外压轴向型膨胀节

外压式轴向膨胀节产品介绍

外压式轴向膨胀节是一种用于吸收直线管道 轴向热位移的金属波纹管补偿装置。 产品通过内部流道将管道介质引入波纹管外部的环形压力腔， 使介质压力作用于波纹管外表面。

当管道因温度升高产生热伸长时， 金属波纹管沿管道中心线压缩； 当管道温度降低时，波纹管向相反方向伸长， 从而吸收管道的轴向压缩和轴向伸长。

外压结构有利于提高长波纹管的轴向稳定性， 并可根据管道口径、压力、温度、补偿量 和设计循环要求，获得较大的轴向位移补偿能力。

产品特点

• 主要吸收沿管道中心线方向的轴向位移
• 介质压力作用于金属波纹管外表面
• 有助于提高长波纹管结构的轴向稳定性
• 适合需要较大轴向补偿量的直线管段
• 外套管可保护波纹管免受部分机械损伤
• 可根据项目需要配置内部导向和限位结构
• 支持焊接端、法兰端及其他定制连接方式
• 可根据介质、压力、温度和循环寿命定制

结构组成

外压式轴向膨胀节通常由金属波纹管、 外套管、内部介质导管或内管、端管、 连接法兰或焊接端、导向环、端环 以及必要的运输限位和排气排液部件组成。

金属波纹管是吸收轴向位移的核心柔性元件； 外套管与内管形成介质流道和外部压力腔； 导向环用于保持内部部件的相对位置， 并帮助波纹管按照设计轴线运动。

外套管还可为波纹管提供一定机械保护， 降低运输、吊装、现场焊接和运行环境 对薄壁波纹管造成损伤的风险。

不同产品的流道、导向、排气和排液结构可能存在差异， 最终结构应以双方确认的产品剖面图 和制造图纸为准。

工作原理

管道介质通过产品内部流道进入 金属波纹管外部的环形压力空间， 使波纹管承受外部压力。

管道温度升高时，连接管段产生轴向热伸长， 波纹管在设计范围内压缩； 管道温度降低时，波纹管向相反方向伸长， 从而吸收直线管段的轴向热位移。

波纹管通过波形结构产生弹性变形， 不依靠套筒滑动或填料密封完成位移补偿。 实际补偿能力取决于波纹管材料、波形、 波数、层数、压力、温度和设计疲劳寿命。

外压结构的作用

普通内压波纹管承受内部压力时， 可能存在径向扩张和轴向柱状失稳趋势。 当波纹管较长、波数较多或补偿量较大时， 稳定性是重要的设计条件。

外压式结构使介质压力作用于波纹管外表面， 有利于降低内压结构可能出现的柱状失稳风险， 并为增加有效波数和轴向补偿量 提供更大的设计空间。

外压结构并不表示产品可以无限增加补偿量。 所需补偿能力仍需结合压力、温度、 波纹管稳定性、轴向刚度和设计循环次数计算确认。

位移补偿方向

外压式轴向膨胀节主要用于轴向压缩 和轴向伸长，不应将其描述为同时吸收 较大的轴向、横向和角向位移。

少量安装偏差不等于产品具有 经过设计的横向或角向补偿能力。 产品也不应承受管道扭转载荷。

如果管道系统存在明显横向、角向 或空间组合位移，应根据管线布置评估 万能式、铰链式、万向铰链式 或其他专门设计的膨胀节。

压力推力说明

普通外压式轴向膨胀节通常属于 非压力平衡型轴向补偿装置。 外压结构主要改变波纹管的受压方式， 并不自动消除介质压力推力。

内部介质压力作用于波纹管有效面积后， 仍会形成沿管道轴线方向的压力推力。 该推力通常需要由管道主固定支架承受。

主固定支架载荷还应包括波纹管轴向弹性反力、 管道和介质重量、支架摩擦力 以及其他系统载荷。

如果项目无法设置能够承受压力推力的主固定支架， 或设备接口允许载荷较低， 应评估压力平衡型或其他受约束膨胀节结构。

固定支架与导向要求

外压式轴向膨胀节应安装在具有明确主固定点 和导向支架布置的直线管段中。

主固定支架用于限定补偿管段， 并承受压力推力、波纹管弹性反力 和管道系统产生的其他轴向载荷。

导向支架用于保持管道与膨胀节同轴， 使热位移沿设计轴线进入波纹管， 并降低管道偏斜、侧向失稳 和波纹管偏载的风险。

管道、阀门、介质和保温层重量 应由独立承重支架承担， 不应直接由膨胀节支撑。

材料选择

金属波纹管材料应根据输送介质、 工作温度、设计压力、腐蚀条件 和设计循环寿命进行选择。

波纹管可根据项目要求采用不锈钢、 耐腐蚀合金或其他经确认的金属材料。

外套管、内管、端管、法兰、 导向环和其他结构部件， 可根据压力、温度、机械载荷、 焊接性能和项目规范， 采用碳钢、不锈钢、合金钢 或其他指定材料。

最终材料组合应结合介质腐蚀性、 工作环境、制造工艺 和预期使用寿命统一确认。

导向、排气与排液结构

部分外压式轴向膨胀节可在内部设置导向环， 帮助内管、外套管和波纹管 保持设计运动关系。

对于蒸汽、热水、导热介质 或可能形成冷凝液的管道， 应根据安装方向和内部压力腔结构， 评估排气和排液要求。

排气口、排液口和监测接口的位置及用途， 应根据确认后的制造图纸确定， 不得未经确认自行开孔、封堵或修改。

与内压式轴向膨胀节的区别

内压式轴向膨胀节的介质压力 主要作用在波纹管内表面， 通常具有结构简单、径向尺寸较小的特点。

外压式轴向膨胀节通过内部流道 将介质引入波纹管外部压力腔， 使波纹管承受外压， 更适合需要较多波数和较大轴向补偿量的项目。

两种结构都需要根据压力、温度、 补偿量、稳定性、安装空间和支架条件进行选择。 外压式结构不应与压力平衡型结构混淆。

典型应用

• 城市集中供热和区域热力管网
• 工业蒸汽和高温热水管道
• 冷却水和循环水管道
• 电力、能源和锅炉辅助系统
• 石油化工和化学工艺管线
• 冶金、钢铁和工业循环管道
• 需要较大轴向补偿量的直线管段
• 对波纹管机械保护有要求的安装位置

安装注意事项

• 安装前确认产品方向、介质流向和安装位置
• 核对安装长度、预偏装位置和有效轴向行程
• 连接管道应保持良好同轴度
• 不得拉伸或压缩产品校正管道长度误差
• 不得使产品承受未经设计的横向或角向位移
• 不得对金属波纹管施加扭转载荷
• 不得使用膨胀节承担管道和设备重量
• 按照设计设置主固定、导向和承重支架
• 现场焊接时应保护外套管和内部波纹管
• 运输限位件应按制造商说明拆除或调整
• 确认排气、排液接口处于正确方向
• 投运前检查焊缝、支架和轴向运动空间

运行与维护

运行期间应根据介质、压力、温度、 位移循环和项目维护制度， 定期检查外套管、连接焊缝、 排气排液接口、固定支架和导向支架。

由于波纹管封闭在外套管内部， 常规运行检查应重点关注产品泄漏、 外套管变形、异常位移、振动、 运行噪声及相邻支架状态。

如发现泄漏、外套管干涉、 产品偏斜、异常振动或位移超过设计范围， 应检查实际压力、温度、管道对中、 固定支架和导向支架是否符合设计条件。

质量与检验

常规质量检查可包括材料核对、外观检查、 关键尺寸检查、波纹管检查、 外套管和内部组件检查、 焊接区域检查及包装检查。

根据项目和订单要求，可增加压力试验、 气密性检查、无损检测、材料证明、 尺寸报告、清洁处理和其他指定检验。

具体试验方法、试验压力、验收条件 和技术文件要求，应在技术确认 和订单阶段确定。

选型与询价信息

为确认合适的波纹管结构、轴向补偿量 和连接方式，询价时建议提供以下信息：

• 公称直径或管道外径及壁厚
• 设计压力、工作压力和试验要求
• 设计温度、工作温度和安装温度
• 输送介质、介质状态及腐蚀性要求
• 所需轴向压缩量和轴向伸长量
• 设计循环次数或预期疲劳寿命
• 产品安装长度和现场径向空间
• 焊接端、法兰或其他连接要求
• 管道固定、导向和承重支架布置
• 排气、排液或监测接口要求
• 波纹管和结构部件材料要求
• 检测、清洁、包装和数量要求

我们可根据客户提供的压力、温度、介质、 轴向位移、安装空间、支架布置 和项目图纸，对波纹管结构、外套管、 内部导向、安装长度和连接方式进行定制确认。

最终材料、结构、压力等级、补偿能力、 轴向刚度、循环寿命和检验要求， 以双方确认的技术规格书和制造图纸为准。