波紋管膨脹節(jié)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

文章來源：http://www.vx-zih.cn 發(fā)布時間：2020-08-28 瀏覽次數(shù)：67

波紋管膨脹節(jié)也稱為波紋管補償器，是由波紋管和導(dǎo)管、增壓環(huán)、限位螺栓等部件組成。金屬波紋膨脹節(jié)的材質(zhì)主要由奧氏體不銹鋼制成，也可以根據(jù)用戶要求的材料制成。具有優(yōu)良的柔韌性、耐腐蝕性、耐高溫（-235℃～+450℃）、耐高壓（高達32Mpa）。波紋管作為柔性元件，決定了膨脹節(jié)的補償性能，因此波紋管的設(shè)計是膨脹節(jié)設(shè)計的關(guān)鍵。下面主要介紹波紋管膨脹節(jié)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

不銹鋼波紋補償器作為一種補償元件，具有一系列的特性：

（1） 波紋管作為一種能夠吸收管道在內(nèi)壓作用下的機械位移或熱膨脹的柔性元件，必須具有完全變形的能力；

（2） 波紋管的應(yīng)力分布非常復(fù)雜，伸縮節(jié)的主要應(yīng)力為子午線彎曲應(yīng)力；

（3） 波形殼材料的金相組織在成形過程中會發(fā)生顯著變化；

（4） 在內(nèi)壓作用下，波紋管側(cè)壁膨脹屈服。

波紋管的上述特性在設(shè)計中應(yīng)充分考慮。一般來說，波紋管的設(shè)計必須滿足三個要求：波紋管作為一個柔性元件，能吸收熱膨脹、冷縮和機械位移；同時，作為承壓部件，波紋管應(yīng)具有足夠的強度來承受系統(tǒng)的內(nèi)外壓力；為了保證波紋管的安全運行，波紋管的設(shè)計必須滿足三個方面的要求工作安全穩(wěn)定，波紋管還應(yīng)具有一定的疲勞壽命和穩(wěn)定性。

目前，波紋管的理論設(shè)計方法主要有解析法、工程近似法和數(shù)值模擬法三種。[14] 基于薄殼應(yīng)力的解析解，建立了薄殼位移的解析解。計算過程非常復(fù)雜，很難用于實際設(shè)計。為了便于設(shè)計計算，采用工程近似法將波紋管簡化為兩級固定梁模型，然后利用材料力學(xué)公式進行計算?？紤]到誤差與實際情況相吻合，目前國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)普遍采用梁模型計算結(jié)果對實驗數(shù)據(jù)進行修正。這種工程近似方法具有一定的精度，但作為一種經(jīng)驗公式，許多應(yīng)力計算結(jié)果過于保守，而且由于實驗數(shù)據(jù)有限，經(jīng)驗公式的適用性也受到限制。近年來，計算機技術(shù)得到了極大的改進和完善，為數(shù)值模擬方法在工程中的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。有限元軟件為計算機數(shù)值模擬提供了強有力的工具。目前，我國波紋管的設(shè)計一般采用工程近似法，輔以計算機軟件數(shù)值模擬，然后通過實驗進行驗證。經(jīng)過幾十年的研究，結(jié)合國內(nèi)外設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，得出了適合我國的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：GB/t12777-2008《金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件》。本標(biāo)準(zhǔn)對波紋管膨脹節(jié)的設(shè)計計算作了詳細說明。