U形膨脹節(jié)與Ω形膨脹節(jié)的區(qū)別

文章來(lái)源：http://www.cnsmq.com.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-09-16 瀏覽次數(shù)：156

膨脹節(jié)是一種可以自由伸縮的彈性補(bǔ)償元件?？捎行аa(bǔ)償軸向和橫向變形。廣泛應(yīng)用于石油化工、電力、建筑、冶金、機(jī)械等行業(yè)。它是一種設(shè)置在容器殼體或管道上以補(bǔ)償溫差和機(jī)械振動(dòng)引起的附加應(yīng)力的柔性結(jié)構(gòu)。膨脹節(jié)（波紋補(bǔ)償器）有很多種，常用的有U形膨脹節(jié)和Ω形膨脹節(jié)。

U型波紋管膨脹節(jié)一般用于補(bǔ)償量大的場(chǎng)合，而Ω型膨脹節(jié)多用于高壓場(chǎng)合。近年來(lái)，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，工作環(huán)境越來(lái)越惡劣。特別是隨著大型石化裝置的國(guó)產(chǎn)化，金屬波紋膨脹節(jié)得到了廣泛的應(yīng)用。在高壓、高溫、大直徑的情況下，傳統(tǒng)的U型膨脹節(jié)已不能滿(mǎn)足要求，逐漸被Ω型膨脹節(jié)所取代。在相同條件下，Ω形膨脹節(jié)的疲勞壽命和穩(wěn)定性?xún)?yōu)于U形膨脹節(jié)。膨脹節(jié)的主要部件是波紋管，起主要的變形補(bǔ)償作用。因此，金屬膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)和研究主要體現(xiàn)在波紋管的設(shè)計(jì)和性能研究上。以下是U形膨脹節(jié)和Ω形膨脹節(jié)的區(qū)別。

1、在內(nèi)壓作用下，無(wú)加勁環(huán)的單層單波Ω形和U形膨脹節(jié)的最大應(yīng)力強(qiáng)度出現(xiàn)在筒體的圓角與直邊的連接處，而前者的強(qiáng)度條件由膨脹節(jié)中部連續(xù)結(jié)構(gòu)的PM+膨脹節(jié)中部連續(xù)結(jié)構(gòu)的PM值決定，后者的強(qiáng)度條件由膨脹節(jié)中部連續(xù)結(jié)構(gòu)的PM值控制。Ω型膨脹節(jié)承受內(nèi)壓的能力略大于U型膨脹節(jié)。

2、在軸力作用下，上述兩個(gè)膨脹節(jié)的最大應(yīng)力強(qiáng)度出現(xiàn)在波峰的中間，強(qiáng)度條件由PM+PN值控制。U型膨脹節(jié)承受軸向力的能力大于Ω型膨脹節(jié)。

3、在相同的軸向力作用下，Ω形膨脹節(jié)的軸向補(bǔ)償較大。但在最大軸向載荷下，U形膨脹節(jié)能量的軸向補(bǔ)償較大。

4、在內(nèi)壓作用下，帶加強(qiáng)圈的單層單波Ω形膨脹節(jié)的最大應(yīng)力強(qiáng)度出現(xiàn)在膨脹節(jié)中部的結(jié)構(gòu)連續(xù)性處，其強(qiáng)度狀態(tài)受PM+Pb值的控制；無(wú)加勁環(huán)單層單波Ω形膨脹節(jié)的最大應(yīng)力強(qiáng)度出現(xiàn)在筒體圓角與直邊的連接處，但其強(qiáng)度狀態(tài)受膨脹節(jié)頂部結(jié)構(gòu)PM值的控制。在幾何參數(shù)相同的情況下，帶加勁環(huán)的q形膨脹節(jié)的內(nèi)壓承載力遠(yuǎn)大于無(wú)加強(qiáng)圈的Ω形膨脹節(jié)和U形膨脹節(jié)。

5、在軸向力作用下，帶加強(qiáng)圈的Ω形膨脹節(jié)的最大應(yīng)力強(qiáng)度出現(xiàn)在膨脹節(jié)圓角與加強(qiáng)圈外壁的接合處，其是否滿(mǎn)足強(qiáng)度條件取決于膨脹節(jié)中部結(jié)構(gòu)連續(xù)位置的PM+Pb值，而無(wú)加強(qiáng)圈的Ω形膨脹節(jié)的最大應(yīng)力強(qiáng)度出現(xiàn)在波峰的中間，強(qiáng)度條件受PM+Pb值的控制。軸力承載力。帶加強(qiáng)圈的異形膨脹節(jié)比相同幾何參數(shù)的Ω形膨脹節(jié)和U形膨脹節(jié)大得多。

6、在相同的軸力作用下，具有加勁環(huán)的Ω形膨脹節(jié)的軸向補(bǔ)償遠(yuǎn)小于相同幾何參數(shù)的無(wú)加強(qiáng)環(huán)的Ω形膨脹節(jié)和U形膨脹節(jié)。

7、在內(nèi)壓作用下，當(dāng)摩擦系數(shù)為0.2時(shí)，用有限元法計(jì)算的帶加強(qiáng)環(huán)的單層波Ω形膨脹節(jié)的極限荷載約為常規(guī)設(shè)計(jì)公式計(jì)算極限荷載的1.92倍。在考慮材料設(shè)計(jì)系數(shù)后，兩者的結(jié)果比較接近。

8、隨著接觸副摩擦系數(shù)的增大，膨脹節(jié)的極限載荷增大。當(dāng)摩擦系數(shù)增大到0.5時(shí)，極限載荷趨于穩(wěn)定。

9、梁式、殼式和固體單元換熱器模型的計(jì)算結(jié)果比較接近。以殼體中部軸向應(yīng)力為基準(zhǔn)，與實(shí)測(cè)值比較，在壓力載荷下，兩種模型的計(jì)算誤差在150以?xún)?nèi)，在溫差載荷下，誤差在2%以?xún)?nèi)?？梢?jiàn)，在換熱器結(jié)構(gòu)的有限元分析中，可以選用梁?jiǎn)卧蜌卧?，得到了滿(mǎn)意的結(jié)果。

10、對(duì)于帶膨脹節(jié)的換熱器，管束與殼體之間的熱膨脹差引起的管板應(yīng)力，管板與殼體之間的軸向應(yīng)力，在相同的結(jié)構(gòu)尺寸和載荷下，管板與換熱管之間的拉拔力明顯小于不帶伸縮節(jié)的換熱器，其中Ω形膨脹節(jié)換熱器的結(jié)果略小于帶U形膨脹節(jié)的換熱器。