金属波纹管膨胀节(以下简称“膨胀节”)膨胀节按工况可分为三种类型,见表 1。今天我们来学习关于该类型膨胀节耐压及爆破性能试验的内容。
表 1 膨胀节工况分类
1.1 耐压性能
1.1.1 膨胀节应有符合要求的耐压性能。膨胀节在规定的压力下应无渗漏,结构件应无明显变形,波纹管应无失稳现象。
1.1.2 试验压力下,对于无加强U形波纹管,波距与加压前的波距相比最大变化率大于 15%,对于加强U形波纹管和Ω形波纹管,波距与加压前的波距相比最大变化率大于 20%,即认为发生了平面失稳;当波纹管中间波突然出现横向挠曲时,即认为发生了柱失稳;当外压波纹管突然出现波峰塌陷时,即认为发生了周向失稳。
1.1.3 Ⅰ类膨胀节可不进行耐压试验。
1.2 耐压试验
1.2.1 膨胀节的耐压性能应通过压力试验进行检验。
1.2.2 一般应进行水压试验,在不适于进行水压试验的场合应进行气压试验,进行气压试验时应采取有效的安全措施。
1.2.3 试验时试验装置应保证膨胀节两端固定和有效密封,波纹管处于直线状态。
1.2.4 水压试验后应及时将水渍清除干净。当无法达到这一要求时,应控制试验用水的氯离子含量不超过 25mg/L。气压试验介质应为干燥洁净的压缩空气或惰性气体。
1.2.5 内压膨胀节的水压试验压力应按式(1)和式(2)计算,取其中的较小值。
pt=1.5p[σ]b/[σ]tb…………………………(1)
pt=1.5pscEb/Etb…………………………(2)
内压膨胀节的气压试验压力应按式(3)和式(4)计算,取其中的较小值。
pt=1.15p[σ]b/[σ]tb…………………………(3)
pt=1.15pscEb/Etb…………………………(4)
式中:
pt——试验压力,单位为兆帕(MPa);
p——设计压力,单位为兆帕(MPa);
[σ]b——室温下的波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa);
[σ]tb——设计温度下波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa);
psc——波纹管两端固支时柱失稳的极限设计内压,单位为兆帕(MPa);
Eb——室温下的波纹管材料弹性模量,单位为兆帕(MPa);
Etb——设计温度下波纹管材料的弹性模量,单位为兆帕(MPa)。
1.2.6 外压膨胀节的水压试验压力按式(1)计算,气压试验压力按式(3)计算。
1.2.7 耐压性能试验应用两个量程相同,并经检定合格的压力表。压力表的量程为试验压力的 2 倍左右,但不应低于 1.5 倍和高于 3 倍的试验压力。压力表的精度等级不应低于 1.6 级。
1.2.8 用于真空条件的膨胀节的耐压性能试验可用内压试验代替,试验压力应为 1.5 倍设计压差(压差值等于大气压值减真空度值),或者采用抽真空试验来检测。
1.2.9 试验时应缓慢升压,达到规定试验压力后保压至少 10min。
1.2.10 试验压力下目视检查膨胀节,结果应符合 1.1 的要求。
1.2.11 型式检验时应测量波纹管的最大波距变化率。
2、爆破性能试验
2.1 性能要求
波纹管应有符合要求的爆破性能。波纹管在爆破试验压力下,应无破损、无渗漏。
2.2 试验方法
2.2.1 试验前应将试验件两端固定并有效密封,波纹管以其自由长度处于直线状态。
2.2.2 试验内压按式(5)计算。
pb=3p[σ]b/[σ]tb…………………………(5)
式中:
pb——爆破试验内压,单位为兆帕(MPa);
p——设计压力,单位为兆帕(MPa);
[σ]b——室温下的波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa);
[σ]tb——设计温度下波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa)。
2.2.3 试验介质一般为水。
2.2.4 压力表的要求见 1.2.7。
2.2.5 试验内压达到设计压力后,应逐级加压,级间压差不超过试验压力的 15%。级间观察波纹管外观,至规定的试验内压后,保压至少 10min。试验结果应符合 2.1 的要求。
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