 伸缩节
常规的伸缩节与工程应用
伸缩节是在两段钢管间设置的柔性联结结构，其允许钢管在一定范围内自由伸缩、相对错动和转动，从而减小了钢管的轴向应力、剪应力和弯曲应力，使钢管的受力状态得以改善。伸缩节需要有足够的强度、刚度和良好的密封性能，并能在温度变化时灵活伸缩、转动。适用于水电站压力钢管的伸缩节型式主要有：套筒式伸缩节、法兰盘式伸缩节、内接式伸缩节和波纹管式伸缩节等。
套筒式伸缩节是以往水电工程中最常用的传统型式，套筒式伸缩节又分为单套筒式和双套筒式两种。单套筒式伸缩节又称单向伸缩节或套筒式温度伸缩节，它只能适应钢管轴向位移，而仅靠调压圈与管壁间的间隙适应微小的不均匀沉陷。单套筒式伸缩节多用于露天钢管，由于钢管暴露于空气中，钢管的温度受外界气温变化的影响较大，在温度荷载的作用下，钢管内会产生较大的轴向伸缩，因此，一般都在两镇墩间设置单套筒式伸缩节。双套筒式伸缩节又称双向伸缩节或温度-沉陷伸缩节，它能同时适应较大的轴向位移和横向位移。在坝后式水电站中，厂房与坝体之间大都设有伸缩沉陷缝，为了使过缝钢管适应各种荷载作用下厂坝间的轴向伸缩、竖向不均匀沉陷以及相对转角，常常采用双套筒式伸缩节过缝结构型式，如清江隔河岩、三门峡、新安江、刘家峡、乌江渡、龙羊峡、宝珠寺等高水头水电站。
传统的金属伸缩节过缝结构，尤其套筒式伸缩节在以往的水电工程实践中应用十分广泛，较好地解决了压力钢管在过缝处受力复杂、容易损坏的问题，但是常规的套筒式伸缩节使加工、制造、运输和安装难度加大、造价提高，且运行中的止水问题更显得突出。传统的套筒式伸缩节的止水结构由压环和密封止水圈组成，通过拧紧螺栓挤压密封止水圈，使其膨胀后与钢管外壁和套管内壁紧密贴合，从而达到止水的目的。由于止水对钢结构的加工精度和止水材料要求严格，所以在工程应用上仍然存在不少问题：
(1)漏水严重：漏水量有的每秒几升，有的达到几十升，甚至更大。很少有不漏水的，特别是大直径高水头的伸缩节。而且随着止水盘根的损坏和老化，漏水量有增无减。漏水既损失了水量，又增加抽排水量，且伸缩节室很潮湿，加重了钢管外壁的腐蚀。压力管道伸缩节的漏水成为一些水电站长期解决不了的问题。
(2)国产密封止水材料在长期高压工作状态下塑性变形过大，止水效果不理想，高水头钢管伸缩节止水材料往往依靠进口，中低水头的可由国内生产，但费用也较高。
(3)所用的止水材料老化后，必须停机并放空管道进行止水材料的更换，影响发电；止水盘根更换困难，因为更换盘根要停机抽水，伸缩节室狭小，卸装压环和止水均十分困难，造成维修不便，增加维修费用。
(4)有一定的水头损失，并且漏水问题难以避免，造成能量损失。
(5)水质较差时，需对止水材料采取防腐措施，同时由于止水材料的蠕变，为了防止渗漏需不定期拧紧螺栓，运行期的维护工作量大，运行费用高。
(6)为了保证良好的止水效果，对伸缩节钢结构的加工精度要求较高，制造难度大、造价高。
(7)设置波纹伸缩节要多用钢材，而其单价约为钢管的4倍，金属波纹伸缩节室也要增加工程费用，所以，大型钢管的每个伸缩节将增加投资数十万元到数百万元。压力钢管的HD值愈大，上述问题愈突出。由于压力钢管采用传统的套筒式伸缩节过缝结构在经济、技术等方面都存在一系列问题，而且这些问题到目前都没得到很好的解决，所以，研究新的过缝管道结构，用以替代传统的套筒式伸缩节，是目前水电工程建设中迫切需要解决的问题。
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