波紋補償器是一種在管(guǎn)道中補償溫度(dù)變化、壓(yā)力變化和安裝誤差等引起的_常變形,以及用於減震(zhèn)消振的柔性管道元件。它一般由波紋(wén)管(guǎn)、接(jiē)管法蘭導流筒、加強環鉸(jiǎo)鏈護套、拉杆等部件組成各種不同的部件組合形成不同的結構型式,並具有不同的使用(yòng)功能如軸向型橫向型(xíng)和角向型的波紋補償器可分別提供軸向、橫向和角向位移補償。
國內石油、化工、冶金、電力、熱(rè)力、建築和船舶等行業已普遍采用波紋補償器來作為柔性管道補償元件。近年來,國內也(yě)逐步開始把波紋補償器應用於各種管道係統中。與傳統的形(xíng)張力(lì)節和填料式補償器相比,波紋(wén)補償器除了有變形補償功能外,還具(jù)有易安裝維扒體(tǐ)積小、占地麵積小和(hé)管道係統(tǒng)總成(chéng)本低(dī)等優點,在現代化的各種管道係(xì)統中正發(fā)揮著越(yuè)來越重要(yào)的作用。
波紋管是波紋補償器的核心,根據波紋管的材質不同,波(bō)紋補償器可分為金屬波紋補償(cháng)器和非金(jīn)屬(shǔ)波紋(wén)補償器兩(liǎng)大類金屬波紋補償器常使用的材(cái)料是不鏽鋼和碳鋼,而非金屬波紋補償器主要采用塑料、橡膠(jiāo)或複合材(cái)料(liào)製(zhì)造在強腐蝕大補償要求(qiú)的條件下,非金屬波紋補償器(qì)比金屬波紋補(bǔ)償器更能發揮其_性然(rán)而,單純用塑料或橡膠製成的波紋管(guǎn)強度_差,耐正、負壓能力低(dī)。複(fù)合材料波紋管因對塑料和橡膠材料進行了增強,強度和耐壓能力都有(yǒu)了很大的提高所以,複合(hé)材料波(bō)紋補償器不(bú)僅具有塑料橡膠等非(fēi)金屬材料波紋補償(cháng)器的補償量允(yǔn)_性能好的特(tè)點,還具有金屬波紋補償器強度高耐壓能力好的特點,是綜合J陛能優(yōu)異的新一代波紋補償器,在國內外受到了很大地關(guān)注和重(chóng)視。
本文擬(nǐ)_目前國內外所使用的幾種複合材料波紋補償器的結構特性、成型方法及其應用情況作一簡述和比_。
結構特性和成型方法
1。玻璃纖維增強橡膠(jiāo)波紋補償器
玻璃纖維增強橡膠波紋(wén)補償器的結構型式(shì)主要有琳。它們(men)一(yī)般都由玻璃纖維織物增強橡膠波紋管(guǎn)隔熱材料、導流筒和碳鋼框架組成,各組(zǔ)成部分的作用如下:
1)、玻璃纖維織物增強橡膠波(bō)紋管
該波紋管外層為玻璃纖維布(bù)增強橡膠層,內貼有PTFE薄膜或(huò)浸漬有PTFE的玻璃纖維漆布;內層一般由一至(zhì)三層玻璃纖維布組成常用的橡膠材(cái)料有氟橡膠、矽橡膠、氯丁橡膠、氯化異丁橡膠和乙(yǐ)丙橡膠等橡膠具有良好的彈性,玻璃纖維布具有_高(gāo)的強度,這樣(yàng)_使成型的波紋管有很大的變形補(bǔ)償能力,還具有相應(yīng)的強度和耐壓能力。
(2)隔熱(rè)材料橡膠一般不_,耐熱性(xìng)好的氟橡膠長期(qī)工作(zuò)溫度低於250℃在補償器內腔(qiāng)介質溫度_高時,可在波紋管和導(dǎo)流筒之間添加玻璃(lí)纖維槐矽(guī)酸鋁纖維棉等隔熱材料,使波紋管與介質的高溫(wēn)隔離(lí),這樣可以大大提(tí)高補償器的使(shǐ)用溫度(dù)高(gāo)可(kě)達1300℃。
(3)導流筒通常是碳鋼或(huò)不鏽鋼材料,可在內外麵上包覆聚四氟乙烯。導流筒主要用以減少介質壓力損失,避免顆粒等雜物損傷波紋聳導流筒具有方向性,在產品上設有標誌。
(4)碳鋼鋼框架用於和管道連接以(yǐ)及密封。
由於(yú)材料和構造上的不同,與金屬波紋補償(cháng)器相比,玻璃纖維增強橡膠波紋補償器具(jù)有以下特點。
①能在_小的尺寸(cùn)範圍內提供_大的多維方向補(bǔ)償,並消除_大的安裝誤差;
②彈性反(fǎn)力很大、玻璃纖維增強(qiáng)橡膠波紋(wén)管很軟,剛度(dù)很小,所以提供變(biàn)形位移補(bǔ)償時彈J陛反力很(hěn)小。這樣可以避(bì)免使用複雜的管道支架,簡化管(guǎn)道設計和施工,節省材料和勞動力;
③具有良好的_性;
④消聲減振(zhèn)玻璃纖(xiān)維織物增強橡朧玻璃纖維棉、矽酸鋁纖維棉都具有吸聲隔絕振動(dòng)傳(chuán)遞的功能,能有效地減少鍋熄風機係統的噪聲和振動;
⑤重量輕、結構簡單,安裝維(wéi)修(xiū)方便
2。聚四氟乙烯橡膠複合波紋補償器。
聚四氟乙烯(xī)橡膠複合波紋補償器由玻璃(lí)纖維增強橡膠層、聚四氟乙烯層、外金屬加強環、內金(jīn)屬支撐環和法(fǎ)蘭等五部分組成。
(1)玻璃纖維增強橡(xiàng)膠層(céng)該層(céng)為橡膠中夾雜有玻璃纖維或(huò)其織物(如(rú)玻(bō)璃纖維布、帶等)增強,經常選用的橡膠有氟橡膠、矽橡(xiàng)膠、氯丁橡膠氯化異丁(dīng)橡膠和乙丙橡膠等它一方麵具有_高的耐正壓能力,另一方(fāng)麵具有柔軟性,並能有效地防止聚四氟乙烯層(céng)受外來物理性破壞。
(2)聚四氟乙烯層主要功能是_,特別是防強酶強堿腐蝕
(3)外金屬加強(qiáng)環由不鏽鋼(gāng)製作,既(jì)有很好的強度又_。其作用(yòng)是進一步提高補償器耐正壓的能力(lì)。
(4)內金屬支撐環該金屬環的外部包覆有聚四氟乙烯(xī),主要用來提高補償器的(de)耐負壓能力。
(5)法蘭用於連接和密封
製作聚四氟乙烯橡膠複合波紋(wén)補償器的關(guān)鍵在於聚四氟乙烯波紋管的成型。目前(qián)所用的成型方法分為兩(liǎng)點(diǎn):
①聚四氟乙烯筒體的製造聚四氟乙烯(xī)筒體的製造方法有以下三(sān)種(zhǒng):
a.在陽模上用薄(báo)膜纏繞,然後燒結而成;
b.在相應溫度和壓力下,用聚四(sì)氟乙烯顆粒在模具內熱壓而成;
c.用聚四氟乙烯板材卷筒後粘揍焊接或熔融連接而成
②聚四氟乙烯波紋管的(de)製造將聚四氟乙烯筒體放在成(chéng)型模具中,成型模(mó)具的內表麵為成型後波(bō)紋的形狀把模具和筒體兩端密封,在整體加溫的條件下,在(zài)筒體內以氣體作為介質加壓,並_軸向補償進料,壓製成波紋管(guǎn)。
聚四氟乙烯橡膠複合波紋補償器因結構和材料上的複合而具有以下優點:
a.耐強腐(fǔ)蝕該(gāi)波紋補償(cháng)器的內層采用聚(jù)四氟乙烯材料在聚四氟乙(yǐ)烯分子中,由於氟原子體積_大,使得連接在碳原子上的(de)氟原子(zǐ)恰好能和扭轉約(yuē)17°的第三個碳原子上的氟原(yuán)子緊靠在一起,這種緊密的靠攏正好把C-C主鏈覆蓋起來,不和外界介質接觸再加上氟原子電負性_強,斷開C-F鍵需(xū)要很高的能量(liàng)因此,聚四氟乙烯材料具有很高的(de)化學穩定性,到目前為止,僅發現在高溫(wēn)高壓(yā)條件下,熔融堿金屬、三氟化氯能與之發生化學反應(yīng),而強酶強堿(jiǎn)和一(yī)般有機(jī)溶(róng)劑對聚四氟乙烯均沒有(yǒu)腐蝕作甩在_低碳不鏽鋼波紋補償器無法(fǎ)勝任的鹽酶稀硫酸和氯氟酸管道工程中(zhōng),聚四氟乙烯橡膠(jiāo)複合波紋補(bǔ)償器更能顯示出的_性。
b.耐(nài)疲勞性能好聚四氟乙烯和橡膠材質柔軟,故變形應力小,疲(pí)勞性(xìng)能好。聚四氟乙烯橡膠複合波(bō)紋補償器在工作應力小於1MPa,工(gōng)作溫度為一100~180℃的條件下,疲(pí)勞壽(shòu)命(mìng)高達450次以上。
c.補償量大,吸振、隔振效果(guǒ)好因為玻璃纖維及其織物增強橡膠和聚四氟乙烯均有良(liáng)好的變形能力和吸收振動的能力。
d.不易結垢,流體阻力小該波紋補償器內的介質與聚四氟乙烯(xī)層接觸,因聚四氟乙烯材料具有突(tū)出的低摩(mó)擦係數和不吸附性,使得介質易於流動,其中的雜質不易(yì)沉澱結垢。