对于外表面铠装金属丝或金属带编织网套的、长细比值≥3的环形或螺旋形的波纹管,称作金属软管。在欧美国家,习惯称其为柔性管(flexible tube)、波纹管(gorrugated hose)或金属软管(flexible metal hose)。
一般情况下,金属软管以它的弯曲和挠性去弥补管路系统因安装造成的位置偏差;去承担两端接点正常工作所需的相对位移。见图4.5.1。在某些管路系统中,它还起着减振、消除噪声的作用。金属软管结构紧凑、连接牢固,与橡胶塑料或其他材料制成的软管相比,具有柔性好、重量轻、体积小、弯曲灵活、安装方便,并且耐腐蚀、耐温性好,不老化,承受压力高,密闭性好,使用寿命长等优点。它具有三维补偿功能。在管系中是温度补偿、消除机械移位、吸收振动、降低噪声的极有效的元件。
1. 码头用金属软管
码头输油管线的柔性连接在吃水较深的江边或海边,当囤船距离岸口很近的时候,A、B两处的柔性连接管件所承担的角方向位移补偿是很大的。见图4.5.2。一般来讲,在该角度大于或等于10°的情况下,均采用金属软管。对于运动频率高、位移补偿量偏大的使用场合,推荐选用钢丝网套编织的金属软管;对于运动频率低、位移补偿量偏小的使用场合,推荐选用钢带网套编织的金属软管。关于金属软管的长度,仍根据其最小弯曲半径和所需位移补偿角度的大小计算后确定。在吃水较浅的江边或海边,囤船将通过铁桥伸向距离岸口较远的地方。铁桥越长,A、B两处柔性连接管件所承担的角方向位移补偿量就越小。一般来讲,在该角度小于10°的情况之下,可不采用金属软管,而采用角向波纹补偿器。
2. 站台用金属软管
为了卸下油龙的负荷,铁道两侧每隔一定的距离就须安置一个多关节的弯曲臂。那些关节在高温下,不够活络,在低温下,又常常不能密封。为了对准接口,往往要费很大的力气才能将油龙向前或向后挪动一点点。而金属软管则轻便灵活,弯曲自如,即使油龙停靠位置有些误差,它也能够轻而易举地接上。见图4.5.3。金属软管使用方便、造价低廉、寿命长久、设计也容易,最低档次的金属软管都可以在这类工程上使用。当然,当装卸盐酸、磷酸、稀硫酸之类介质时,所用波纹管的材质应要求相应的抗腐蚀能力。
3. 蒸气冲扫用金属软管
近年来,在石油化工管线蒸气冲扫的装置中,在各类槽罐压力试验的装置中,金属软管也开始被采用了。当然,在选型的问题上,须对它们不同的应用特点提出不同的技术要求。
4. 泵用金属软管
泵用金属软管可以减振。压缩机、合成塔、反应器、系统管路的振动都可以通过金属软管来控制或减振。使用多长的金属软管,能够将振动减小到何种程度,能够使噪声降低至多少分贝?这些问题,要根据具体的情况来定,如客观条件、工艺方法、产品本身在制造允差范围内的差异等。甚至任意两种规格、型号、尺寸完全相同的金属软管,在同样的条件下使用,从定量这个角度上来看,它们减振的能力也不一定完全相同。因此,对于要求定量吸收振动的金属软管,目前尚无法通过查表的方法直接查得,必须通过试验的方法才能确定。不仅可以利用金属软管减少振动,还可以利用它去切断或隔开力的传递。
5. 储罐与管路系统的柔性连接
首先根据储罐的具体情况和基础地质的条件,计算出储罐与连接管道在单位时间内可能产生的最大位移量;尔后根据这个量值的大小、压力的高低、流速的快慢和所储介质的腐蚀能力等条件,选择合适的型号和规格;最后,再计算出安装时两端预留空间的距离。这是一项十分复杂的工作,设计方法极不统一。近年来,有关部门经过大量的调查、分析、试验、研究,编制了补偿各类油罐基础下沉的压力等级10kgf/c㎡金属软管,这样,设计人员就可以将具体工程中立体交叉的多维关系,简化为平面上的二维关系,通过直接查表的方法,选择所需要的产品型号和规格。
金属软管或波纹补偿器应设置在罐前阀与管线连接处,使储罐与管线之间形成软连接。在罐前阀经常处于密闭状态的管线上选用金属软管或波纹补偿器时,应在其管线上设置泄压装置。选用金属软管或波纹补偿器时,不宜设置独立支撑,如需要设置时,宜与罐基础成一整体。对两个或两个以上的罐和罐群,当其各罐罐前工艺管线不是独立系统时,安装金属软管或波纹补偿器应设置控制阀。见图4.5.4。