大直徑鉸鏈型波紋補償器的設計

    鉸鏈型波紋補償器一般由波紋管、接管、立板、鉸鏈板、平衡環(huán)、銷軸、內襯等零部件組成，不僅吸收管路熱膨脹引起的的角位移，鉸鏈組件還要承受內壓和外壓。由于鉸鏈型補償器具有上述特點，現(xiàn)廣泛應用于熱電廠、大型高爐、熱風爐等，還應用在電廠空冷系統(tǒng)排氣管道的主管道系統(tǒng)上。空冷系統(tǒng)管道內的蒸汽從汽輪機輸送至散熱器，管道系統(tǒng)的主要部分安裝于戶外易腐蝕和潮濕的空氣環(huán)境中。整個管道系統(tǒng)和補償器都承受內壓和來自于相連接管道的震動與保溫層負荷等外壓。鉸鏈型補償器在空冷系統(tǒng)中一般安裝于低氣壓(真空)的管道系統(tǒng)上。管道內蒸汽速度達到120m/s以上，蒸汽密度在0.O5一0.15kg/m3之間，工況相對復雜。所以對鉸鏈型補償器進行有限元分析，優(yōu)化設計整體結構尤為重要。

    單鉸鏈波紋補償器適用于單向角位移的補償。雙鉸鏈型波紋補償器用于補償管線任意平面內的角位移。該設備吸收管道的熱變形、機械變形等，起到降低管道變形應力和提高管道使用壽命的作用。

    雙鉸鏈型波紋補償器主要結構件為波紋管、馬鞍板、萬向環(huán)、鉸鏈板、銷軸等。補償器兩端為接管，接管與加筋馬鞍板、立板組焊。接管一端與管道焊接相連，另一端與波紋管焊接連接。鉸鏈板與立板焊接，鉸鏈板與萬向環(huán)通過銷軸連接。大直徑薄壁接管與波紋管、馬鞍板焊接時，接管容易變形，在接管和馬鞍板焊接處還會產(chǎn)生應力集中。為解決以上問題，將馬鞍板優(yōu)化設計成整體圓環(huán)結構形式，使馬鞍板與接管的焊接接頭連續(xù)，減少接管焊接變形，接管圓度。補償器在運行中，鉸鏈板、萬向環(huán)、銷軸除承受波紋管內壓，還要承受外部載荷的作用。對鉸鏈板、萬向環(huán)、銷軸進行有限元分析，分析應力分布狀態(tài)，優(yōu)化設計其結構是設計的   。

    強度校核判定根據(jù)GB/T12777一2008《金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術條件》的相關規(guī)定進行。