膨胀节基础知识

膨胀节基础知识

目录

1.什么是膨胀节................................................................1

2.膨胀节的材质及分类.........................................................2

2.1.金属膨胀节...............................................................2

2.1.1.概述................................................................2

2.1.2.弯管式膨胀节........................................................3

2.1.3.波纹管膨胀节........................................................3

2.1.4.套筒式膨胀节........................................................3

2.2.非金属膨胀节...........................................................4

2.2.1.橡胶风道膨胀节.....................................................4

2.2.2.纤维织物膨胀节.....................................................4

3.膨胀节的特性.................................................................4

3.1.补偿功能.................................................................4

3.2.补偿抗力.................................................................4

3.3.耐高温、耐腐蚀..........................................................5

3.4.保温节能性能............................................................5

3.5.维护更换性能............................................................5

3.6.使用寿命................................................................5

3.7.使用压力................................................................5

3.7.1.橡胶膨胀节的工作压力..............................................5

3.7.2.橡胶膨胀节的爆破压力..............................................6

3.8.使用介质...............................................................6

3.9.橡胶膨胀节.............................................................6

4.膨胀节的选材原则...........................................................6

5.膨胀节的结构形式分类.......................................................7

5.1.弯管式膨胀节............................................................7

5.2.波纹管膨胀节............................................................7

5.3.套管伸缩节...............................................................7

1.什么是膨胀节

膨胀节作为一种弹性补偿元件，具有工作可靠、性能良好、结构紧凑等优

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点，已广泛用于化工、建筑、给水、排水、石油、轻重工业、冷冻、卫生、水

暖、消防、电力等基础工程领域，对人们的生活起着重要作用。

膨胀节是指能有效地起到补偿轴向变形作用的挠性元件。例如焊接在固定

管板式散热器壳体上的膨胀节轴向柔度大、容易变形，可补偿管子和壳体因壁

温不同产生的热膨胀差，降低它们的轴向载荷，从而减小管子、管板和壳体的

温差应力，避免引起强度破坏、失稳破坏和管子拉脱破坏。膨胀节的种类较

多，常用的有波形、环板焊接和夹壳式等结构，其中波形膨胀节应用最广泛，

环板焊接膨胀节仅适用于常压或低压场合。

膨胀节习惯上也叫补偿器，是为了补偿因温度差与机械振动引起的附加应

力，而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。

2.膨胀节的材质及分类

膨胀节分为：金属膨胀节和非金属膨胀节。

2.1.金属膨胀节

2.1.1.概述

金属膨胀节适用于钢铁，电力，石油，化工，冶金等行业中。普遍用在排

气，换气，通风，烟尘，废气处理等系统的管道补偿作用上，能去掉因热膨

胀，振动，应力所产生的位移，起到消声减振作用。金属膨胀节具有管道设计

简单，结构紧凑，补偿量大，安装使用方便，价格不算高等特点。金属膨胀节

的波形可分为“U”形和“Q”形，“Q”形波纹管能够承受高压，但只能承

受小的轴向位移；“U”形波纹管则相反，在壁厚相同的情况下，它能承受大

的位移，但只能承受小的压力。为采用U形波纹管伸缩位移大的特性，弥补U

形波纹管只能小的压力，人们常采取“补强”的方法-即在“U”形波纹管的外

部增加增强部件（一般称作铠装环、增加环）。采用多层结构或增加波纹管的

厚度也可以提升波纹管承受内压的能力，但是增加厚度会显著降低波纹管的疲

劳寿命和增加波纹管的刚度。

金属膨胀节主要是应用在管道的装置中，金属膨胀节衔接是管道施工的重

要衔接方式，主要衔接收和管之间的衔接，起到重要的效果和价值。高压发来

看看衔接便是把两个管道、管材或许是器材，先各自固定在一个金属膨胀节盘

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上，在两个金属膨胀节盘之间，加上金属膨胀节垫，用螺栓紧固在一起，完成

了衔接。再来讲一下金属膨胀节的试压说明：

一、系统水压试验时，按设计要求进行系统试压。应对装有金属膨胀节管

路端部的次固定管架进行加固，使管路不发生移动或转动。不要用运输拉杆承

受试压推力。如果管道分段试压，分段盲端原是次固定支架，临时加固，以免

推动和倾覆。实验压力不超过膨胀工作压力的1.5倍。对用于气体介质的补偿

器及其连接管路，充水时荷重增加要检查是否需要增设临时支架。水压试验用

水及清洗液的氯离子含量不超过25ppMo

二、水压试验结束后，应尽快排尽波壳中的积水，并将波壳内表面吹干。

三、与补偿器波纹管接触的保温材料应不含氯离子。

2.1.2.弯管式膨胀节

将管子弯成u形或其他形体，也称涨力弯。是利用形体的弹性变形能力进

行补偿的一种膨胀节。它的优点是强度好、寿命长、可在现场制作，缺点是占

用空间大、消耗钢材多和摩擦阻力大。这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和长

管道上。

2.1.3.波纹管膨胀节

波纹管膨胀节是用金属波纹管制成的一种膨胀节。它能沿管道轴线方向伸

缩，也允许少量弯曲。常见的轴向式波纹管膨胀节，用在管道上进行轴向长度

补偿。为了防止超过允许的补偿量，在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环，

在与它连接的两端管道上设置导向支架。另外还有转角式和横向式膨胀节，可

用来补偿管道的转角变形和横向变形。这类膨胀节的优点是节省空间，节约材

料，便于标准化和批量生产，缺点是寿命较短。波纹管膨胀节一般用于温度和

压力不很高、长度较短的管道上。随着波纹管生产技术水平的提高，这类膨胀

节的应用范围正在扩大。目前，波纹管膨胀节可用在最高压力6.0兆帕的管系

中。

2.1.4.套筒式膨胀节

套管伸缩节由能够作轴向相对运动的内外套管组成。内外套管之间采用填

科函密封。使用时保持两端管子在一条轴线上移动。产品主要有套筒（芯管），

外壳，密封材料等组成用于补偿管道的轴向伸缩及任意角度的轴向转动.具有

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体积小补偿量大的特点适用于热水、蒸气、油脂类介质，通过滑动套筒对外套

筒的滑移运动，达到热膨胀的补偿。

套筒式补偿器的内套筒与管道连接，采用高性能自压式动密封的原理与结

构，它可以随着管道的伸缩在外壳内进行自由滑动，能适应任何管道的密封要

求.外壳与内套筒之间采用新型合成材料密封，能耐高温，防腐蚀抗老化，适用

温度-40C至150℃,特殊情况下可达350℃。既能保证轴向滑动，又能保证管

内介质不泄漏。

2.2.非金属膨胀节

2.2.1.橡胶风道膨胀节

风道补偿器分为FDZ、FVB、FUB、XB四种型号，由橡胶和橡胶一纤维织

物复合材料、钢制法兰、套筒、保温隔热材料组成，主要用于各种风机、风管

之间的柔性连接，其功能是减震、降噪、密封、耐介质、便于位移和安装，是

环境保护领域中一种极为理想的减震、降噪、消烟除尘的最佳配套件。

2.2.2.纤维织物膨胀节

织物补偿器主要为纤维织物、橡胶、等耐高温材料。能补偿风机、风管运

行的震动及管道变形。纤维织物膨胀节可补偿轴向、横向、角向等产品，具有

无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点，特别适用于电厂

热风管道及烟尘管道。非金属补偿器中的纤维织物、保温棉体本身具有吸声、

隔振的功能，能有效的减少锅炉、风机等系统的噪声和振动。结构简单、体

轻，维修方便。

3.膨胀节的特性

3.1.补偿功能

在相同的外形尺寸条件下，非金属膨胀节的补偿功能比金属膨胀节的大得

多。特别是对横向位移的补偿功能，非金属膨胀节的补偿功能几乎要比金属膨

胀节大一个数量级。

3.2.补偿抗力

膨胀节就像一个弹性体，在受到缩或拉伸之后会产生抗力，金属膨胀节的

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抗力比非金属的大得多。这个抗力太大，对系统是不利的，会把周边的被设备

顶坏。

3.3.耐高温、耐腐蚀

非金属膨胀节的材料不仅具有很好的耐高温性能，而且，它还具有耐酸碱

性能。普通碳素结构钢在600℃的环境下其屈服极限等于零，温度再高就会氧

化起皮。碳钢膨胀节在工作过程中容易开裂，不锈钢膨胀节在低温环境下，会

发生低漏点腐蚀，而且其造价也相当可观。

3.4.保温节能性能

非金属膨胀节的结构本身就具有保温性能。而金属膨胀节却不具备这个条

件，为了保温，在金属膨胀节的外层，还覆盖一层保温层。

3.5.维护更换性能

非金属膨胀节在正常的使用寿命周期内，无需维护；非金属膨胀节更换比

金属膨胀节要方便得多。

3.6.使用寿命

膨胀节的使用寿命与环境条件密切相关。非金属膨胀节耐磨耐腐蚀性能比

较好，相对来说，同等条件下非金属膨胀节的寿命会比金属膨胀节的寿命要

长。

3.7.使用压力

得益于柔性设计及其使用的特殊材质，非金属膨胀节可以承受更大的工作

压力。

3.7.1.橡胶膨胀节的工作压力

橡胶膨胀节的工作压力指的是橡胶膨胀节在工作时.高承受的压力，它包括

空气、压缩空气、水、海水、热水、油、酸、碱等流体在管道中经过，而产生

的压力。

橡胶膨胀节的工作压力，英文WorkingPressure,单位MPa。

橡胶膨胀节通常的工作压力有l.OMPa、1.6MPa,这两种压力用的多，当

然，橡胶膨胀节的工作压力包括但不限于这两种，因为它还有0.25MPa、

0.6MPa、l.OMPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.4MPa。后两种为高压力，*

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般厂家无法生产高压橡胶膨胀节，我公司做为专业的橡胶膨胀节生产厂家，技

术力量雄厚，经验丰富，有三十年橡胶膨胀节制造历史，能生产各种高压的橡

胶膨胀节及其他管件。

3.7.2.橡胶膨胀节的爆破压力

橡胶膨胀节爆破压力，是指橡胶膨胀节在该压力下可能会产生爆破、撕

裂、损坏现象，所以，要求管道压力且*超过爆破压力。那怎样选择橡胶膨胀

节的工作压力呢？这要根据泵及管道的压力来选择，*定要对应管道及设备的

工作压力，不能用小压力的橡胶膨胀节安装在大压力的管道中，这样，会造成

橡胶膨胀节及管道设备的损坏。

1、可曲挠避震喉应符合本技术条件规定，并按照经规定程序批准的图纸

和技术文件制造。

2、橡胶件两端内部钢丝圈应圆整，无明显变形。

3、可曲挠避震喉所用胶料的物理机械性能应符合CJ/T3013.1、HG/T

2289的规定，见附录B。橡胶件外观要求及分等规定应符合CJ/T3013.1的规

定。

平形活接头应符合GB/T3289.37的要求，金属法兰应符合GB/T9119的

要求。可曲挠避震喉的工作压力和真空度应符合CJ/T3013.1的规定（见表

1）;试验压力和爆破压力分别应不小于工作压力的1.5倍和3倍。

3.8.使用介质

金属膨胀节适用于液体、气体、粉体。非金属膨胀节既可以是气体，又可

以是液体。

3.9.橡胶膨胀节

非金属膨胀节的重要类别，具有较大位移补偿能力，可进行轴向、横向和

角向位移的补偿，有降低噪音、减少震动和一定的防腐能力。

4.膨胀节的选材原则

1）碳钢和低合金制波形膨胀节只适用于tW375℃；奥氏体不锈钢制波形膨

胀节适用于tW500℃。

2）用碳钢或低合金钢制波形膨胀节，其腐蚀裕度不得超过1mm,否