煙氣管道膨脹節(jié)

1、 催化裂化裝置煙氣管道膨脹節(jié)波紋管的基本變形類型.軸向變形；（伸長或縮短）：圖14.角變形：圖15圖15 角位移（單式膨脹節(jié)）圖14 軸向位移（單式膨脹節(jié)）.橫向變形：圖16圖16 橫向位移（單式膨脹節(jié)）（三）波紋管材質(zhì)選用原則：過去蠟油催化波紋管材料多選用0Cr18Ni9Ti 或0Cr17Ni12Mo2Ti已基本可滿足要求，現(xiàn)蠟油催化多改造成重油催化，摻渣比例逐漸增大，操作溫度提高，操作條件苛刻，原料中氯化物、硫化物增多，燒焦強度增高，導(dǎo)致煙氣中NO，NO2，SO2，SO3產(chǎn)生，介質(zhì)腐蝕性大增，致使蠟油催化中工作很好的波紋管在改為重油催化后很快腐蝕穿孔、應(yīng)力腐蝕開裂和腐蝕疲勞斷裂破壞。參照國

2、外相關(guān)公司重油催化波紋管選材，選用抗高溫和抗腐蝕性能都特好的INCONeL625或1NCOLOY825。（四）波紋管內(nèi)壓力產(chǎn)生的盲板力影響波紋管軸向膨脹節(jié)的使用：管道的盲板力：封閉容器內(nèi)，介質(zhì)壓力作用到封頭內(nèi)壁，將產(chǎn)生使封頭分開的力此力大小等于容器橫截面積乘壓力稱之為盲板力。壓力管道兩端總是與伐門、設(shè)備、機器相連，有起止端，壓力當然也作用到管線起止端，這就是盲板力，此力大小也等于管道橫截面積乘壓力。其作用是軸向拉伸管線，當管線上插入膨脹節(jié)后，此力就作用在膨脹節(jié)上。若不想讓此力作用在膨脹節(jié)上，就必須在膨脹節(jié)兩端的管線上設(shè)計能承受此力，并有足夠大剛度的固定支座。但這個盲板力常被有些人員所忽視或不理

3、解而產(chǎn)生一系列錯誤的判斷和結(jié)論。管道盲板力對波紋管的破壞作用，將波紋管波谷外脹，波紋管鼓脹、拉長、拉直、破裂，管線的固定支架推歪、推彎、推倒、開裂；管線從支架上被推吊下來。盲板力限制了軸向和復(fù)式自由型膨脹節(jié)的使用，非約束型膨脹節(jié)只能在下列條件下使用： （）低壓，小直徑管道（）固定支架剛度可設(shè)計得很大的低空管道。由于波紋管內(nèi)壓力所產(chǎn)生的巨大的盲板力，所起的破壞作用，使軸向膨脹節(jié)不能在壓力高，直徑大，難于設(shè)計大剛度固定支座的管線中使用，在限制波紋管軸向膨脹節(jié)使用的同時，另一類經(jīng)過精心思考，而可用在迂迴補償方案中的約束型膨脹節(jié)就誕生了，這就是大家?？匆娪植惶斫獾?，鉸鏈、大欄桿、壓力平衡等類的膨脹節(jié)

4、產(chǎn)生并得到廣泛的成功應(yīng)用。（五）單個波紋管膨脹節(jié).軸向膨脹節(jié)：圖17 用于吸收軸向變形和少量橫向變形，盲板力和彈性反力外傳。波紋管外的螺栓是安裝運輸時保護波紋管用的，叫裝運螺栓安裝運輸過程不能松動、拆除，但在安裝焊接完畢后烘爐前必須將內(nèi)外螺母后退到頭。 圖17 軸向型膨脹節(jié).鉸鏈膨脹節(jié)：圖18 能吸收單一平面的角位移和鉸鏈板間的軸向變形，內(nèi)壓力產(chǎn)生的盲板力，由環(huán)板、立板、鉸鏈板、銷軸吸收不外傳，角變形引起的波紋管彈性反力外傳。波紋管外的螺栓叫裝運螺栓，是安裝運輸保護波紋管用的，安裝運輸過程不得松動、拆除；但在安裝焊接完畢后，烘爐前必須拆除。鉸鏈膨脹節(jié)無單獨完成管線熱補償?shù)哪芰?，二個或三個鉸鏈膨

5、脹節(jié)聯(lián)合使用。熱補償效果特優(yōu)良。圖18 單式鉸鏈型膨脹節(jié).萬向鉸鏈膨脹節(jié)：圖19 可吸收多平面內(nèi)的角變形和鉸鏈板間的軸變形，盲板力由環(huán)板、立板、平衡環(huán)、鉸鏈板、銷軸吸收不外傳，角變形引起的波紋管彈性應(yīng)力外傳，波紋管外的螺栓叫裝運螺栓。是安裝運輸保護波紋管用的，安裝運輸過程不能松動、拆除；但安裝焊接完畢后，烘爐前必須拆除。萬向鉸鏈膨脹節(jié)無單獨完成管線熱補償?shù)哪芰Γ粌蓚€萬向鉸或兩個萬向鉸與一個鉸鏈膨脹聯(lián)合使用，熱補償效果特優(yōu)良。圖19 萬向鉸鏈型膨脹節(jié)（六）雙波紋管組成的膨脹節(jié).復(fù)式膨脹節(jié); 圖20 可同時吸收軸向、橫向變形和轉(zhuǎn)角：兩個波紋管同時產(chǎn)生軸向變形和協(xié)同產(chǎn)生轉(zhuǎn)角來完成熱補償任務(wù):盲板力、

6、波紋管、彈性反力外傳。單個波紋管外所設(shè)置的螺栓叫裝運螺栓，是運輸安裝時保護波紋管用的，運輸安裝時不得松動和拆除，但在安裝焊接完畢后，烘爐前必須將內(nèi)、外螺母后退到頭。 圖20 復(fù)式自由型膨脹節(jié) 2. 大拉桿膨脹節(jié)：圖21 可吸收橫向變形和大拉桿內(nèi)的軸向變形：兩個波紋管協(xié)同轉(zhuǎn)角變形來滿足主要是管線橫向變形的熱補償任務(wù)。還可吸收大拉桿間的少量壓縮變形，盲板力由環(huán)板大拉桿吸收不外傳。但橫向變形引起的彈性反力外傳，跨兩個波紋管和整個膨脹節(jié)長度的大螺栓，叫大拉桿。是吸收盲板力用的，工作時保護波紋管不因壓力而破壞用的。是工作所需的受力件。在任何時候都不能拆除?？鐔蝹€波紋管處的短小螺栓叫裝運螺栓。是運輸、安裝

7、過程保護波紋管用的，在運輸安裝時不能松動和拆除，但在安裝焊接完畢后，烘爐前必須拆除。圖21 復(fù)式拉桿型膨脹節(jié)3. 比例連桿膨脹節(jié)：圖 22 比例連桿有如下作用：(1) 控制復(fù)式、大拉桿和復(fù)式壓力平衡膨脹中的兩個波紋管的變形均勻協(xié)調(diào)，同步，防止變形不均，避免某波紋管受力大，提前破壞。(2) 防止波紋管振動，中間筒節(jié)上下和左右振動或扭動，產(chǎn)生負加載荷而使波紋管提前破壞，或影響正常工作。(3) 支承并傳遞中間筒節(jié)的重量。 圖22 比例連桿型膨脹節(jié)(七） 三波紋管膨脹節(jié)組成的變形熱補償結(jié)構(gòu)：圖23圖23 1. 三鉸鏈或二萬向鉸鏈和一鉸膨脹節(jié)補償結(jié)構(gòu)：由三個可轉(zhuǎn)動的鉸鏈膨脹節(jié)組成的機構(gòu)，就好像人的一只胳

8、膊，可進行兩個或三個方向的運動，其運動方便，自由，彈性反力小。煙機入口管線熱補償結(jié)構(gòu)，就是這種三鉸變形補償結(jié)構(gòu)，這種補償方案的優(yōu)劣取決于膨脹節(jié)位置的設(shè)計，彎頭處膨脹節(jié)應(yīng)離彎頭近。其它兩個膨脹應(yīng)離彎頭遠，這樣補償能力大，推力小。為減小膨脹節(jié)對煙機的推力，還可采取予變位的措施，可減少膨脹節(jié)對煙機的推力1/2以上。圖23 2.曲管復(fù)式壓力平衡膨脹節(jié)：圖24此膨脹節(jié)與管道連接端有兩個波紋管是溫度變化過程中起熱補償作用的叫工作波紋管；另一個在盲端的波紋管叫平衡波紋管。是為平衡內(nèi)壓推力（盲板力）用的，并與兩個工作波紋管協(xié)同配合動作。此膨脹節(jié)有同時吸收軸向和橫向變形能力，盲板力由平衡波紋管、環(huán)板、大拉桿吸收

9、不外傳，軸向和橫向變形引起的彈性反力外傳，跨三個波紋管與膨脹節(jié)長度相當?shù)拇舐菟ń写罄瓧U。是保護波紋管、平衡盲板力和傳送位移用的，是重要的受力工作件；在任何時候都不能松動和拆除，跨單個波紋管的小螺栓叫裝運螺栓，是運輸和安裝時保護波紋管用的，在運輸過程和安裝初期不能松動、拆除。但在安裝后期，管線進行予變位時需拆除，對不進行予變位的管線，在安裝焊接完畢烘爐前拆除。圖24 壓力平衡型膨脹節(jié)（八） 煙機入口管線：圖 25圖25 煙機入口管線示意圖 1. 熱補償原理：熱補償采用三鉸鏈方案，本方案不是將熱變形用膨脹節(jié)內(nèi)的波紋管壓縮變短吸收，而是用三個膨脹節(jié)波紋管的轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的管線移動來滿足管線熱膨脹變形的需要

10、，通俗、形象的講，三個鉸鏈膨脹節(jié)相當人的胳膊上的三個活動關(guān)節(jié)，三個活動靈活的關(guān)節(jié)構(gòu)成胳膊，具有滿足多方向移位的能力，煙機入口管線的熱補償原理就很容易理解了，煙機前的兩個萬向鉸鏈膨脹節(jié)不起熱補償作用，是補償管線安裝誤差用的。 2. 安裝和予變位：（1）管線安裝從煙機向外按設(shè)計圖法蘭、膨脹節(jié)、伐門、膨脹節(jié)、管段順序進行，直到彎頭前；垂直管線，從上向下按設(shè)計圖管段、膨脹節(jié)、管段、膨脹節(jié)順序進行直到下彎頭前，彎頭暫不安裝，待管線測量、檢查完畢后，再組對安裝。（2）各部件和筒節(jié)安裝后，先將煙道與煙機調(diào)對中，并將煙道調(diào)水平，將支座、吊架安裝就位，支座兩側(cè)調(diào)平，支力均勻，吊架彈簧安裝好，左、右等高，刻度均勻

11、合適；另外需在未裝彎頭處焊一臨時標尺桿；將已調(diào)好水平的煙道中心標高，標記在標尺桿上。（3） 垂直段各膨脹節(jié)和管段安裝后將其調(diào)垂直，調(diào)好后折去臨時支吊結(jié)構(gòu)，安裝正式支、吊架，要求支、吊受力均勻刻度合適，并再次檢查煙道垂直度，找出煙道中心線。（4）測量垂直管段下口到水平煙道中心的距和垂直管段中心到水平煙道斷口的距離，此兩距離與彎頭相對應(yīng)尺寸的差值，就是垂直管段下口和水平管段斷口所需切割切的多余管段，切完多余管段開好破口，將未組對的彎頭對口焊接好。（5）予變位：圖26，圖27 在垂直煙道上，按設(shè)計圖所示位置和大小，切除垂直予變位長，拆除三個膨脹節(jié)的小拉桿向上提拉管道與上段對口焊接。在水平煙道上，按設(shè)

12、計圖紙所所示位置和大小，切除水平予變位長，向煙機方向推動煙道與其割口組對焊接 圖26圖27 煙機入口管線安裝方法示意圖 （6）拆下煙機前法蘭，檢查法蘭密封面的張口和錯口，看其誤差值是否在準許范圍內(nèi)，決定其安裝是否合格。合格則入口煙道安裝完畢。（九） 煙機出口管線：圖 28 圖28 煙機出口管線示意圖 1. 熱補償原理：熱補償選用復(fù)式壓力平衡膨脹節(jié)，三通以下有兩個波紋管是滿足熱補償用的，是工作波紋管：其軸向變形和協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的橫向變形，可滿足煙機的上脹變形需要和煙道少許橫向變形需要。三通頂端波紋管叫平衡波紋管是吸收盲板力用的。對煙機推力大小取決于波紋管剛度，和膨脹節(jié)的予變位量，為減小對煙機的推力

13、，我們常采用多層薄壁波紋管，和恰當?shù)挠枳兾恢?。以減小對煙機的推力。2. 安裝和予變位：（1）先檢查煙機旁固定支架頂標高與煙機中心的標高差，是否與到貨的煙機上段高、天圓地方高、膨脹節(jié)下段高之和與出口橫管加支座的高度差值相等。若有誤差應(yīng)調(diào)整，合格后才能使用。（2）再檢查煙機旁固定支架支座中心與煙機中心的距離，是否與膨脹節(jié)三通橫管長和出口煙道的懸臂長之和相同。若不同要進行修改調(diào)整，合格后方可安裝。 （3 ）按設(shè)計圖紙中的懸臂伸出長度要求，安裝好橫置出口煙道。（4 ）在方法蘭處墊上與出口膨脹節(jié)予變形量等厚的木板，吊上對應(yīng)方法蘭，并穿上所有螺栓，順序向上組對天圓地方和膨脹節(jié)，并于橫置出口煙道對口。（5）抽出方法蘭間所墊木板，放上永久墊片，擰上方法蘭的螺栓，出口煙道安裝完畢。（十）使用膨脹節(jié)的注 意事項：1. 膨脹節(jié)的大拉桿、鉸鏈板、平衡環(huán)、銷軸等附件是主要受力元件，操作過程中承受很大應(yīng)力，附件的大小和厚度是強度(剛度）計算決定的，不得隨意拆除，更改和更換。2.膨脹節(jié)的裝運螺栓，是在運輸、吊裝和安裝過程中保護波紋管用的不得隨意松動和拆除，在予變位過程和全部安裝就位完畢，烘爐前又必須松開或拆除（裝運螺栓，制造廠在發(fā)貨時用黃油漆作了標證）。3.膨脹節(jié)對支座和夾持結(jié)構(gòu)有推力，其結(jié)構(gòu)大小和厚度是由推力決定的，不能隨意改變、取消和移位。4.膨脹節(jié)內(nèi)套筒開