波紋管膨脹節(jié)是由軸對稱波紋薄壁管殼構成的一種彈性補償元件,在軸向力、橫向力或彎矩的作用下能產(chǎn)生較大的位移。在使用中,主要起到保護管道和設備的作用。在金屬波紋管膨脹節(jié)的應用中,金屬膨脹節(jié)常因失穩(wěn)和共振造成失效。因此為了保證波紋補償器的使用效果,必須盡量防止這種現(xiàn)象的發(fā)生。
膨脹節(jié)失穩(wěn)可分為兩種類型:一種是在內壓作用下,端部固定的長膨脹節(jié)突然從軸線向側面突出,類似于壓力棒的失穩(wěn);另一種是膨脹節(jié)在外壓或真空條件下工作時的突然翹曲。這兩種失穩(wěn)都會改變膨脹節(jié)的原有形狀,破壞其性能,降低其使用壽命和承載力,因此必須努力加以預防。至于共振問題,是指膨脹節(jié)的軸向或橫向自振頻率與振動體的振動頻率一致或接近時產(chǎn)生的,其后果也會導致膨脹節(jié)損壞,必須避免。討論了失穩(wěn)和共振的計算和預防方法。
為防止膨脹節(jié)共振損壞,可采取以下措施:
(1) 設計時膨脹節(jié)的固有頻率和高次諧波頻率與系統(tǒng)頻率不一致。前者應至少比后者高50%或低于后者的某個值。
(2) 膨脹節(jié)用于吸收真空泵、壓縮機、柴油機的振動時,振動體的低幅高頻振動增加了膨脹節(jié)的最大應力,應在高周次疲勞極限下使用。當膨脹節(jié)壁厚滿足內壓時,會降低膨脹節(jié)的自振頻率,提高伸縮性能,降低荷載。
(3) 當系統(tǒng)振動是由壓力脈沖引起時,由于壓力脈沖是由流動介質傳遞的,安裝膨脹節(jié)是無法消除的。在這種情況下,可以考慮安裝緩沖器和減震器,將高振幅和低頻振動轉化為頻率較高、振幅較低的較小的脈沖。
(4) 在受機械振動的管道上安裝膨脹節(jié)時,膨脹節(jié)的一端應盡量靠近機器,與膨脹節(jié)另一端連接的管道應盡量牢固地固定在靠近膨脹節(jié)的地方。否則,不但不能吸收振動,有時還會增加振動。如果固定點離膨脹節(jié)較遠,則固定點與膨脹節(jié)之間的管道成為懸臂梁,會增加膨脹節(jié)的振動,縮短膨脹節(jié)的使用壽命。
(5) 當膨脹節(jié)內流體的流速超過流體流速值的75%時,應在膨脹節(jié)內設置一個內套筒,以避免共振,降低壓力降。
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