波纹管膨胀节是为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力,而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。由于它作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件,具有工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点,已广泛应用在化工、冶金、核能等部门膨胀节习惯上也叫补偿器或伸缩节。煤气管道膨胀节是高炉系统煤气管道上的重要部件。但煤气管道膨胀节受使用环境或制造质量的影响,失效问题经常发生,而且多数失
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波纹管膨胀节是为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力,而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。由于它作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件,具有工作可靠、性能良好、结构紧凑等优点,已广泛应用在化工、冶金、核能等部门膨胀节习惯上也叫补偿器或伸缩节。煤气管道膨胀节是高炉系统煤气管道上的重要部件。但煤气管道膨胀节受使用环境或制造质量的影响,失效问题经常发生,而且多数失效形式为点腐蚀、晶间腐蚀、疲劳腐蚀、波峰位置应力腐蚀。通过对失效分析,目前从设计院、厂家、用户方面大多采用提高材质等级的方法尽可能延长寿命周期。
为了更加准确的预测膨胀节在工况条件下的温度分布,润达公司进行了膨胀节的温度场模拟,得出各元件的温度变化范围,为膨胀节的设计中避开有害温度(如酸,波纹管材质的敏化温度)提供依据和参考。
根据材料的热物理性质手册,隔热保温材料的导热系数是温度的函数,并且求解腔体的当量导热系数时也需要知道界面温度。
膨胀节在工作状态下,介质流入和流出的热量之差等于金属补偿器散出的热量。流体介质作为热源,与补偿器进行强迫对流换热,膨胀节与周围空气形成了对流换热和辐射换热。膨胀节各部件传热遵循傅立叶导热定律,补偿器的热量主要来自工作介质,因此膨胀节温度场分析属于无内热源的温度热分析。
波纹换热管轴向弯曲变形过大(轴向失稳)。产生这种失效形式是由管程压力和温差应力的作用所致。波纹管材料为奥氏体不锈钢,其线膨胀系数比碳钢大得多,在管程和壳程温度相同时也能产生温差应力,再有波纹管的轴向刚度很小,所以,当管程压力较大或管壁温度高于壳壁温度时,都易发生波纹换热管轴向弯曲变形过大的失效现象。标准案例中规定的折流板无支撑跨距比GB151中规定值小,就是考虑防止换热管的轴向失稳。
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