[发明专利]一种超低温波纹补偿装置

说明书

本发明属于补偿器技术领域，具体涉及一种超低温波纹补偿装置，包括波纹管，所述波纹管包括交叉设置的连接部和伸缩部，所述伸缩部采用耐超低温、且在超低温条件下具有高延展性的钛合金材料；所述钛合金材料中各组份及其质量百分比为：6.0％‑8.0％的Zn、4.0％‑8.0％的Gd、0.2％‑0.6％的Al、杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％、余量为Ti，克服了现有技术的不足，采用耐超低温、且在超低温条件下具有高延展性的钛合金材料来制备波纹管的伸缩部，使补偿器在超低温条件下依旧具备较高的强度和高延展性。

技术领域

本发明属于补偿器技术领域，具体涉及一种超低温波纹补偿装置。

背景技术

于管路在系统中往往承受较强的振动以及较大的位移，同时在较低的环境下运行，为了保证系统的稳定，需要在系统中安装波纹管组件补偿器，波纹管组件通过自身的挠性连接，消除管路硬连接过程中的加工误差、装配误差以及温度梯度带来的内部应力。

现有的补偿器在超低温状态下出现延展性差、容易破裂的问题，造成管道泄漏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低温波纹补偿装置，克服了现有技术的不足，采用耐超低温、且在超低温条件下具有高延展性的钛合金材料来制备波纹管的伸缩部，使补偿器在超低温条件下依旧具备较高的强度和高延展性。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种超低温波纹补偿装置，包括波纹管，所述波纹管包括交叉设置的连接部和伸缩部，所述伸缩部采用耐超低温、且在超低温条件下具有高延展性的钛合金材料；

所述钛合金材料中各组份及其质量百分比为：6.0％-8.0％的Zn、4.0％-8.0％的Gd、0.2％-0.6％的Al、杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％、余量为Ti。

进一步，所述钛合金材料的具体制备工艺包括如下步骤：

(1)按照上述金属配比称取各种原料，将原料分别置于烘箱中进行预热，预热温度为150～200℃，预热时间为2～3h；

(2))将熔化炉升温至650～750℃，将已预热的原料放入熔化炉中进行熔化，熔化过程中需通入保护气体和覆盖剂加以保护，待上述原料全部熔化后，采用搅拌器对合金液搅拌5～10min使其均匀混合，然后清除合金液表面的熔渣；

(3)采用Ar气和溶剂对合金液进行精炼处理，熔体经搅拌和扒渣后在700～720℃保温静置30～60min进行铸造；

(4)对铸造好的锭坯进行表面车削，将锭坯直径和长度加工到与挤压机挤压筒内径和长度相匹配；将加工好的锭坯放入加热炉中加热到300～400℃后，保温2～5h；

(5)对加热好的锭坯放入事先预热的挤压筒中进行挤压，挤压速度为1.0～5.0m/min，挤压筒预热温度为300～400℃，挤压比为10～50:1，得到挤压棒材；

(6)对挤压棒材进行时效处理，其工艺制度为：在150～200℃保温15～30h后空冷，制得高延展性钛合金材料挤压材。

进一步，所述波纹管的内部设置有导杆，且导杆的截面呈T字形结构，所述导杆的大端外侧与波纹管的一端边缘焊接，所述波纹管远离导杆焊接处的一端固设有连接法兰。

进一步，所述导杆的大端表面开设有用于与固定装置连接的连接口，所述连接口与固定装置采用焊接或者螺纹连接的方式连接。

进一步，所述导杆的大端外侧固设有用于提高焊接强度的外衬环，所述连接法兰与波纹管的连接处固设有用于提高支撑强度的内衬环。

进一步，所述连接部采用耐超低温的钛镁合金材料制成，所述连接部与伸缩部之间通过焊接的方式固定连接。