金屬波紋管膨脹節(jié)是在容器殼體或管道上設(shè)置的一種柔性結(jié)構(gòu),用于補償溫差和機械振動引起的附加應(yīng)力。也被稱為波紋補償器,波紋補償器是管道中常用的柔性構(gòu)件。它由金屬波紋管和元件組成,具有膨脹和收縮的功能。它能補償管道的熱變形和機械變形,吸收各種機械振動,從而減小管道變形,提高管道的使用壽命,因此如何正確選擇波紋膨脹節(jié)是非常重要的。
波紋管膨脹節(jié)的補償主要由波紋管實現(xiàn)。波紋管的功能和強度設(shè)計主要是波紋管的設(shè)計。波紋管的不同設(shè)計和組合可以使波紋管拉伸、壓縮或彎曲,從而形成三種基本形式:軸向、橫向和角形。因此,波紋管的設(shè)計是波紋管補償器設(shè)計的關(guān)鍵。
波紋管的設(shè)計非常復(fù)雜。它需要計算和校核以下參數(shù):耐壓、位移引起的應(yīng)力、疲勞壽命、剛度和穩(wěn)定性。
波紋管內(nèi)的應(yīng)力主要由內(nèi)部壓力和位移引起。位移引起的應(yīng)力通常大于內(nèi)部壓力引起的應(yīng)力。沿波紋管的子午線方向(子午線方向)一般高于波紋管材料的屈服應(yīng)力。
由于波紋管膨脹節(jié)的軸向剛度很小,管道內(nèi)部壓力產(chǎn)生的軸向力往往影響管道系統(tǒng)的設(shè)計和使用。自由(不平衡)波紋管膨脹節(jié)是指不受任何限制地傳遞給管道系統(tǒng)的軸向力,由于某些機構(gòu)或裝置的限制,軸向力不能傳遞到波紋管膨脹節(jié),稱為平衡波紋膨脹節(jié)。平衡式波紋管膨脹節(jié)分為阻尼式和吸收式:波紋膨脹節(jié)采用拉桿、鉸鏈等元件防止軸向力傳導(dǎo)為阻尼式;波紋膨脹節(jié)利用工作壓力實現(xiàn)平衡的為吸收式。
軸向式(包括軸向抗彎型、直埋式、外壓式、一次性補償型)和型均為自由式波紋膨脹節(jié);相對鏈式(包括角型、萬能角型、角型)波紋膨脹節(jié),橫向式和萬能橫向式)和大拉桿式為阻尼式平衡波紋膨脹節(jié);直管力平衡式和彎管力平衡式為吸收式平衡波紋管膨脹節(jié)。
1、軸向式波紋管膨脹節(jié)只補償作用在波紋管膨脹節(jié)上的總位移,軸向位移被波紋管的全部均勻變形所吸收。
2、鉸鏈式伸縮節(jié)波紋管一側(cè)均勻伸長,另一側(cè)收縮,以吸收純角位移。
3、波紋管膨脹節(jié)能吸收橫向、角向和軸向的綜合位移。
波紋管膨脹節(jié)的橫向位移實際上是角位移的一種特殊形式。與純角位移不同,波紋管的橫向位移分布不均勻。
波紋補償器的選材原則:
根據(jù)波紋管膨脹節(jié)的使用、載荷類型和尺寸、精度要求、工作介質(zhì)、工作溫度和使用壽命等已知條件,并考慮材料的成形和焊接工藝。選擇合適的材料還應(yīng)考慮市場來源。