非金属管道膨胀接头的温度和压力考虑

收集有关使用伸缩缝的系统的所有可用信息是极其重要的。这是达到任何伸缩缝设计预期寿命的唯一途径。在选择过程中，信息再多也不为过。

首字母缩写“STAMP”有助于记住所有基本参数。邮票代表:

1. 大小
2. 温度
3. 应用程序(运动-轴向，横向和角度)
4. 媒体
5. 压力

这些参数应被视为同等重要。然而，大小对处理其他参数的能力有重大影响。然后，了解压力是必不可少的——不仅是操作压力，还有任何漂移，如果有脉动，甚至冲击。

介质和温度将决定膨胀接头管的材料，因为它必须在化学上相容，并能够处理工艺温度。最后，所需的运动将决定伸缩缝的设计。

较大的位移可能需要不止一次的卷积。还可以在伸缩节中设置角度和横向偏移，从而最大限度地减少对接头和管道的应力。

在已知条件并经过验证的情况下，伸缩缝破裂是非常罕见的。当已知条件给出不正确，或者系统超过已知信息的一个或多个因素时，通常会发生故障。在这两种情况下，失败都是误用的结果。

非金属伸缩节行业遵循流体密封协会(FSA)的最佳实践，提供了保守的设计和能够应对初始选择过程中可能没有考虑到的不利条件的伸缩节。导致这种情况的一个因素是，与金属膨胀接头不同，结构涉及多种材料，性能几乎完全由波纹管单一成分材料决定。对于非金属伸缩缝，特别是弹性伸缩缝，有以下几个因素:

1. 弹性体本身
2. 加固材料
3. 不同材质的设计与交互
4. 与法兰连接的相互作用

制造商有责任提供用于特定应用的产品设计选项。以下内容将帮助指定工程师或最终用户根据设计条件做出明智的选择。

材料的考虑

所有弹性体都有温度限制。在一定的温度范围内，弹性体将保持柔韧和弹性。如果温度低于玻璃温度，弹性体将失去弹性，将无法响应所需的运动。

当温度接近或超过较高极限时，弹性体就会变硬变脆，导致开裂，伸缩缝失效就必然发生。可以使用最复杂和最强的增强材料，但如果弹性体不能保持在其温度范围内，它将无效。

温度和压力

最大压力和温度极限不能分开考虑。随着温度的升高，伸缩缝的抗压能力降低。图1显示了基于温度水平降低乙丙二烯单体(EPDM)或丁基弹性体压力能力的一般准则。因此，在300华氏度时，目录额定压力极限必须降低一半，以确保可靠性和使用寿命。如果温度超过弹性体的能力，则可以选择具有更高温度限制的不同化合物。图2列出了常见弹性体的温度限制。

增援部队

在弹性体管道伸缩缝中有四种基本织物用作增强材料:聚酯胎帘线、芳纶纤维(凯夫拉纤维)、玻璃纤维和尼龙。尼龙的额定最高温度为230华氏度，聚酯帘子线为300华氏度，凯夫拉/玻璃纤维最高可达400华氏度，这比除氟弹性体以外的任何其他弹性体都要高。最大弹性体能力与最大织物增强能力相匹配，以获得最高的伸缩缝能力是很重要的。由于各种材料的热膨胀系数不同，因此应以保守评价为准。

聚四氟乙烯成型膨胀接头

聚四氟乙烯(PTFE)通常额定温度超过400华氏度，但这一极限不适用于用于保压的伸缩缝。不建议在温度超过300℉时使用模压聚四氟乙烯接头。

随着温度的升高，聚四氟乙烯变软并开始蠕变。这种蠕变降低了PTFE波纹管的箍强度，因此降低了额定压力。图3根据温度和卷积数列出了压力等级。

伸缩缝尺寸

另一个因素是伸缩缝的大小。尺寸越大，处理压力的能力就越低，包括负压或真空条件。这必须加上在高温条件下压力能力降低的限制。图4显示了考虑工艺温度和弹性体伸缩接头尺寸的压力极限。

此外，在选择伸缩缝时，还有几个因素需要考虑。例如，关节的设计，如弯曲的数量，将影响其处理压力的能力。多拱设计不会像单拱设计那样承受那么大的压力。

最后，安装接头的工艺特性、位置和环境可能会对其性能产生影响。

信息越多，选择过程就越好。缺乏或不正确的信息将不可避免地导致操作寿命缩短或管道系统可能过早失效。

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