現代工業的迅猛發展,以及日益嚴重的世界能源危機,使得能量利用技術越來越受到重視。但如今,有關波紋管的傳熱機理仍然不是清楚,波紋補償器內傳熱系數的計算沒有比較的公式,波紋管換熱器的強度設計也沒有特定而明確的設計標準可依。因此,對波紋管傳熱性能及其軸向承載與變形能力的研究具有較高的理論價值和工程應用價值。
金屬波紋管與普通金屬光滑管相比較,具有的撓性。散熱片一類的管子外表面也呈波紋形狀但沒有撓性,這是因為它的結構與金屬波紋管的結構有著根本的不同。
本質的區別是:不銹鋼金屬波紋管在任何截面上、任意兩點的壁厚都是相等的。而散熱片的管子從其軸向剖面上看去,波紋部分的壁厚卻比其它部分厚的多。
在用金屬波紋補償器的場合,主要是利用其彈性或燒住當然,不會用鑄鐵一類的脆性材料或硬質狀態的管材、帶材去制作金屬波紋管。
盡管金屬波紋管的盜性與其通徑、波紋幾何形狀、材料、狀態、壁厚等因素有關,正是由于上述原因,在一般情況下可以忽略材料、狀態、壁厚等方面的既定因素,僅從通徑、波紋幾何形狀方面就能夠相對準確地分析出金屬波紋管的撓性。
各國標準中關于波紋補償器波形參數公差要求如下:
1、GB/T12777—2008
1)GB/T12777—2008中U形波紋管波高、波距、波紋長度的公差等級為GB/T1800.3中的IT18級,其偏差為IT18/2。
2)波紋管直邊段直徑公差為H12/h12。
3)U形波紋管波峰、波谷曲率半徑的偏差應為±15%的波紋名義曲率半徑。Ω形波紋管波紋平均半徑的偏差和圓度公差應為±15%的波紋名義曲率半徑。
2、BSEN13445—3:2009
1)BSEN13445—3:2009中要求:單層壁厚不大于0.5mm時,波高的偏差不應超過自身的±5%,單層壁厚大于0.5mm時,波高的偏差不應超過自身的±8%。為了方便比較,將其基本尺寸按GB/T1800.3中的IT18級劃分。該標準無波距及波紋長度公差要求。
2)波紋的波峰半徑和波谷半徑的偏差應不大于基礎尺寸的10%。
補償器設計安裝的基本要求
1、補償器應根據介質流向安裝。
2、雖然補償器的旋轉角可以很大,旋轉一周也不會影響其性能,但為了控制擺動值,100%預偏裝或不預偏裝時旋轉角H宜小于10b,50%預偏裝時旋轉角H宜小于20b。
3、為了避免與相鄰管道、構筑物等碰撞,補償器吸收的熱位移宜小于1.2m,這樣還能避免管托過長。
4、在空間允許的條件下,補償器的力臂應盡量大,這樣能夠減小補償器產生的推力,減小旋轉角H,增大補償量。
5、補償器附近設置導向架、彈簧架時應考慮凈偏移量。
6、采用該補償器后,固定支架間距增大,為避免管道撓曲應適當設置導向支架,為減小管道運行時的摩擦阻力宜采用滾動支座或減阻滑動管托。
7、補償器安裝時,宜50%預偏裝,管托應根據熱位移加長并偏裝。
8、當兩條以上的管道并排安裝時,要考慮管道不同時運行的苛刻工況,合理布置管道。
在安裝的時候注意:
1、補償器在安裝前應先檢查其型號、規格及管道配置情況,符合設計要求。
2、對帶內套筒的補償器應注意使內套筒子的方向與介質流動方向一致,鉸鏈型補償器的鉸鏈轉動平面應與位移轉動平面一致。
3、需要進行“冷緊”的補償器,預變形所用的輔助構件應在管路安裝完畢后方可拆除。
4、嚴禁用波紋補償器變形的方法來調整管道的安裝超差,以免影響補償器的正常功能、降低使用壽命及增加管系、設備、支承構件的載荷。
5、安裝過程中,不允許焊渣飛濺到波殼表面,不允許波殼受到其它機械損傷。
6、管系安裝完畢后,應盡快拆除波紋補償器上用作安裝運輸的黃色輔助定位構件及緊固件,并按設計要求將限位裝置調到規定位置,使管系在環境條件下有充分的補償能力。
7、補償器所有活動元件不得被外部構件卡死或限制其活動范圍,應各活動部位的正常動作。
8、水壓試驗時,應對裝有補償器管路端部的次固定管架進行加固,使管路不發生移動或轉動。對用于氣體介質的補償器及其連接管路,要注意充水時是否需要增設臨時支架。水壓試驗用水清洗液的96氯離子含量不超過25PPM。
9、水壓試驗結束后,應盡快排波殼中的積水,并將波殼內表面吹干。
10、與補償器波紋管接觸的保溫材料應不含氯。