全外压旁通直管压力平衡型膨胀节

全外压旁通直管压力平衡型膨胀节

全外压旁通直管压力平衡型膨胀节是一种用于直线管道 轴向热位移补偿和压力推力控制的金属波纹管装置。 产品通过旁通流道将介质引入波纹管外部压力腔， 使工作波纹管和平衡波纹管在外压状态下运行。

工作波纹管负责吸收管道因温度变化产生的轴向压缩和伸长； 平衡波纹管及内部承载结构用于平衡或显著降低 内部介质压力产生的轴向推力。

外压结构有利于提高波纹管轴向稳定性， 并可根据项目工况设计较大的轴向补偿能力。 该产品适合固定支架承载能力受限、 设备接口允许载荷较低， 或需要较大轴向热位移补偿的工业管道项目。

产品特点

• 主要吸收直线管道的轴向压缩和轴向伸长
• 工作波纹管和平衡波纹管采用外压工作方式
• 有利于提高长波纹管结构的轴向稳定性
• 可根据项目条件设计较大的轴向补偿量
• 内部压力平衡结构降低管道压力推力
• 减轻主固定支架和设备接口承受的压力载荷
• 外套管可为波纹管提供一定机械保护
• 支持焊接端、法兰端及项目指定连接方式
• 可根据介质、压力、温度、位移和图纸定制

基本结构

产品通常由进口端管、出口端管、工作波纹管、 平衡波纹管、外套管、导流管或内管、 旁通孔或环形流道、端环、承载连接件 以及必要的排气、排液和运输限位部件组成。

工作波纹管是吸收管道轴向热位移的主要柔性元件。 平衡波纹管与工作波纹管按照设计的有效面积关系配合， 用于形成方向相反的压力作用。

外套管、端环和内部连接件共同形成压力腔和载荷传递路径， 并保护波纹管免受部分运输、安装和现场机械损伤。

不同制造方案的波纹管数量、旁通位置、 内部导向形式和承载结构可能不同， 最终结构应以确认后的产品剖面图和制造图纸为准。

工作原理

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

管道介质通过旁通孔、内管或环形流道 进入工作波纹管外部的压力腔， 使介质压力作用于波纹管外表面。

压力同时作用于工作波纹管和平衡波纹管的有效面积。 通过合理设计两组波纹管的有效面积、 刚度和内部载荷传递结构， 产品内部形成方向相反的轴向压力作用。

这些压力作用通过端环、承载板、 连接杆或其他结构件在膨胀节内部传递， 从而降低净压力推力向外部管道、 主固定支架和设备接口传递。

全外压结构的作用

普通内压波纹管在内部压力作用下， 可能出现径向扩张和轴向柱状失稳趋势。 当产品需要较多波数或较大轴向补偿量时， 波纹管稳定性是重要的设计条件。

全外压结构使介质压力作用于波纹管外表面， 有利于提高波纹管的轴向稳定性， 并为增加波纹管有效长度和轴向补偿能力 提供更大的设计空间。

外压结构并不代表补偿量可以无限增加。 实际补偿能力仍取决于波纹管材料、波形、 波数、层数、工作压力、温度、 轴向刚度、稳定性和设计循环寿命。

压力平衡功能

普通非约束型轴向膨胀节在内部压力作用下， 会产生与波纹管有效面积相关的轴向压力推力， 该推力通常需要由管道主固定支架承受。

本产品利用工作波纹管和平衡波纹管的有效面积关系， 在装置内部形成大小接近、方向相反的压力作用， 从而平衡或显著降低向外传递的压力推力。

压力平衡结构主要降低介质压力推力， 但不会消除工作波纹管变形产生的轴向弹性反力， 也不会消除管道重量、介质重量、支架摩擦力、 流体动载荷及其他外部载荷。

实际压力平衡效果和设备接口载荷， 应根据确认后的产品结构和设计计算确定， 不能仅根据产品名称作出判断。

轴向位移补偿

全外压旁通直管压力平衡型膨胀节 主要用于沿管道中心线方向的轴向压缩和轴向伸长。

产品不应在未经专项设计确认的情况下 承受明显的横向位移、角向转动或扭转载荷。

管道存在较大横向、角向或空间组合位移时， 应评估万能式、铰链式、万向铰链式 或其他专门设计的膨胀节结构。

所需轴向补偿量应根据管道有效长度、 管材线膨胀系数、安装温度、 最高和最低运行温度及管道布置进行计算。

旁通流道

旁通流道用于维持进口端与出口端之间的介质输送， 并将介质引入工作波纹管和平衡波纹管 所对应的外部压力腔。

旁通孔、内管、环形流道和连接通道的尺寸， 应根据管道口径、介质流量、流速、 允许压降和工作压力进行设计。

对于高流速、含颗粒介质， 或对压降、振动和噪声较敏感的系统， 应检查旁通流道可能产生的局部阻力、 湍流、冲刷和流致振动。

固定、导向和支撑要求

压力平衡结构可降低主固定支架承受的压力推力， 但不代表管道系统可以取消固定点、 导向支架和承重支架。

导向支架用于保持膨胀节与连接管道同轴， 使热位移沿设计轴线进入工作波纹管， 并降低管道偏斜、侧向失稳和波纹管偏载风险。

管道、阀门、介质和保温层重量 应由独立承重支架承担。 未经结构计算，不应由膨胀节直接承受 管道重量、外部弯矩或其他结构载荷。

支架及设备接口载荷计算还应考虑 波纹管弹性反力、支架摩擦力、 流体动载荷、风载、地震载荷 及其他项目规定载荷。

排气与排液

产品内部可能存在外压腔、平衡腔和环形流道， 因此应根据安装方向、介质状态和运行条件， 评估设置排气或排液接口。

蒸汽、热水、导热介质及可能产生冷凝液的系统， 应考虑积液、冷凝腐蚀、二次汽化 和局部压力异常等风险。

排气和排液接口的位置、方向及操作方式 应根据确认后的内部结构确定， 不得在未经制造商确认的情况下自行开孔、 封堵或改变接口用途。

材料选择

工作波纹管和平衡波纹管材料 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。

端管、外套管、内管、端环、 法兰和内部承载结构可根据机械载荷、 温度、腐蚀、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。

工作波纹管和平衡波纹管的材料、 有效面积、波形、波数、层数和刚度 应作为完整压力平衡系统统一设计。

典型应用

• 城市集中供热和长距离热力管网
• 工业蒸汽和高温热水管道
• 热电厂和能源工程管道
• 石油化工及化学工艺管线
• 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
• 主固定支架承载能力受限的管道项目
• 需要降低设备接口压力载荷的系统

安装注意事项

• 确认产品安装方向、介质流向和设计位置
• 核对安装长度、预偏装位置和有效轴向行程
• 确认旁通流道、排气口和排液口方向
• 连接管道应保持良好同轴度
• 不得强行拉伸或压缩产品校正管道误差
• 不得使波纹管承受未经设计的横向或扭转载荷
• 不得使用产品承担管道、阀门或设备重量
• 按照设计要求设置固定、导向和承重支架
• 现场焊接时应保护波纹管和内部结构
• 不得随意拆除永久平衡、承载或限位部件
• 运输限位件应按制造商说明拆除或调整
• 投运前检查焊缝、排气排液接口和运动空间

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， 定期检查工作波纹管、平衡波纹管、 外套管、连接焊缝、排气排液接口、 固定支架和导向支架。

如发现产品偏斜、波纹管异常变形、 外套管干涉、泄漏、异常振动、 运行噪声或位移超过设计范围， 应检查实际压力、温度、流量、 支架状态和管道对中情况。

存在冷凝液、积液或腐蚀性介质的系统， 应按照运行要求检查排液通道， 防止内部长期积液和冷凝腐蚀。

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、 旁通流道和连接区域检查、 承载结构检查、焊接质量检查及包装检查。

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。

具体试验方式、试验压力、验收条件 和文件要求，应在技术确认和订单阶段确定。

选型与询价信息

为确认合适的外压波纹管、平衡结构和旁通流道， 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
• 介质流量、流速和允许压降
• 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
• 固定、导向和承重支架布置
• 设备接口允许载荷或支架载荷限制
• 排气、排液或特殊流道要求
• 材料、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、 流量、轴向位移、安装空间、支架条件 和项目图纸，对工作波纹管、平衡波纹管、 旁通流道、内部承载结构和连接尺寸进行定制确认。

最终结构、材料、压力等级、补偿能力、 压力平衡效果、流动阻力、接口载荷 和检验要求，以双方确认的技术规格书 和制造图纸为准。