CN208041429U - 一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节 - Google Patents

Abstract

一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节，包括膨胀节本体和监测装置，所述的膨胀节本体包括内部用于介质流通的内波纹管，以及密封套设在内波纹管外侧的外波纹管组成，内波纹管与外波纹管之间围成真空腔，所述的监测装置由压力变送器和监测控制台组成，压力变送器与真空腔连通，压力变送器的信号输出端与监测控制台连接。从管廊安全运行出发，对膨胀节运行状况进行压力监测，并将监测信号通过信号传输电缆传送到监测控制室，便于及时发现膨胀节的泄露状态。

Description

一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节

技术领域

本实用新型属于管道安全技术领域，具体为一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节。

背景技术

城市综合管廊建设是一个系统性工程，主要敷设有天然气管道，热力管道、给排管道、电力电缆等，综合管廊的安全管理需要各种管道的安全运行，如果天然气管道的泄露得不到及时发现和处理，将会导致严重的后果。管廊中的天然气管道一般为长直管道，需要安装波纹管膨胀节进行热膨胀补偿，膨胀节中的波纹管是薄壁结构，波纹管在设计疲劳寿命周期内可能因为超压、超位移、腐蚀等原因提前破坏，若波纹管破坏并产生天然气泄漏，在管廊中容易产生燃爆，将造成严重的后果，因此实时监测波纹管的泄漏是管廊安全运行的重要环节。

现有的膨胀节压力监测的方式是在双层波纹管层间设置压力监测设备，如CN202599626U一种波纹管层间监测报警装置和CN201302025苯乙烯装置用双层波纹带报警装置膨胀节都使用的是双层波纹管层间压力监测技术，由于波纹管在压缩位移状态时，层间间隙容易贴死，波纹管层间压力不连通，造成监测结果失真。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节，从管廊安全运行出发，对膨胀节运行状况进行压力监测，并将监测信号通过信号传输电缆传送到监测控制室，便于及时发现膨胀节的泄露状态。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节，包括膨胀节本体和监测装置，所述的膨胀节本体包括内部用于介质流通的内波纹管，以及密封套设在内波纹管外侧的外波纹管组成，内波纹管与外波纹管之间围成真空腔，所述的监测装置由压力变送器和监测控制台组成，压力变送器与真空腔连通，压力变送器的信号输出端与监测控制台连接。

本实用新型所述的内波纹管和外波纹管均为不等壁厚的多层波纹管。

本实用新型所述的内波纹管和外波纹管为金属波纹管。

本实用新型所述的不等壁厚的多层波纹管的与介质接触的单层厚度小于其它单层的厚度，其它单层的单层厚度相等。

本实用新型所述的波纹管的材质为不锈钢。

本实用新型有益效果是：利用压力变送器和真空腔，通过数值改变直观实现对管廊燃气管道用膨胀节中波纹管的泄露监测，通过设置不等壁厚层，与介质接触层设置较薄层，较薄层满足分层承压对厚度要求，保证波纹管与介质接触层有较大的疲劳寿命，不发生因疲劳破坏引起的泄露，同时波纹管整体满足承压能力和补偿量，提高波纹管的应用经济性。并且与介质接触层具有较高的疲劳寿命，在波纹管位移工况下，其应力水平低，波纹管的应力腐蚀敏感性降低，提高了波纹管的应用安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型多层不等壁厚波纹管的结构示意图；

图3为现有技术多层等壁厚波纹管的结构示意图；

图中：1、端管，2、环板，3、短接管，4、压力变送器，5、信号传输电缆，6、外波纹管，7、内波纹管，8、真空腔，9、监测控制台。

具体实施方式

如图1所示，一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节，包括膨胀节本体和监测装置，所述的膨胀节本体包括内部用于介质流通的内波纹管7，以及密封套设在内波纹管7 外侧的外波纹管6组成，外波纹管6通过套设在端管1外的短接管3以及将短接管3与端管1连接的环板设置在内波纹管7外部，使内波纹管7与外波纹管6之间围成真空腔8，由于需要监测膨胀节的泄露情况，膨胀节出厂前，对内外波纹管组成的密封腔抽真空处理，这样，压力变送器可以监测内外波纹管腔体内的压力变化，正常工作时，压力变送器显示的负压；当内波纹管7发生泄漏时，腔体内压力同管道压力，压力变送器指示正压；当外波纹管6泄露时，腔体内压力同大气环境压力，压力变送器指示0压。所述的监测装置由压力变送器4和监测控制台9组成，压力变送器4与真空腔8连通，压力变送器4的信号输出端与监测控制台9连接。

如图2所示，本实用新型所述的内波纹管7和外波纹管6均为不等壁厚的多层波纹管，内波纹管7和外波纹管6为金属波纹管，波纹管的材质可采用不锈钢。不等壁厚的多层波纹管的与介质接触的单层厚度小于其它单层的厚度，其它单层的单层厚度相等。

本实用新型所述的波纹管的单层厚度大于0.1mm。

为证明通过设置较薄层提高疲劳寿命的经济价值，进行了如表1所示的算例分析，算例的计算依据是GB/T12777金属波纹管膨胀节通用技术条件，波纹管为无加强U型。波纹管的设计温度为150℃，设计压力为2.5MPa。

表1波纹管算例分析表

注1：4940(3×1.2)指的是波纹管采用3层，单层壁厚为1.2mm的结构，波数为4个，疲劳次数为4940。

注2：10676(1×0.5)指的是与介质接触层为1层，单层壁厚为0.5mm的薄壁层，波数为4个，该层的疲劳次数为10676。

注3：13880(3×1.2)指的是波纹管采用3层，单层壁厚为1.2mm的结构，波数为5个，疲劳次数为13880。

注4：26490(1×0.5)指的是与介质接触层为1层，单层壁厚为0.5mm的薄壁层，波数为5个，该层的疲劳次数为26490。

以下叙述中，与介质接触层为内层，其它层统称外部层。

当轴向补偿量要求不低于29mm，且疲劳次数不低于10000次时，采用方案2所表示的3×1.2结构，需要的波数是5个，如果采用方案Ⅰ-1所表示的结构，即与介质接触层设置一层壁厚为0.5mm的薄壁层，外部层仍为由3×1.2结构，需要的波数是4个，此时由于内层的薄壁层疲劳寿命不低于10000次，波纹管不存在因疲劳导致的泄露问题，即使外层波纹管发生疲劳破坏，产生了局部裂纹，由于与介质接触的薄壁层的高疲劳寿命，波纹管整体不会失去密封作用，仍可以保持正常的补偿性能。

采用方案Ⅰ-1的波纹管较方案Ⅱ的波纹管在波纹管重量上有所减少，如果考虑波纹管外面3层和内层均达到疲劳寿命不低于10000次，则需要有明显的经济效益。

当轴向补偿量要求不低于29mm，采用方案2所表示的3×1.2结构，需要的波数是 5个，疲劳寿命为10930次；如果采用方案Ⅰ-2所表示的结构，即与介质接触层设置一层壁厚为0.5mm的薄壁层，外部仍为由3×1.2结构，波数也设置5个，此时由于内层的薄壁层疲劳寿命达到26490次，外面3层3×1.2结构疲劳寿命达到13880，因此与介质接触层设置一层壁厚为0.5mm薄壁层的方案Ⅰ-2具有更高的疲劳寿命，减少了波纹管的更换周期。

本专利从管廊安全运行出发，对膨胀节运行状况进行压力监测，并将监测信号通过信号传输电缆传送到监测控制室，便于及时发现膨胀节的泄露状态；波纹管采用不等壁厚设计来提高整体的疲劳性能，与介质接触层(内层)薄，疲劳寿命高，远离介质层(外层)厚，保证波纹管的承压性能，解决地下管廊燃气管道用膨胀节的长周期安全运行问题。

Claims (5)

1.一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节，其特征在于：包括膨胀节本体和监测装置，所述的膨胀节本体包括内部用于介质流通的内波纹管（7），以及密封套设在内波纹管（7）外侧的外波纹管（6）组成，内波纹管（7）与外波纹管（6）之间围成真空腔（8），所述的监测装置由压力变送器（4）和监测控制台（9）组成，压力变送器（4）与真空腔（8）连通，压力变送器（4）的信号输出端与监测控制台（9）连接。

2.如权利要求1所述的一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节，其特征在于：所述的内波纹管（7）和外波纹管（6）均为不等壁厚的多层波纹管。

3.如权利要求1所述的一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节，其特征在于：所述的内波纹管（7）和外波纹管（6）为金属波纹管。

4.如权利要求2所述的一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节，其特征在于：所述的不等壁厚的多层波纹管的与介质接触的单层厚度小于其它单层的厚度，其它单层的单层厚度相等。

5.如权利要求3所述的一种可在线监测的管廊用燃气管道膨胀节，其特征在于：所述的波纹管的材质为不锈钢。