CN111207259A - 耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节 - Google Patents

耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节 Download PDF

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游小冬
谢小霞
王慧
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Abstract

本发明公开了一种耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，它包括端接管、波纹管、填充物、甲浇注料层、锚件、龟甲网、中接管、乙浇注料层和涂层。所述波纹管内壁置有比相邻的甲浇注料层内孔半径小的填充物。涂层涂覆在由填充物构成的内孔壁上，涂层厚度等于填充物与甲浇注料层的半径差值，所述龟甲网罩盖由甲浇柱料层和涂层组成的膨胀节内孔壁上，然后在该内孔壁上涂覆一层乙浇注料层，待固化后构成一种在高温工况下仍具有耐磨特性的内孔壁。本发明通过在膨胀节内壁上增设隔热层和耐磨层，极大地改善波纹管运行工况，做到在不影响波纹管弹性补偿功能不受损的前提下，实现安全、高效运行，因此大大延长膨胀节的使用寿命，减少用户的维护成本。

Description

耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节
技术领域
本发明属于管道安全装置中的一项技术方案，具体地讲，本发明涉及一种膨胀节，特别是一种耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节。
背景技术
炉（窑）属于冶金行业的重要基础设施，其配套的汽化烟道因工况较特殊，所配套的膨胀节与其它行业的配套要求有较大差别，差别主要体现在以下两方面，一是规格超大，口径达数米；二是工作介质为温度1500℃左右的废煤气。因此，冶金行业汽化烟道配置的超大口径膨胀节既要耐高温，又要有较强的耐腐性能。为了满足配套要求，本行业通常采用金属波纹管作为该类膨胀节的弹性补偿元件，所用材质为抗蚀性能较好的镍系不锈钢。尽管现有技术产品已广泛应用于冶金行业相关汽化烟道中，能够满足常规工况条件下的运行要求。但是，因现有技术配套的金属波纹管为单层结构，其刚性偏大，运行时金属波纹管弹性补偿灵活性不够，再加上金属波纹管内壁缺少隔热结构层，高温易导致金属波纹管发生失稳或锈蚀问题。由于冶金行业的汽化烟道口径通常在数米以上，工程中一旦发生故障，更换或维护这种大型部件操作很麻烦，需要耗用大量的人力和物力，最根本的是维护成本大。用户希望本行业有针对性地进行结构改进，切实提高膨胀节的使用寿命。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种通过内衬功能性材料的耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，该结构简单、技术合理、制作容易，能够有效隔热，可靠防腐，可成倍地提高膨胀节的使用寿命。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，它包括端接管、波纹管、填充物、甲浇注料层、锚件、龟甲网、中接管、乙浇注料层和涂层。所述端接管和中接管均为一截相同内径的薄壁圆管，中接管两端各密封连接一只配套的波纹管，两只同轴连接的波纹管外端口各密封连接一只端接管，在端接管和中接管内壁均布朝内呈径向伸出的锚件，锚件是用于后置甲浇注料层的预埋构件。其改进之处在于：所述波纹管内壁置有比相邻的甲浇注料层内孔半径小4～6mm的填充物。所述涂层涂覆在由填充物构成的内孔壁上，涂层厚度等于填充物与甲浇注料层的半径差值，所述龟甲网整体罩盖由甲浇注料层和涂层组成的膨胀节内孔壁上，然后在该内孔壁上均匀涂覆一层至少20mm厚的乙浇注料层，固化后构成一种在高温工况下仍具有耐磨特性的内孔壁。
作为进一步改进方案，所述波纹管是一种至少两层薄板叠加成形的弹性元件，内层所用材质为lncon1625不锈钢，其余所用材质为SUS321不锈钢。
作为进一步改进方案，所述锚件呈Y形，相邻锚件以Y形朝向偏置80°～100°错开安置。
作为进一步改进方案，所述填充物是一种材质为含锆硅酸铝陶瓷纤维毡。
作为进一步改进方案，所述甲浇注料层是一种隔热型混凝土，搪砌厚度60～100mm。
作为进一步改进方案，所述乙浇注料层是一种既耐热又耐磨型混凝土，搪砌厚度20～30mm。
作为进一步改进方案，所述涂层是一种至少耐温1700℃的ZS-1型涂料，涂覆厚度4～6mm。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、波纹管多层结构简单，成形容易，结构刚性小，弹性足，有利于膨胀节的运行；
2、多层结构的波纹管，易实现贵重材料高效利用，可显著减少贵重材料不必要的浪费；
3、膨胀节内置隔热结构和防腐结构技术合理，既不降低波纹的弹性，又能切实保护波纹管不无故受损，因此显著提高膨胀节的使用寿命。
附图说明
图1是本发明结构剖面示意图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。
图1所示的耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节实施例，是一种DN4600超大规格产品，它包括端接管1、波纹管2、填充物3、甲浇注料层4、锚件5、龟甲网6、中接管7、乙浇注料层8和涂层9。所述端接管1和中接管7均为一截DN4600mm的薄壁圆管，中接管7两端各密封连接一只配套的波纹管2，两只同轴连接的波纹管2外端口各密封连接一只端接管1，在端接管1和中接管7内壁均布朝内呈径向伸出的锚件5。所述锚件5呈Y形，相邻锚件5交错安置，并且Y形朝向偏置90°。此种错位排列的锚件5是后置甲浇注料4的预埋结构。本实施例搪砌的甲浇注料4是一种隔热型混凝土，搪砌厚度84mm。所述波纹管2是膨胀节的核心构件，其性能直接影响膨胀节的弹性补偿能力。波纹管2是一种典型的柔性器件，其弹性指标是核心指标，为了提高膨胀节的弹性补偿能力，配套的波纹管2采用多层结构，本实施例选用的波纹管2用四层薄板叠加成形。因膨胀节工作介质温度在1500℃左右，而且介质具有腐蚀性，针对此工况，本实施例应用的波纹管2内层选用抗腐蚀性能超强的lncon1625不锈钢制作，其余三层则选用耐高温的SUS321不锈钢制作。为了切实保护波纹管2，顺波纹管2内壁搪砌一圈填充物3。搪砌的填充物3内孔比两侧搪砌的甲浇柱料层4内孔半径小5mm。本实施例中填充物3是一种材质为含锆硅酸铝陶瓷纤维毡，该材料具有良好的隔热性能，阻止介质热辐射波纹管2，从而改善波纹管2的运行条件。为了进一步保护波纹管2，本发明在搪砌的填充物3内壁还涂覆一层涂层9，该涂层9是一种至少耐温1700℃的ZS-1型涂料，涂覆厚度等于填充物3与甲浇注料层4的半径差值，本实施例为5mm。所述龟甲网6是一种柔性网状制品，在结构中属于加强层，它罩套在由甲浇注料层4和涂层9共同组成的膨胀节内孔壁上。再顺该内孔壁均匀涂覆一层厚26mm的乙浇注料层8。本实施例应用的乙浇注料层8是一种既耐热又耐磨型混凝土，待固化后构成一种在1500℃工况下，仍然具有耐磨特性的内孔壁。
本发明通过在膨胀节内壁上增设隔热层和耐磨层结构，极大地改善配套的波纹管2运行工况，做到在不影响波纹管2弹性补偿功能不受损的前提条件下，实现安全运行、高效运行，因此大大延长膨胀节的使用寿命，自然地减少用户的维护成本。

Claims (7)

1.一种耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，它包括端接管（1）、波纹管（2）、填充物（3）、甲浇注料层（4）、锚件（5）、龟甲网（6）、中接管（7）、乙浇注料层（8）和涂层（9）；所述端接管（1）和中接管（2）均为一截相同内径的薄壁圆管，中接管（7）两端各密封连接一只配套的波纹管（2），两只同轴连接的波纹管（2）外端口各密封连接一只端接管（2），在端接管（2）和中接管（7）内壁均布朝内呈径向伸出的锚件（5），锚件（5）是用于后置甲浇注料层（4）的预埋构件；其特征在于：所述波纹管（2）内壁置有比相邻的甲浇注料层（4）内孔半径小4～6mm的填充物（3）；所述涂层（9）涂覆在由填充物（3）构成的内孔壁上，涂层（9）厚度等于填充物（3）与甲浇注料层（4）的半径差值，所述龟甲网（6）整体罩盖由甲浇注料层（4）和涂层（9）组成的膨胀节内孔壁上，然后在该内孔壁上均匀涂覆一层至少20mm厚的乙浇注料层（8），固化后构成一种在高温工况下仍具有耐磨特性的内孔壁。
2.根据权利要求1所述的耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，其特征在于：所述波纹管（2）是一种至少两层薄板叠加成形的弹性元件，内层所用材质为lncon1625不锈钢，其余层所用材质为SUS321不锈钢。
3.根据权利要求1所述的耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，其特征在于：所述锚件（5）呈Y形，相邻锚件（5）以Y形朝向偏置80°～100°错开安置。
4.根据权利要求1所述的耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，其特征在于：所述填充物（3）是一种材质为含锆硅酸铝陶瓷纤维毡。
5.根据权利要求1所述的耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，其特征在于：所述甲浇注料层（4）是一种隔热型混凝土，搪砌厚度60～100mm。
6.根据权利要求1所述的耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，其特征在于：所述乙浇注料层（8）是一种既耐热又耐磨型混凝土，搪砌厚度20～30mm。
7.根据权利要求1所述的耐热式汽化烟道金属波纹膨胀节，其特征在于：所述涂层（9）是一种至少耐温1700℃的ZS-1型涂料，涂覆厚度4～6mm。
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