彈性套筒補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)密封

潤(rùn)達(dá)管道專業(yè)技術(shù)員對(duì)彈性套筒補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)、密封和摩擦力問(wèn)題作一概述。
1彈性套筒補(bǔ)償器的形式進(jìn)展
彈性套筒補(bǔ)償器的形式進(jìn)展是與密封材料、補(bǔ)償器性能進(jìn)展密切相關(guān)的。
1從結(jié)構(gòu)上分類
(1)普通型：見(jiàn)(動(dòng)力設(shè)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)) R408 ，上世紀(jì)六十年代前就采用此結(jié)構(gòu)。這是套筒補(bǔ)償器的基本型式，以后很多型式都是改變密封材料后在這種型式上發(fā)展起來(lái)的。
(2)雙向補(bǔ)償：在普通型的外套管兩個(gè)方向上均有伸縮芯管，補(bǔ)償量為普通型的兩倍，并且用于雙向補(bǔ)償，減少了采圈l 普通套筒補(bǔ)償器用兩個(gè)普通型的長(zhǎng)度尺寸和成本。
(3)消除介質(zhì)壓力對(duì)固定支座軸向力的套管補(bǔ)償器：為與普通補(bǔ)償器相曲別，這類補(bǔ)償器常在“ 套管” 前冠以“ 平衡式” “ 壓力平衡式” “ 無(wú)推力” 。
I型結(jié)構(gòu)所示，從圖上可知管道的熱伸長(zhǎng)是通過(guò)甲管在套筒中移動(dòng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)?，介質(zhì)流動(dòng)不是直接由甲管流入乙管，而是經(jīng)過(guò)旁通管實(shí)現(xiàn)的。這樣在一個(gè)補(bǔ)償器中就有了一對(duì)甲乙封頭，介質(zhì)壓力產(chǎn)生的水平推力F1、F2在補(bǔ)償器內(nèi)實(shí)現(xiàn)了平衡。這一結(jié)構(gòu)還可以看成是方形補(bǔ)償器的形式，管道伸縮是采用套筒式的結(jié)構(gòu)。Ⅱ型結(jié)構(gòu)稱為活塞自動(dòng)平衡型補(bǔ)償器。在芯管外安裝了一個(gè)環(huán)形活塞，并使活塞的總面積等于芯管的截面積，這是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡的技術(shù)核心。此結(jié)構(gòu)的受力圉2雙向補(bǔ)償器分析如下：假定在一段管道上田3壓力平衡式I量結(jié)構(gòu)田4壓力平街式Ⅱ型結(jié)構(gòu)1一主管道；2一套筒；1一，l =形活塞(與芯管戚一體)；3一密封填辯；4一旁通臂2一拉桿(套筒與活塞外璧相連)；3一連通孔安裝了Ⅱ型補(bǔ)償器，F(xiàn)1、F2為介質(zhì)壓力產(chǎn)生的軸向推力，其方向相反，大小相等，這兩個(gè)力分別作用在套筒的左右連接管道上，若不能平衡，就應(yīng)分別由左右段管道上的固定支架承受?，F(xiàn)在采用附加活塞體，活塞體內(nèi)的介質(zhì)通過(guò)連通孔3與管道相連，介質(zhì)壓力同樣作用在環(huán)形活塞l 上，話塞的面積等于管道的截面積，則F’1=F1，F(xiàn)’。通過(guò)活塞拉桿與左面套筒相連接，F(xiàn)’ 2、F’ 1是一對(duì)作用力和反作用力，大小相等，方向相反。于是F’ 2=F1、F2=F’ 。。這樣兩對(duì)作用力大小相等、方向相反、作用在一條直線上，使介質(zhì)壓力產(chǎn)生的軸向力得到了平衡。
以上兩種結(jié)構(gòu)在管道試壓時(shí)，再也不會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)拉開(kāi)的問(wèn)題，也不會(huì)使套筒相對(duì)安裝位置發(fā)生移動(dòng)，便利于施工，安裝。Ⅲ型結(jié)構(gòu)補(bǔ)償功能是依靠芯管移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，由于介質(zhì)流動(dòng)轉(zhuǎn)向在芯管端出現(xiàn)盲板，因此管段中，介質(zhì)產(chǎn)生的軸向力在兩端得到平衡，Ⅲ型結(jié)構(gòu)的基本型式有兩種，可以根據(jù)管路布置選用。
(4)一次性套筒補(bǔ)償器：用于直埋管道預(yù)熱膨脹后在a、b兩接觸面處焊死，外套管和芯管不能再作相對(duì)移動(dòng)，然后填埋，所以稱一次性補(bǔ)償器 1．2從密封材料上分類
對(duì)密封材料的基本要**：有一定彈塑性、軸向壓力能產(chǎn)生較大的徑向壓力；化學(xué)穩(wěn)定性好；滲透性強(qiáng) ；自滑性好(摩擦系數(shù)小，并耐磨)；耐溫；還要更換方便、成本低廉。密封材料可分為成型填料和非成型填料，目前所用材料及性能如下。
(1)編織盤根制品：油浸石棉盤根、柔性石墨盤根及復(fù)合石墨成型密封圈等及其改性材料。所謂改性即增加了其他材料而提高了其性能、如石棉盤根外浸二硫化鉬和聚四氟乙烯乳液，摩擦系數(shù)只有0.02。必須了解這些密封材料性能、正確選用，才能使密封達(dá)到良好效果，加膨脹石墨的密度對(duì)其性能影響較大，密度從0.79／cm 3增加到1.29／am 3，抗拉強(qiáng)度從2.2M Pa增加到6.2M Pa，并且回彈率增高，常用密度為1．1～1．69／era3回彈率35%-50%．摩擦系數(shù)0.13-0.15。使用溫度≤800℃。由于石墨電極電位高于金屬，致使發(fā)生腐蝕(不銹鋼同樣發(fā)生腐蝕)，應(yīng)采用緩蝕性膨脹石墨。目前采用加鋅粉方法
( 2) 聚四氟乙烯( F一4) 塑料制品：F一4長(zhǎng)期使用溫度為一195～250℃，F(xiàn)一4加入 M oSz、Si 02、青銅粉、石墨、玻璃粉等填充劑后，除保持原有性能外，在負(fù)荷下尺寸穩(wěn)定性提高10倍，耐磨可提高400--800倍，鋼對(duì)它的靜、動(dòng)磨擦系數(shù)為0．04，這種材料已成功地運(yùn)用在套簡(jiǎn)補(bǔ)償器上開(kāi)啟7000次無(wú)泄漏。
( 3) 橡膠制品：耐水、耐蒸汽、抗老化、氣密性好的屬硅橡膠和氟橡膠，常用溫度為 200℃，*高使用溫度為350℃，過(guò)去蒸汽機(jī)車上的汽缸活塞桿密封就用過(guò)這種材料，但成本較高。
( 4) 密封油：將密封油用高壓油槍注入到套筒補(bǔ)償器的填料函中。這種防止泄漏的方法是從常壓堵漏方法中借鑒而來(lái)。但密封油不是堵漏膠，堵漏膠又稱密封膠，它是用于管道設(shè)備在運(yùn)行中( 帶壓) 在泄漏處注入膠體，這種膠固化并與設(shè)備泄漏處緊密結(jié)合，不能產(chǎn) 生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到靜結(jié)合密封。而套筒補(bǔ)償器所用密封油( 也是膠泥狀) 注入后，增加密封材料對(duì)芯管的徑向壓力起到密封作用，芯管仍能伸縮。這種密封油每個(gè)企業(yè)配方不一樣。**個(gè)提出使用油密封的**號(hào)為94212333.6《可調(diào)注油式補(bǔ)償器》，采用油密封后可以在管道運(yùn)行中維修止漏，使套筒補(bǔ)償器密封進(jìn)入一個(gè)新階段。

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