波紋管膨脹節疲勞壽命與耐壓強度的關系

文章來源：http://www.cnsmq.com.cn 發布時間：2020-04-11 瀏覽次數：87

波紋管膨脹節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定性和周向穩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。

對于內壓波紋管膨脹節, 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。

這就是低疲勞壽命波紋管在位移條件下平面失穩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; 

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

達到 1.5 倍設計壓力時, 波紋管處于臨界失穩狀態; 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定狀態。

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

                                                                    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, 但波峰圓環直徑是確定的, 

為了協調變形, 就會產生波峰塌陷, 波紋管周向失穩。在國內外相應的標準中, 關于位移對波紋管外壓周向穩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。