熱風(fēng)管道中安裝波紋補償器的必要性

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熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道是高溫高壓管道，在生產(chǎn)制造中常存在以下問(wèn)題：如熱風(fēng)主管受熱膨脹，易使熱風(fēng)圍管平移，熱風(fēng)支管法蘭錯位，導致管道系統漏風(fēng)嚴重；熱風(fēng)出口和三岔口為管路系統的交接點(diǎn)，耐火材料的砌筑不但難度大，難于砌好，而且受溫度膨脹力和鼓風(fēng)壓力的雙重作用，再加上管道與耐火材料的膨脹量的差異，很容易導致該處砌體裂開(kāi)、坍塌，使管壁曝露在高溫氣流之中，導致管道局部發(fā)紅、彎曲，甚至于管壁發(fā)生脆性毀壞或晶界應力腐蝕裂開(kāi)。為避免上述問(wèn)題，現在熱風(fēng)爐設計中運用在熱風(fēng)出口和三岔口處使用組合磚砌筑；在熱風(fēng)主管及支管上安裝波紋補償器的辦法收到了顯著(zhù)成績(jì)。

熱風(fēng)管道的受力情況是較為復雜的．既有溫度膨脹力和溫差應力，又有鼓風(fēng)壓力和耐火材料之間的摩擦力；既有集中負荷，又有均布載荷，以及周期性的脹縮疲勞應力。熱風(fēng)主管與支管和圍管、熱風(fēng)支管與熱風(fēng)爐殼體之間的聯(lián)接均為剛性連接(焊接)，且通常均為垂直連接，其最危險處是熱風(fēng)出口和三岔口處。就其受力形式而言，既有彎曲應力和拉伸應力，又受剪切應力．其受力方向既有軸向，又有徑向．任意一方的軸向彎曲所產(chǎn)生的軸向力作用于與之連接的另一方均成為徑向力。分析其受力情況，管道接口處的毀壞通常應以彎曲應力為主，拉伸應力為輔。以某高爐移地大修改造的熱風(fēng)爐設計為例進(jìn)行計算：在僅考慮溫差應力和鼓風(fēng)壓力的條件下，當管壁溫度高出安裝溫度75--80℃左右時(shí)，接口處的局部最大應力值將超出材料的屈服極限(實(shí)際情況可能會(huì )因法蘭錯位等吸收部分形變而好些)。

如果再考慮周期性的脹縮疲勞應力，尤其是當管道．選用的必要性砌體損壞，局部管壁處于蠕變或亞蠕變的溫熱風(fēng)管道的受力情況是較為復雜的．既度條件下工作時(shí)，其工作條件更為惡劣．在目前熱風(fēng)爐的操作條件下，無(wú)論如何進(jìn)行加強，焊縫或管道裂開(kāi)等事故是難以避免的。由此可見(jiàn)，在現代高爐趨予高風(fēng)溫．高壓力的操作條件下，為保證熱風(fēng)管道的安全，運用安裝波紋管補償器以吸收管道因工作溫度變化而產(chǎn)生的彎曲量，是完全必要的。

高爐熱風(fēng)管系軸向波紋補償器的運用原則：運用的波紋補償器應為帶保溫裝置的，即在波紋補償器的空腔內巖壁填充軟質(zhì)的隔熱材料，其流體通道運用澆筑、砌筑耐火材料。一般來(lái)說(shuō)主管可運用具有軸向補償能力的波紋補償器，支管則運用既有軸向補償能力又有徑向補償能力的波紋補償器。根據不同的熱風(fēng)爐自身條件進(jìn)行計算，并依此現在相應型號。

熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道系統安裝波紋膨脹節和拉緊裝置后，可以消除因管道受熱膨脹、使熱風(fēng)圍管平移、熱風(fēng)支管法蘭錯位等造成的管道嚴重漏風(fēng)的現象，并可減輕管道最薄弱的環(huán)節一熱風(fēng)出口及三岔口處所承受的溫度膨脹力和鼓風(fēng)壓力，使該力降低至波紋補償器的形變彈性力(約降低2個(gè)數量級)．如果該處再采用組合磚砌筑，保證該處砌體不掉磚、竄風(fēng)，這樣完全可以保證熱風(fēng)管道系統的安全、長(cháng)壽地運行。