管道膨胀节约束装置安装要求
一、规范依据
按照《金属波纹管膨胀节选用、安装、使用维护技术规范》(GB/T 35979-2018)第7.1.2.9条要求,一旦管线的固定支架就位,并且管道得到正确的支承和导向,膨胀节上的运输固定装置(涂黄漆部分)一般应予以拆除(特别要求除外),使膨胀节在以后的过程中进行补偿。
二、规范要求的目的
该条规范的目的是为了使膨胀节能够自由地伸缩、变形,吸收管道因热胀冷缩、设备位移、振动等产生的应力和位移。
1.释放膨胀节的补偿功能,保护管道系统
运输固定装置(通常为拉杆、螺栓或焊接的临时约束件,常涂有醒目的黄漆)的唯一作用是在运输、吊装和安装过程中,防止波纹管受到意外的挤压、拉伸或扭转而损坏。它相当于一个“保护夹板”。
一旦管道安装完成,固定支架已经承受了管道的主要推力,导向支架确保了管道沿正确方向移动,此时整个系统已经就位。如果不拆除运输固定装置,它会强行锁死波纹管,使其无法变形,补偿功能完全失效。
2.防止对膨胀节本身造成损坏
当管道受热膨胀时,力会作用在波纹管上。如果波纹管被运输固定装置锁死,无法通过自身的柔性变形来释放这个力,这个巨大的应力将全部由波纹管的薄壁来承受。
这会导致波纹管被过度拉伸或压缩,产生塑性变形、层间开裂、失稳(扭曲)甚至直接撕裂,造成永久性破坏。
3.确保管道支架系统受力合理
设计时,管道的热应力由固定支架、导向支架和膨胀节共同组成的系统来平衡。膨胀节负责“柔性地”吸收位移,同时产生一个较小的反力。
如果膨胀节被锁死,它就不再是柔性件,而变成一个刚性段。管道膨胀产生的巨大推力将无法通过膨胀节的变形来缓解,会全部传递到固定支架和临近的设备接口(如泵、压缩机、储罐)上。
这可能导致固定支架设计荷载被严重超出,造成支架变形或损坏;更危险的是,巨大的推力可能推坏昂贵的设备接口,引发严重事故。
三、未按要求设置的风险
1.膨胀节本身失效
波纹管变形或破裂:这是最直接的后果。在第一个升温或压力循环中,被锁死的波纹管就可能被拉坏或压瘪,导致介质(可能是高温、有毒、可燃的)泄漏。
泄漏引发次生灾害:泄漏的介质可能引发火灾、爆炸、环境污染或人员中毒。
2.管道系统损坏
支架系统破坏:固定支架可能因承受远超设计值的推力而发生弯曲、断裂或从基础中被拔出。
管道变形或破裂:应力无法释放,会在管道的薄弱处(如焊缝、弯头)寻求释放,导致管道局部变形、开裂。
导向支架卡死:异常的力可能导致管道在导向支架中卡住,失去滑动能力,进一步加剧应力集中。
3.相连设备损坏
巨大的管道推力会直接作用在泵、压缩机、阀门、反应器等设备的法兰或接口上,导致:设备壳体变形或破裂;轴对中偏移,引起设备异常振动、磨损甚至损毁;法兰泄漏。
4.违反设计与安全原则
整个管道应力分析和支架设计的前提是膨胀节正常工作。不拆除运输装置使得实际运行条件与设计工况完全不符,系统处于极高的风险之中,属于严重的人为安装错误。
四、总结
有些特殊设计的膨胀节(如带铰链、拉杆的限位型膨胀节),其拉杆是永久性结构件,用于分配位移而非运输固定,不能拆除。这需要严格依据厂家提供的安装说明书和设计文件来区分。运输固定装置通常是松套螺母或可拆卸结构,而永久性拉杆是功能部件。
拆除时机:必须在所有支架(特别是固定支架)安装牢固、管道正确支撑和导向后,系统试压或运行前拆除。拆除后,波纹管应能用手或工具轻松地沿补偿方向移动一小段距离,确认其活动自由。
来源:中国化学品安全协会