法蘭伸縮節(jié)，又稱法蘭伸縮接頭或法蘭限位伸縮接頭，是管道系統(tǒng)中用于吸收因溫度變化、機(jī)械振動(dòng)、地基沉降等因素引起的軸向、橫向或角向位移的關(guān)鍵補(bǔ)償元件。它通過法蘭連接方式與管道系統(tǒng)相連，確保管道在復(fù)雜工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。以下是對法蘭伸縮節(jié)的詳細(xì)介紹：

一、核心結(jié)構(gòu)與功能組件

1. 本體管段：通常采用碳鋼、不銹鋼或合金鋼制成，兩端焊接法蘭用于連接管道。中間部分設(shè)計(jì)為可伸縮的波紋管或套筒結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)位移補(bǔ)償。

2. 伸縮元件：

   • 波紋管式：依靠多層金屬波紋的彈性變形實(shí)現(xiàn)位移補(bǔ)償。波紋管具有優(yōu)異的彈性和伸縮性能，能夠有效吸收管道的熱脹冷縮和機(jī)械振動(dòng)。
   • 套筒式：通過內(nèi)外管的相對滑動(dòng)吸收位移，需填充石墨盤根等密封材料以確保密封性。

3. 限位裝置：在法蘭限位伸縮接頭中，通過螺栓與螺母組合控制最大伸縮量，防止過度拉伸或壓縮導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。

4. 密封系統(tǒng)：包括橡膠密封圈、聚四氟乙烯襯套或金屬纏繞墊片，確保介質(zhì)無泄漏。

二、工作原理

1. 軸向位移補(bǔ)償：當(dāng)管道受熱膨脹時(shí)，波紋管被壓縮或套筒內(nèi)管向外滑動(dòng)，吸收伸長量；冷卻收縮時(shí)，波紋管回彈或套筒復(fù)位。例如，在蒸汽管道中，100米鋼管溫度升高100℃時(shí)會產(chǎn)生約120mm的膨脹量，伸縮節(jié)通過自身變形消除應(yīng)力。
2. 橫向位移適應(yīng)：通過鉸鏈機(jī)構(gòu)或萬向節(jié)設(shè)計(jì)，允許管道在水平面內(nèi)產(chǎn)生一定角偏轉(zhuǎn)。如化工廠反應(yīng)釜進(jìn)出口管道因設(shè)備振動(dòng)產(chǎn)生的側(cè)向力，可由伸縮節(jié)分散，避免法蘭撕裂。
3. 減振降噪機(jī)制：波紋管的柔性結(jié)構(gòu)能有效衰減泵閥啟停產(chǎn)生的水錘波。實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，安裝伸縮節(jié)可使管道振動(dòng)幅度降低60%以上。
4. 限位保護(hù)功能：當(dāng)位移超過設(shè)計(jì)值時(shí)，限位螺栓會與法蘭接觸形成剛性約束，防止波紋管破裂等結(jié)構(gòu)失效情況發(fā)生。