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論軟性膨脹節(jié)的優(yōu)越性

?? 論軟性膨脹節(jié)的優(yōu)越性?
??? 浙江電除塵器總廠 金烈水

??????????? ?????????㈠剛性膨脹節(jié)的弱點和局限性?
不論是何種形式的除塵器，它的前后均與管道相連結，而管道都因受熱而膨脹,從而使管道受到壓縮，產生應力而變形。我國長期以來在電力、冶金、建材、化工等 領域中一直用金屬制成的剛性膨脹節(jié)來補償管道中因熱脹冷縮造成的伸縮量。我國已有許多單位，在用金屬為原料制造低波節(jié)的剛性膨脹節(jié)，如果是方矩形的膨脹 節(jié)，它的四角還只能夠拼制成尖角形的，直到近期才由青島等廠家開始按照國外的資料研制出半高波型的剛性膨脹節(jié)。雖然高波節(jié)比低波節(jié)，在吸收膨脹量方面和使 用壽命方面有所提高，但是它的價格昂貴，成倍增加，而且不論是低波節(jié)的、半高波節(jié)的，還是全高波節(jié)的，都同樣存在著許多的缺點和不足。?
??? 一、 它們共同的最大缺點，都只能解決軸向線性方向的伸縮量，如一般低波的一個波節(jié)只能吸收7mm的膨脹量，即使是全高波，并且必須配圓角的剛性節(jié)，一個波節(jié)也 只能吸收20mm的膨脹量，如果四角是尖角的卻只有10mm了。若處在周期性伸縮情況下，則它的膨脹能力還要減少25％。?
??? 二、剛性膨脹節(jié)不論是哪種波節(jié)，或具有多個波節(jié)，都無法解決（圓形的）經向或（方矩形的）上下向、左右向即側向的位移問題，這是剛性膨脹節(jié)的最大弱點。所以它越來越不能適應高速發(fā)展的現代化工業(yè)的需要。?
??? 三、 對于大型的煙風道，由于其斷面之大，足可以使膨脹節(jié)的周長達到20多米以上，而且在整個煙風道系統(tǒng)中其軸向膨脹量有時連全高波四節(jié)都解決不了，使煙道兩端形成懸臂梁，難以支承數噸重的剛性節(jié)荷載。?
??? 四、 剛性膨脹節(jié)因為是“剛性”的。由于煙道的熱脹造成的反推力對管道或其他相關設備產生摩擦力矩，對支承和支架形成的傾復力，還會對管道和設備造成變形，甚至長期應力造成破壞。?
如全高波剛性節(jié)是所有剛性節(jié)中產生反推力算最小的，但是它的熱脹反力也很可觀：例如一個全高四波節(jié)的矩形剛性膨脹節(jié)，長5米，寬3米，熱位移60毫米，按美國CE公司的計算公式，其熱脹反力可達F=3964公斤，若是低波的剛性節(jié)則會更大，可見剛性節(jié)潛在的破壞力。?
??? 五、剛性膨脹節(jié)由于是用薄型金屬板制成，一般是δ1.5~δ2.6mm的鋼板做成，不可能用較厚的鋼板來做，因為制作工藝上達不到，而且越厚膨脹量吸收能 力越小。然而壁薄使它的壽命受到影響，因為一般的電站煙道壁厚就有δ5mm，而它卻只有煙道壁厚的三分之一到二分之一。如果采用考頓鋼或不銹鋼等耐蝕材 料，價格昂貴，是不合算的。如果它使用在高溫下，則熱蠕變疲勞極限會大下降，若在腐蝕性介質中運行壽命更短。?
六、一般設備都有一定的自振頻率，剛性節(jié)不但會傳遞這種頻率，有的還會產生拱振，造成震動疲勞，產生噪音。?
故而從上可見剛性膨脹節(jié)由于它諸多的弱點和局限性，必然需要有一個比它適應性更廣泛，更具有優(yōu)越性的替代品來滿足高要求的現代化工業(yè)的需要。?

㈡軟性膨脹節(jié)的優(yōu)越性?
??? 隨著科學技術的發(fā)展，特別是我國改革開放以來，在許多重大工程項目上，引進了國外發(fā)達國家的先進技術設備，其中軟性膨脹節(jié)自然而然地也在我國的電力、冶 金、建材、化工、輕工、造紙等領域中被引進，從而使軟性膨脹節(jié)的諸多優(yōu)越性比剛性膨脹節(jié)突出地顯示出來。從我國第一次電站引進技術中，山東石橫電廠30萬 千瓦機組和安徽平圩電廠60萬千瓦機組的電除塵器，從進口煙道到出口煙道，包括其中的軟性膨脹節(jié)，都是從瑞典菲達公司成套引進。上海寶鋼工程中，也從日本 引進了該項設備，它們均已投運三年多時間。其中山東石橫電廠于1986年7月11日正式投運至今，一直運行情況良好，沒有發(fā)生任何問題，并且充分顯示了它 的優(yōu)越性，已在國內科技界、工程界引起關注。?
為了填補我國這方面產品的空白，我們已在著手制造適合我國國情的，應用量最大的軟性膨脹節(jié)品種，它將在各個行業(yè)，各個領域中日益廣泛地替代過去的剛性膨脹 節(jié)。全國許多設計院、研究所、和工礦企業(yè)用戶，都積極支持我們這種產品的發(fā)展和應用，特別是與電除塵器有關的煙風道中更是首當其沖。?
我們已經掌握軟性膨脹節(jié)的設計、計算、配方、制造工藝和安裝應用的成套技術，并結合我國實際情況進行了突破性的改進。?
常用軟性膨脹節(jié)的典型結構：?
???? 一、軟性膨脹節(jié)的主體是最外層的膨脹物，它是復合物有金屬的、非金屬的、無機和有機的編織物組成，也有橡膠的和不同類型材料復合制成，是一個柔軟的物體， 因此它可以向任何方向彎曲自如而不致損壞。從而具有吸收三維方向膨脹的伸縮能力。對于膨脹物選用何種材料，取用什么配方，什么工藝方法處理，就是制造軟性 膨脹節(jié)的關鍵，這取決于使用場合的工況條件。除了對膨脹量有共同的要求之外，有的還突出地需要耐高溫或酸堿或防震、隔震、防噪音，防傳遞熱脹推力，甚至要 求絕熱、絕緣等等，那么選用的材料和處理的工藝方法可以特殊選擇，以充分滿足工況條件和達到用戶的要求。?
??? 二、軟性膨脹節(jié)的最內層設計了防塵內襯套，使管道內的介質基本上與外層膨脹物主體隔開，減少流體對膨脹物的磨損，并且消除了塵粒在膨脹物內壁上的積沉。?
??? 三、在內外兩層之間填充了軟性纖維質的保溫材料，一方面為了防止內壁上的結露，另一方面為了使膨脹節(jié)在各個方面伸縮過程中有一定的彈性，而且不與內套相摩擦，同時充填了空間使塵粒不易進入夾層。（詳見附圖）?
對于選用軟性膨脹節(jié)需要了解的工況參數為：?
1. 管道或煙風道的流通介質，如煙氣、空氣或其他。?
2. 管道或煙風道中介質的流速（m/s）?
3. 管道或煙風道設計壓差（±m(xù)mH2O,帕）?
4. 運行的極限溫度（±℃）?
5. 管道直徑或煙風道的橫斷面外形尺寸(長×寬)
6. 安裝膨脹節(jié)處的位移量要求，包括軸向多少？徑向多少？或上下、左右向多少？轉角多少？?
7. 其他條件如露點、隔震、消聲、絕熱、絕緣、耐酸堿等要求。?
由于研制使用了柔軟而耐高溫、耐酸堿的材料，并掌握了特殊的工藝處理方法，使軟性膨脹節(jié)具有顯著的優(yōu)越性：?
1. 軟性膨脹節(jié)是連接于管道系統(tǒng)中某一段的柔性管節(jié)，它不但可以補償管路中因熱脹冷縮而造成的軸向即線性方向的位移量，而且可以補償（圓形的）徑向或（方矩形 的）上、下向、左右向產生的位移量，即具有三維方向伸縮能力，并且還可在設計錐度的范圍內自由轉角。而且它的補償量遠遠超過任何金屬剛性膨脹節(jié)，并且可以 根據工況條件和用戶要求隨意設計需用規(guī)格。?
特別是現代化工業(yè)的發(fā)展，各種大型復雜的工程中，管道錯綜復雜，有總管產分管，分管產支管，管道布置走向有上下左右、垂直、水平，都同時存在它們的膨脹位移就必然是三維空間方向的，如果用剛性節(jié)是無能為力的，所以現代工業(yè)的高度發(fā)展必須要應用軟性節(jié)。?
2. 軟性膨脹節(jié)一般是軟織物做成，所以重量很輕，各種大型煙風道上安裝很方便，不需要象剛性節(jié)那樣把散件發(fā)到現場，請安裝單位花費很多的時間，請高級的焊接師傅去組裝，而且軟性節(jié)對兩邊煙風道不會產生過量剪切應力，也不需要進行預拉伸，安裝簡化。?
3. 軟性膨脹節(jié)由于是個柔軟物，所以不管煙風道有多大的熱脹力，它自己不但不會產生反推力，而且也不會傳遞給另一端管道或其他設備，也不會給煙風道的支承點或支架產生額外的摩擦反力矩，從而也消除了這方面的附加傾復力和內應力，這是它比之于剛性節(jié)很大的優(yōu)點。?
4. 軟性膨脹節(jié)由于是用耐高溫、耐酸堿的材料制成，并經特殊工藝的處理，所以使它可以耐受＋370℃的高溫，并且可以耐受除氫氟酸和熱濃磷酸以外的各種酸堿類介質。在大氣中長期使用耐候性、耐酸性、抗疲勞性均很好，就使軟性膨脹節(jié)的使用壽命比較長。?
5. 軟性膨脹節(jié)還具有抗震、隔震的功能，工程中，有的設備不但要求不傳遞運行產生的固有頻率，有的設備在運行特性中必須讓設備產生激烈震動，例如，某些水泥除 塵系統(tǒng)中，電除塵器為了定時清灰，必須定時激烈震動，但是由于它前后均由剛性的管道緊固著，使設計要求產生的震動大衰減，使除塵器本身震動力不足，清灰效 果不好，而另一方面卻無故地把震動力傳遞給不該被震動的管路系統(tǒng)或風機等設備，用了軟性膨脹節(jié)就巧妙地隔震了。?
6. 軟性膨脹節(jié)還可以具有絕緣的功能，因為它可以用具有絕緣性能的材料做成，當一端發(fā)生漏電事故，到了軟性膨脹節(jié)的位置就被絕緣，不會傳給另一端，保證了人身設備的安全。?
7. 軟性膨脹節(jié)的價格比國產的最優(yōu)良的全高波剛性節(jié)還便宜，更比進口的軟性節(jié)便宜，可為國家節(jié)約大量外匯（詳見附表）?
軟性與剛性膨脹節(jié)經濟指標比較表

以上價格為89年資料.
??? 綜上所述，軟性膨脹節(jié)的許多優(yōu)越性,使它具有廣泛的應用前景,為了加速祖國的四化建設，積極趕上世界發(fā)達國家，把國際上習已為常的，標準化了的產品在我國 也盡快地積極開發(fā)起來，軟性膨脹節(jié)我們已經生產出來了，填補了我國的空白，有待于科技界、工程界廣泛地應用到各個領域中去，讓軟性膨脹節(jié)優(yōu)化我們的工程質 量，促進四化建設。

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