波紋管膨脹節(jié)疲勞壽命與耐壓強度的關系

文章來源：http://www.vx-zih.cn 發(fā)布時間：2020-04-11 瀏覽次數：65

波紋管膨脹節(jié)疲勞壽命與耐壓強度的關系，波紋補償器的補償量取決于其疲勞壽命, 疲勞壽命越高, 波紋膨脹節(jié)單波補償量越小。

為了降低成本, 提高單波補償量, 有些生產廠家將不銹鋼波紋管膨脹節(jié)的使用疲勞壽命降得很低, 

這樣會導致由位移引起的波紋管子午向彎曲應力很大,綜合應力很高, 大大降低了波紋管的穩(wěn)定性。

降低疲勞壽命可以大幅度地提高金屬波紋補償器單波位移, 但同時不銹鋼波紋管補償器綜合應力也有大幅度地提高, 這必將對波紋管的強度和穩(wěn)定性造成較大的影響。

不銹鋼波紋補償器的綜合應力與其耐壓強度，由標準中給出的波紋管平面穩(wěn)定性和周向穩(wěn)定性的計算方法和評定標準可以看出, 

二者反映的均為強度問題。當波紋管設計的許用壽命較低時, 不僅其子午向綜合應力較高, 環(huán)向應力也比較高, 使波紋管局部很快進入塑性變形, 導致波紋管失穩(wěn)。

對于內壓波紋管膨脹節(jié), 位移應力在波紋管波峰和波谷處形成塑性鉸, 再加上壓力應力, 波紋管很快產生平面失穩(wěn)。

這就是低疲勞壽命波紋管在位移條件下平面失穩(wěn)壓力遠低于高疲勞壽命的波紋管的根本原因。例如在預變位狀態(tài)下,

 即波紋管位移量為許用值的 1/2 時, 一個許用疲勞壽命為 200 次的波紋管, 尚未達到其允許設計壓力時, 已經產生平面失穩(wěn); 

許用疲勞壽命為 1000 次的波紋管, 達到設計壓力時, 波紋管處于平面穩(wěn)定狀態(tài), 

達到 1.5 倍設計壓力時, 波紋管處于臨界失穩(wěn)狀態(tài); 許用疲勞壽命為 2000 次的波紋管達到設計壓力 1.5 倍時, 波紋管仍處于平面穩(wěn)定狀態(tài)。

從外壓波紋管膨脹節(jié)縱向剖面看, 相當于一個受壓力的拱梁, 工作時波紋管處于拉伸狀態(tài), 相當于拱梁降低了拱高, 其抗失穩(wěn)的能力自然降低。

                                                                    不同結構的不銹鋼波紋補償器圖集

當波紋管單波位移過大時, 波紋平直部分傾斜, 使得波紋管波峰直徑有縮小的趨勢, 但波峰圓環(huán)直徑是確定的, 

為了協(xié)調變形, 就會產生波峰塌陷, 波紋管周向失穩(wěn)。在國內外相應的標準中, 關于位移對波紋管外壓周向穩(wěn)定性的影響均未涉及, 有待于深入探討。

綜上所述, 雖然至今為止在熱力管網的應用過程中尚未發(fā)現由疲勞而引起的破壞, 但波紋管過低的設計疲勞壽命, 將會導致災難性的后果。