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摘要: 特種船舶對船舶設備及管路系統的抗振性要求較高, 因此, 在管路系統中經常采用一些金屬穿線軟管實現振動補償。本文主要介紹金屬穿線軟管用于船舶管路中的設計選型及安裝。

關鍵詞: 金屬穿線軟管選型安裝

典型錯誤安裝方式

前言

近期我們公司承接制造的一些特種船, 為了提高管路的抗振性能, 均要求在振動幅度較大的動力設備的進出口管路上裝設撓性接頭。

撓性接頭可分為非金屬和金屬兩大類, 非金屬類我們主要采用橡膠撓性接頭, 其選型及安裝比較簡單, 在這里不作介紹。在已建造的幾型特種船上我們選用了金屬穿線軟管, 而在早期的幾型船上均有部分金屬穿線軟管在系泊試驗時就出現過被振動損壞而發生泄漏甚至斷裂的現象, 有些則在使用較短時間后發生損壞現象。筆者對這些金屬穿線軟管的不同程度損壞的現象進行了分金屬穿線軟管發現多是由于選型不當或錯誤安裝而造成, 可見金屬穿線軟管在設計選型及安裝方面的正確與否是非常重要的。2 金屬穿線軟管的選型金屬穿線軟管由金屬管體、不銹鋼絲網套和接頭件組成。在船舶管路系統中主要應用于管路介質為油或淡水的管路與設備之間的連接, 能夠補償一定的相對位移, 起到減振降噪的效果。但是, 如果選型不當, 不但起不到隔振降噪的效果, 反而會由于金屬穿線軟管的損壞帶來管路泄漏甚至設備故障等問題。金屬穿線軟管

金屬穿線軟管的選型主要包括通徑、連接型式、工作壓力、溫度修正、最小彎曲半徑以及軟管長度等參數的正確選取。通徑、連接型式及工作壓力直接取決于管路系統要求, 一般不會有問題, 值得一提的是在選擇軟管設計壓力( 應大于系統工作壓力) 時,不宜過高, 因為隨著軟管的承壓能力的提高, 其彎曲能力卻大大下降。溫度修正及最小彎曲半徑對產品來說是固定的, 由廠家給出。而我們常常出問題的是金屬穿線軟管的長金屬穿線軟管, 軟管過長會引起失穩, 增大流阻,以及附加的機械損傷及振動問題, 軟管過短可能達不到補償、減振消除噪音等目的, 還會造成彎曲應力過大, 影響壽命。

以下僅就船舶管路中常用的兩種典型情況下的軟管長度的選取進行介紹。
1 ) 軸向位移補償
我們往往以為既然是軟管接頭就必定可以自由伸縮和彎曲, 但事實上金屬穿線軟管本身不能進行軸向的拉伸, 但是可以通過如圖1及圖2 所示的安裝方式來達到補償軸向位移的目的。在圖1的情況下, 我們可以通過進行軸向補償量計算來選取合適的金屬穿線軟管長度。

3 金屬穿線軟管的安裝

其中:
L一選用的金屬穿線軟管長度;
L m in 一金屬穿線軟管彎曲后的直線長度;
x 一軸向補償量;
R一金屬穿線軟管彎曲半徑;
D 一金屬穿線軟管通徑;
0 一金屬穿線軟管工作彎曲角;
K 一系數( K = l 一1.5 )。
注意: 金屬穿線軟管工作彎曲角e 應不大于其許用彎曲角, 一般取3 0 一4 50。金屬軟管彎曲半徑必須金屬穿線軟管小彎曲半徑。金屬軟管的許用彎曲角及最小彎曲半徑由制造生產廠提供。金屬穿線軟管

2 ) 徑向位移補償
金屬穿線軟管在徑向的位移補償情況, 如圖2 , 其長度取決于其設計彎曲半徑和橫向位移量的大小。當金屬穿線軟管長度和彎曲半徑一定的情況下, 工作彎曲角e 越大, 橫向位移補償量越大, 但工作彎曲角O 必需小于4 5 0Y = Z R ( l 一e o s o ) + 犬D e o s g
金屬穿線軟管的安裝型式及安裝長度的選擇與其所要實現的補償功能是息息相關的, 表1及表2是以管體材料選用S U S 3 0 4 的船上常用的軟管為例說明如何根據補償量來選擇軟管長度和安裝長度。在實船使用安裝中常常出現錯誤:l) 如下圖3 所示, 這是最常見的錯誤。

在這種安裝形式中, 由于設備的振動方向主要為上下垂直振動, 因此, 該金屬穿線軟管主要補償的是其軸向的位移, 我們知道金屬穿線軟管本身在自然狀態下不能補償軸向位移, 這樣的安裝使用結果就必然是金屬穿線軟管無法承受強烈的軸向拉伸而產生斷裂, 從而導致管路泄漏。正確的安裝安裝方式見圖4 、圖5。

在圖4及圖5 中采用了圖1所示的軟管接頭, 當然根據實際需要亦可以采用圖2所示的軟管接頭。
2 ) 安裝時使金屬穿線軟管兩端發生相對扭轉現象。主要出現在金屬穿線軟管兩端為法連接形式時, 在船上安裝現場, 往往會由于安裝誤差, 使被連接的兩端法蘭孔無法對齊, 而發生偏移, 并以為軟管接頭可以承受扭轉位移補償, 但是實際上, 金屬穿線軟管本身是不能補償這種扭轉位移的, 造成的結果是金屬穿線軟管被扭斷, 管路發生泄漏。這種情況下, 可以選用一端松套法蘭連接的金屬穿線軟管來連接。
3) 安裝時金屬穿線軟管兩端存在較大徑向偏移。雖然金屬軟管本身可以補償橫向金屬穿線軟管但如果在安裝時就使其兩端存在較大相對徑向位移, 就會使該方向實際可補償量減小, 有可能造成使用中在該方向需要的補償量大于軟管在此方向上的實際可補償量, 從而使金屬軟管發生疲勞損傷而損壞。金屬穿線軟管

 
4 結束語
以上僅介紹了減振用的普通金屬穿線軟管的選型及安裝, 在實際應用中還可以根據振動特點實際需要選用一些特殊的金屬穿線軟管,如帶拉桿的泵用補償器等。