摘要: 特种船舶对船舶设备及管路系统的抗振性要求较高, 因此, 在管路系统中经常采用一些金属穿线软管实现振动补偿。本文主要介绍金属穿线软管用于船舶管路中的设计选型及安装。

关键词: 金属穿线软管选型安装

典型错误安装方式

前言

近期我们公司承接制造的一些特种船, 为了提高管路的抗振性能, 均要求在振动幅度较大的动力设备的进出口管路上装设挠性接头。

挠性接头可分为非金属和金属两大类, 非金属类我们主要采用橡胶挠性接头, 其选型及安装比较简单, 在这里不作介绍。在已建造的几型特种船上我们选用了金属穿线软管, 而在早期的几型船上均有部分金属穿线软管在系泊试验时就出现过被振动损坏而发生泄漏甚至断裂的现象, 有些则在使用较短时间后发生损坏现象。笔者对这些金属穿线软管的不同程度损坏的现象进行了分金属穿线软管发现多是由于选型不当或错误安装而造成, 可见金属穿线软管在设计选型及安装方面的正确与否是非常重要的。2 金属穿线软管的选型金属穿线软管由金属管体、不锈钢丝网套和接头件组成。在船舶管路系统中主要应用于管路介质为油或淡水的管路与设备之间的连接, 能够补偿一定的相对位移, 起到减振降噪的效果。但是, 如果选型不当, 不但起不到隔振降噪的效果, 反而会由于金属穿线软管的损坏带来管路泄漏甚至设备故障等问题。金属穿线软管

金属穿线软管的选型主要包括通径、连接型式、工作压力、温度修正、最小弯曲半径以及软管长度等参数的正确选取。通径、连接型式及工作压力直接取决于管路系统要求, 一般不会有问题, 值得一提的是在选择软管设计压力( 应大于系统工作压力) 时,不宜过高, 因为随着软管的承压能力的提高, 其弯曲能力却大大下降。温度修正及最小弯曲半径对产品来说是固定的, 由厂家给出。而我们常常出问题的是金属穿线软管的长金属穿线软管, 软管过长会引起失稳, 增大流阻,以及附加的机械损伤及振动问题, 软管过短可能达不到补偿、减振消除噪音等目的, 还会造成弯曲应力过大, 影响寿命。

以下仅就船舶管路中常用的两种典型情况下的软管长度的选取进行介绍。
1 ) 轴向位移补偿
我们往往以为既然是软管接头就必定可以自由伸缩和弯曲, 但事实上金属穿线软管本身不能进行轴向的拉伸, 但是可以通过如图1及图2 所示的安装方式来达到补偿轴向位移的目的。在图1的情况下, 我们可以通过进行轴向补偿量计算来选取合适的金属穿线软管长度。

3 金属穿线软管的安装

其中:
L一选用的金属穿线软管长度;
L m in 一金属穿线软管弯曲后的直线长度;
x 一轴向补偿量;
R一金属穿线软管弯曲半径;
D 一金属穿线软管通径;
0 一金属穿线软管工作弯曲角;
K 一系数( K = l 一1.5 )。
注意: 金属穿线软管工作弯曲角e 应不大于其许用弯曲角, 一般取3 0 一4 50。金属软管弯曲半径必须金属穿线软管小弯曲半径。金属软管的许用弯曲角及最小弯曲半径由制造生产厂提供。金属穿线软管

2 ) 径向位移补偿
金属穿线软管在径向的位移补偿情况, 如图2 , 其长度取决于其设计弯曲半径和横向位移量的大小。当金属穿线软管长度和弯曲半径一定的情况下, 工作弯曲角e 越大, 横向位移补偿量越大, 但工作弯曲角O 必需小于4 5 0Y = Z R ( l 一e o s o ) + 犬D e o s g
金属穿线软管的安装型式及安装长度的选择与其所要实现的补偿功能是息息相关的, 表1及表2是以管体材料选用S U S 3 0 4 的船上常用的软管为例说明如何根据补偿量来选择软管长度和安装长度。在实船使用安装中常常出现错误:l) 如下图3 所示, 这是最常见的错误。

在这种安装形式中, 由于设备的振动方向主要为上下垂直振动, 因此, 该金属穿线软管主要补偿的是其轴向的位移, 我们知道金属穿线软管本身在自然状态下不能补偿轴向位移, 这样的安装使用结果就必然是金属穿线软管无法承受强烈的轴向拉伸而产生断裂, 从而导致管路泄漏。正确的安装安装方式见图4 、图5。

在图4及图5 中采用了图1所示的软管接头, 当然根据实际需要亦可以采用图2所示的软管接头。
2 ) 安装时使金属穿线软管两端发生相对扭转现象。主要出现在金属穿线软管两端为法连接形式时, 在船上安装现场, 往往会由于安装误差, 使被连接的两端法兰孔无法对齐, 而发生偏移, 并以为软管接头可以承受扭转位移补偿, 但是实际上, 金属穿线软管本身是不能补偿这种扭转位移的, 造成的结果是金属穿线软管被扭断, 管路发生泄漏。这种情况下, 可以选用一端松套法兰连接的金属穿线软管来连接。
3) 安装时金属穿线软管两端存在较大径向偏移。虽然金属软管本身可以补偿横向金属穿线软管但如果在安装时就使其两端存在较大相对径向位移, 就会使该方向实际可补偿量减小, 有可能造成使用中在该方向需要的补偿量大于软管在此方向上的实际可补偿量, 从而使金属软管发生疲劳损伤而损坏。金属穿线软管

 
4 结束语
以上仅介绍了减振用的普通金属穿线软管的选型及安装, 在实际应用中还可以根据振动特点实际需要选用一些特殊的金属穿线软管,如带拉杆的泵用补偿器等。