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直埋管網用波紋管補償器失效情況及原因分析

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直埋管網用波紋管補償器失效情況及原因分析

發布日期:2018-01-24 作者:江蘇亞光 點擊:

    20世紀80年代末供熱管網直埋技術傳人我國,由于直埋供熱管道具有以下四大優點:①對于雙管制管網可以降低工程造價10%一25%:②降低熱損耗40%-60%③防腐性能好,延長使用壽命2-3倍:④占地少,施工快,有利于環保和綠化等等.這些優點使得直埋供熱管網成為未來的發展趨勢,受到廣泛的歡迎.比較熱水直埋管網的發展,蒸汽直埋技術尚未完備,但近幾年高中溫蒸汽直埋管技術發展很快,且要求有與之相應的更可靠、更簡單、低成木的熱補償措施,有效的控制管網各處的應力水平,保證長期安全運行.波紋管補償器補償能力強、可靠性高,檢修量小,現在的全埋型波紋管補償器其正常工作年限可達到8-10年,因此波紋管補償器被普遍采用,煙臺經濟技術開發區蒸汽管道直埋敷沒目前達到12000多米,創造的價值是可觀的。但在初始施工后運行時,五指山路蒸汽網1998年曾出現過一次事故,該事故具有典型性.該工程1995年施工,1998年出現事故,蒸汽網上的個別波紋管拉裂,通過現場對損壞波紋管補償器檢查,發現:

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    (1)在波紋管軸線一側發現了大面積結垢現象,垢蝕厚度約2mm左右.波谷處已填滿,從而失去補償能力,導致失穩.

    (2)水質處理不好,嚴重的抓離子腐蝕不銹鋼(點蝕及應力、電化學腐蝕),

2019久久久高清456    (3)倒流套有凸凹痕跡.說明倒流套壁內外有壓差現象,初步認定為是水流湍流超壓所致.

2019久久久高清456    (4)有一套補償器補償量不夠造成泄漏.



2019久久久高清456直埋管網用波紋管補償器失效情況及原因分析:

    (1)地下水通過波紋管的伸縮端活口進人到保護套的內壁和波紋節的外壁之間,廠家在生產制作過程中,只能考慮到避免雜質從伸縮端活口進人,但無法阻止水的進人.水含有多種化學成分,尤其沿海地區水質較硬,水一旦進入,由于波紋節外表面溫度很高,使水汽化,長時間汽化便在此范圍內結垢,垢蝕填充了波谷,這樣,波紋管便失去了補償的作用,它只相當于一段直壁鋼管.在這種情況下,補償器已經起不到它應有的作用,在非正常狀態下,繼續工作,很快便出現問題。

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2019久久久高清456    (2)另外沿海地區氯離子(Cl-)對于不銹鋼材質的波紋管腐蝕性是很大的.波紋管的倒流套被蒸汽沖擊變形,初步認定是供熱蒸汽斷續或供熱量不穩定,該工程原設計為煙臺開發區大宇重工業廠區及沿五指山路兩旁廠區熱力配套,山于設計負荷與實際運行負荷相差較大,且負荷經常處于不穩定狀態,供供停停或忽大忽小,便在管道中產生回流,再加上疏水不好,造成嚴重的汽水沖擊.天長日久,強大的回流便把倒流套沖擊變形,打破波節,加上不銹鋼倒流套壁薄,更加劇了倒流套變形的速度。



2019久久久高清456金屬波紋管膨脹節的通用結構件如內或外壓作用下的筒節、立板、鉸鏈板、銷軸、拉桿等,文獻在提示附錄中已給出設計公式。對于法蘭式各種膨脹節,如帶法蘭的鉸鏈型膨脹節、帶法蘭的大拉桿橫向型膨脹節以及各種帶法蘭的壓力平衡型膨脹節中的法蘭與壓力容器法蘭受力狀態相當,均承受壓力推力和變形反力,一方面要滿足強度要求,另一方面應滿足小變形的剛度要求,要按GB150規定設計。其它型式膨脹節用的法蘭由于運行中不承受壓力推力,例如單式軸向型,壓力推力由固定支架承受等等,其法蘭除滿足密封性的要求外,不承受壓力推力。



    在各種端板、端耳板及筋、萬向環等的設計中,有些設計問題提出一些看法供參考。


2019久久久高清456承受壓力推力的端板強度

    這種端板大多用于大拉桿復合膨脹節和曲管壓力平衡型膨脹節,它通過四個拉桿承受壓力推力和各種變形反力,因為后者較前者小得很多,所以只計算壓力推力作用下的強度。中間大孔與鋼管焊接,周邊四個小孔與拉桿連接。



2019久久久高清456金屬波紋管的選材與溫度極限

端面材料

2019久久久高清456    (1)石墨—標準石墨(通常是浸樹脂石墨)

    這種端面在短期的高溫工況下理論上的最高使用溫度至少達到260℃。實踐表明這種石墨的實際使用溫度正常為150℃,當溫度超過160℃時樹脂將會熔化甚至沸騰溢出。

2019久久久高清456    (2)浸銻石墨一一這種端面在短期的高溫工況下理論上的最高使用溫度至少達到350℃。

2019久久久高清456    實踐表明這種石墨的實際使用最高溫度為260℃。

2019久久久高清456    (3) SiC結和反應而成的sic都具有在密封運轉時比其它密封部件耐更高溫的能力。




2019久久久高清456    雖然氟橡膠(如Kalrez)的上限溫度高達316℃,但實際經驗表明在高溫工況下機械密封不應該使用它,尤其在循環變化的熱載荷下。



    當溫度升高時,氟橡膠就會軟化,最后密封在足夠高的溫度和壓力下,0形氟橡膠就會產生變形且失去其擠壓性能。這種影響被稱為“熱變形”。



    因此,實際經驗表明氟橡膠不推薦使用在溫度循環變化且長時問高于204℃的工況下。



2019久久久高清456填料柔性石墨的溫度極限

    柔性石墨能使用在400℃以上的密封中,實際上密封腔中很少見到機械密封達到如此高的溫度。


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