對于外表面鎧裝金屬絲或金屬帶編織網套的、長細比值≥3的環形或螺旋形的波紋管,稱作金屬軟管。在歐美國家,習慣稱其為柔性管(flexible tube)、波紋管(gorrugated hose)或金屬軟管(flexible metal hose)。
一般情況下,金屬軟管以它的彎曲和撓性去彌補管路系統因安裝造成的位置偏差;去承擔兩端接點正常工作所需的相對位移。見圖4.5.1。在某些管路系統中,它還起著減振、消除噪聲的作用。金屬軟管結構緊湊、連接牢固,與橡膠塑料或其他材料制成的軟管相比,具有柔性好、重量輕、體積小、彎曲靈活、安裝方便,并且耐腐蝕、耐溫性好,不老化,承受壓力高,密閉性好,使用壽命長等優點。它具有三維補償功能。在管系中是溫度補償、消除機械移位、吸收振動、降低噪聲的極有效的元件。
1. 碼頭用金屬軟管
碼頭輸油管線的柔性連接在吃水較深的江邊或海邊,當囤船距離岸口很近的時候,A、B兩處的柔性連接管件所承擔的角方向位移補償是很大的。見圖4.5.2。一般來講,在該角度大于或等于10°的情況下,均采用金屬軟管。對于運動頻率高、位移補償量偏大的使用場合,推薦選用鋼絲網套編織的金屬軟管;對于運動頻率低、位移補償量偏小的使用場合,推薦選用鋼帶網套編織的金屬軟管。關于金屬軟管的長度,仍根據其最小彎曲半徑和所需位移補償角度的大小計算后確定。在吃水較淺的江邊或海邊,囤船將通過鐵橋伸向距離岸口較遠的地方。鐵橋越長,A、B兩處柔性連接管件所承擔的角方向位移補償量就越小。一般來講,在該角度小于10°的情況之下,可不采用金屬軟管,而采用角向波紋補償器。
2. 站臺用金屬軟管
為了卸下油龍的負荷,鐵道兩側每隔一定的距離就須安置一個多關節的彎曲臂。那些關節在高溫下,不夠活絡,在低溫下,又常常不能密封。為了對準接口,往往要費很大的力氣才能將油龍向前或向后挪動一點點。而金屬軟管則輕便靈活,彎曲自如,即使油龍停靠位置有些誤差,它也能夠輕而易舉地接上。見圖4.5.3。金屬軟管使用方便、造價低廉、壽命長久、設計也容易,最低檔次的金屬軟管都可以在這類工程上使用。當然,當裝卸鹽酸、磷酸、稀硫酸之類介質時,所用波紋管的材質應要求相應的抗腐蝕能力。
3. 蒸氣沖掃用金屬軟管
近年來,在石油化工管線蒸氣沖掃的裝置中,在各類槽罐壓力試驗的裝置中,金屬軟管也開始被采用了。當然,在選型的問題上,須對它們不同的應用特點提出不同的技術要求。
4. 泵用金屬軟管
泵用金屬軟管可以減振。壓縮機、合成塔、反應器、系統管路的振動都可以通過金屬軟管來控制或減振。使用多長的金屬軟管,能夠將振動減小到何種程度,能夠使噪聲降低至多少分貝?這些問題,要根據具體的情況來定,如客觀條件、工藝方法、產品本身在制造允差范圍內的差異等。甚至任意兩種規格、型號、尺寸完全相同的金屬軟管,在同樣的條件下使用,從定量這個角度上來看,它們減振的能力也不一定完全相同。因此,對于要求定量吸收振動的金屬軟管,目前尚無法通過查表的方法直接查得,必須通過試驗的方法才能確定。不僅可以利用金屬軟管減少振動,還可以利用它去切斷或隔開力的傳遞。
5. 儲罐與管路系統的柔性連接
首先根據儲罐的具體情況和基礎地質的條件,計算出儲罐與連接管道在單位時間內可能產生的最大位移量;爾后根據這個量值的大小、壓力的高低、流速的快慢和所儲介質的腐蝕能力等條件,選擇合適的型號和規格;最后,再計算出安裝時兩端預留空間的距離。這是一項十分復雜的工作,設計方法極不統一。近年來,有關部門經過大量的調查、分析、試驗、研究,編制了補償各類油罐基礎下沉的壓力等級10kgf/c㎡金屬軟管,這樣,設計人員就可以將具體工程中立體交叉的多維關系,簡化為平面上的二維關系,通過直接查表的方法,選擇所需要的產品型號和規格。
金屬軟管或波紋補償器應設置在罐前閥與管線連接處,使儲罐與管線之間形成軟連接。在罐前閥經常處于密閉狀態的管線上選用金屬軟管或波紋補償器時,應在其管線上設置泄壓裝置。選用金屬軟管或波紋補償器時,不宜設置獨立支撐,如需要設置時,宜與罐基礎成一整體。對兩個或兩個以上的罐和罐群,當其各罐罐前工藝管線不是獨立系統時,安裝金屬軟管或波紋補償器應設置控制閥。見圖4.5.4。