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河北中浩波紋補償器的應(yīng)用過程及發(fā)展情況

發(fā)布時間：2018/5/23 8:53:43

供熱管道通常使用的金屬波紋補償器材質(zhì)一般為奧氏體不銹鋼,從使用功能上大致可分為6種:軸向內(nèi)壓式波紋補償器,軸向外壓式波紋補償器,軸向壓力平衡式波紋補償器(直通,旁通),曲管壓力平衡式波紋補償器,橫向拉桿波紋補償器,鉸鏈波紋補償器.

1、波紋補償器的種類及發(fā)展情況
1.1波紋補償器白勺種類
供熱管道通常使用的金屬波紋補償器材質(zhì)一般為奧氏體不銹鋼，從使用功能上大致可分為6種：軸向內(nèi)壓式波紋補償器、軸向外壓式波紋補償器、軸向壓力平衡式波紋補償器(直通、旁通)、曲管壓力平衡式波紋補償器、橫向拉桿波紋補償器、鉸鏈波紋補償器。
1.2波紋補償器的發(fā)展情況
在國內(nèi)城市集中供熱直埋管道發(fā)展的初期，引進了北歐直埋保溫管加工技術(shù)，使供熱管道整體直埋得到了發(fā)展，但對補償器仍然是在井室內(nèi)進行設(shè)置。由于地理環(huán)境不同，一些補償器常年或季節(jié)性浸在水里，不僅消耗大量的熱量，而且嚴重地縮短了補償器的使用壽命。因此，從20世紀90年代開始推廣直埋式波紋補償器，為了減少直埋管道固定墩的設(shè)置，相繼開發(fā)出無固定直埋式波紋補償器。針對沿海城市及個別地區(qū)地下水中氯離子含量_標的問題，在2000年后，又開發(fā)出復(fù)合式無固定直埋波紋補償器。因此，可防止腐蝕介質(zhì)對金屬波紋補償器的侵蝕。
2、波紋補償器在供熱工程中的應(yīng)用
目前，在國內(nèi)已投入運行的供熱管網(wǎng)中，仍有70%以上的管道采用金屬波紋補償器。現(xiàn)在已投入運行的供熱管網(wǎng)，按年代劃分，20世紀70年代以前所完成的項目基本上采用地溝及架空敷設(shè)，個別的小管徑采用油布防護直埋敷設(shè)(數(shù)量有限)，補償方式以金屬波紋補償器及方形管道補償器為主。20世紀80年代，管網(wǎng)敷設(shè)方式發(fā)展為小管徑由地溝、架空敷設(shè)轉(zhuǎn)向直埋敷設(shè)，對大管徑仍保留原有敷設(shè)方式的理念，采用架空或地溝敷設(shè)，而管道補償則大量地采用金屬波紋補償器。20世紀90年代中期至今，集中供熱發(fā)展迅速、工程建設(shè)規(guī)模均以城市及城市內(nèi)區(qū)域為發(fā)展目標，趨于大、中型化發(fā)展，引進的北歐管道直埋技術(shù)已成熟化，并結(jié)合國情得到了發(fā)展，管網(wǎng)的敷設(shè)方式以直埋敷設(shè)為主，隨著供熱管道敷設(shè)方式的變化及市場的需求，金屬波紋補償器的應(yīng)用技術(shù)也不斷地完善，得到廣泛的應(yīng)用，并占據(jù)市場的主導(dǎo)地位。
3、波紋補償器在實際應(yīng)用過程中存在的問題與分析
3.1存在的問題
金屬波紋補償器在實際應(yīng)用過程中主要存在以下問題：波紋補償器質(zhì)量問題；波紋補償器選型問題；波紋補償器工作環(huán)境問題；波紋補償器材質(zhì)問題；設(shè)計疲勞壽命問題；波紋補償器安裝問題。
3.2問題分析
針對上述問題，對多年來國內(nèi)已運行的地下供熱管道波紋補償器產(chǎn)生的破壞事故進行初步歸納，有90%以上的事故是波紋補償器所處的工作環(huán)境。腐蝕介質(zhì)_標導(dǎo)致金屬波紋管產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞，而因工作狀態(tài)失穩(wěn)等其他原因造成波紋管破壞的比例不足10%。波紋補償器失穩(wěn)破壞情況也比較復(fù)雜，失穩(wěn)破壞現(xiàn)象有波紋管產(chǎn)生不規(guī)則彈塑性或塑性變形，嚴重時可對波紋管產(chǎn)生撕裂以及周邊焊口開裂等。
產(chǎn)生原因大致可分為：施工時管基所填的土(砂)未滿足施工規(guī)范要求、密實度不夠，或者根本_沒按施工規(guī)范要求進行夯填，致使管道下沉，造成補償器運行時不在一個同心軸工作；管道及管墩施工后，在沒有完成回填土工程時下大雨或其他原因造成管道(墩)上部長時間嚴重積水，產(chǎn)生不均勻下降；管道安裝不滿足設(shè)計圖紙的尺寸要求，安裝后波紋補償器不在一個同心軸上；波紋補償器設(shè)計加工不滿足設(shè)計要求；管網(wǎng)地勢高差較大，打壓沖洗后排水操作不當，使管道產(chǎn)生負壓；設(shè)計安裝位置不合理，工作時管道產(chǎn)生橫向位移。一般波紋補償器失穩(wěn)狀態(tài)，多在管道系統(tǒng)安裝后進行管道強度試驗期間，_已經(jīng)顯現(xiàn)并得到妥善處理。
4、波紋補償器選擇時的注意事項
地下敷設(shè)的供熱管道在選擇波紋補償器時，要掌握波紋補償器設(shè)計疲勞壽命、綜合應(yīng)力、單波位移量三者之間關(guān)系，根據(jù)這種量化關(guān)系合理確定波紋補償器的設(shè)計疲勞壽命。為控制波紋補償器工作應(yīng)力，在設(shè)計中要進行經(jīng)濟比較，盡可能降低波紋補償器工作應(yīng)力，不可單純地為追求補償量來降低設(shè)計疲勞壽命，而不注重應(yīng)力的急劇變化。1993年，在撅市供熱管道用波紋補償器標準中明確城市供熱管道用波紋補償器的使用疲勞壽命為200次。在2000年后出版的一些工具書中，把熱網(wǎng)常用波紋補償器(包括直埋)的設(shè)計疲勞壽命確定為200~300次，僅從供熱管網(wǎng)運行系統(tǒng)所規(guī)定的設(shè)計使用時間壽命看(30年)，似乎比較經(jīng)濟合理，但從文中所討論問題中可以看出，在供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中所選用的波紋補償器只要存在_標的物質(zhì)接觸的可能性，按設(shè)計疲勞壽命200~300次的標準是不夠的，在文中列舉的某城市20世紀80年代建設(shè)管網(wǎng)中所采用的波紋補償器疲勞壽命均不低于100次，20多年后仍正常運行，足可以說明問題。過低的疲勞壽命會導(dǎo)致波紋補償器穩(wěn)定性及_性能下降。考慮經(jīng)濟因素，建議敷設(shè)在地下有_標腐蝕介質(zhì)的供熱管道中設(shè)置波紋補償器的設(shè)計疲勞壽命應(yīng)為1000一2001枚。
絕大部分波紋補償器的破壞原因主要是應(yīng)力腐蝕破壞。要做到從根本解決波紋補償器的腐蝕破壞問題，要切斷腐蝕源。目前，國內(nèi)80%左右的直埋敷設(shè)供熱管道工程中，波紋補償器與管道焊接完后直接施工保溫層、保護層并實現(xiàn)整體化。這樣，當管道受冷熱作用時，工作管是在補償器的補償狀態(tài)下進行工作，在軸向變化較大的部位反復(fù)地進行熱壓冷拉，肯定要產(chǎn)生橫向破壞，這樣_給有腐蝕介質(zhì)存在的地區(qū)，創(chuàng)造接觸波紋補償器的腐蝕機會。目前，利用井室設(shè)置波紋補償器很難解決漏水的問題，在冬季井內(nèi)有水時，_形成了儲水加熱池，除熱損失外還要冒汽，如果水中有_標腐蝕介質(zhì)，波紋補償器很快_會損壞，也是造成波紋補償器腐蝕破壞的主要原因。

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