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高温易燃管系中金属波纹管膨胀节的设计

2018-01-04 08:49:02

  某高温易燃气体管系,设计温度较高,介质易燃,管线连接的两端设备进出口对所受力和力矩的要求较严格。因本高温易燃管系管道内介质是高温易燃气体,金属波纹管膨胀节又是系统中的薄弱环节,故对膨胀节的   性提出了很多严格的要求,需要设计,大家从以下几点进行说明:
  1)波纹管设计
  为提高系统的   性,避免由于膨胀节的意外失效导致易燃介质接触空气导致火灾等风险,膨胀节按双层带报警结构设计,波纹管采用双层结构,每一层均满足设计条件。
  2)波纹管材料的选择
  由于操作状态管内介质温度650℃,设计温度达到了675℃,介质为易燃气体。对波纹管的材料的要求考虑的是,由于易燃气体几乎无腐蚀性,波纹管材料的选择可选择耐温性能较好的Incoloy 800H材料。Incoloy 800H是一种含碳、铝、钛、锰以及限量(Al+Ti)的固溶态镍—铁—铬耐热耐蚀合金,高温耐氧化性能良好,由于(Al+Ti)的含量不高于1.2%,Incoloy 800H在(593℃~793℃)具有持续的高温蠕变及断裂强度和很好的抗拉强度,并且在700℃以下长时间工作时仍然具有良好的韧性。
  3)波纹管成型后固溶处理
  波纹管在冷态成形加工过程中,金属材料经历了挤压、伸展、焊接等加工工况后,在材料内部会出现大量晶格缺陷、合金元素分布不均、残余应力值较高的现象。Incoloy 800H的晶相组织为奥氏体,奥氏体不锈钢在427℃~871℃之间长期使用时,会形成明显降低钢的塑性和韧性的σ相。因此本高温易燃管系的波纹管液压成型后采取整体固溶处理,使得其中合金元素分布均匀,晶格位错重组,从而波纹管固溶处理后达到均匀致的晶粒效果,并波纹管的受力状态,提高波纹管抗晶间腐蚀、应力腐蚀和局部腐蚀开裂的能力,而且可以提高波纹管的高温性能。
  在高温大膨胀量的条件下,空间限制比较苛刻的场合,选择三铰链组合来吸取管系的热膨胀   能够满足设备进出口的受力要求。并且比选用曲管压力平衡型膨胀节具有   的性。同时,对膨胀节的设计,也   满足了该某高温易燃气体管系工况的使用要求。该高温易燃管系用膨胀节经过设计、制造、检验及试验,已成功运行近三年,到目前为止情况良好。

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