),我們必須在設(shè)計(jì)、安裝、制造、操作中注意防范。
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