影響波紋膨脹節性能的主要參數有哪些？

文章來源：http://www.cnsmq.com.cn 發布時間：2020-05-26 瀏覽次數：121

　　據調查得出影響波紋補償器性能的主要參數:①耐壓強度。②疲勞壽命而主要影響疲勞壽命的值的是軸向位移造成的波紋管經向薄膜應力和軸向位移造成的波紋管經向彎曲應力;③軸向剛度;④平面穩定性;⑤補償量。

　　由此可見，每一個主要參數的轉變都會造成應力的轉變，但各主要參數之間又是互相制約的。只有調整好各主要參數，才能使波紋補償器的設計不僅滿足結構要求，而且能節約原材料成本。

　　1、波紋管一層原材料的名義厚度S。

　　波紋管一層原材料的名義厚度S取決于設計壓力和設計溫度，它是滿足補償器強度需用的基本參數。但是它不像通常壓力容器那樣越厚越安全，而是需用一個較合理的數值。假設波高、波距、層數、波數等主要參數己給定，從計算公式中由此可見，提高名義厚度S，內壓造成的波紋管周向薄膜應力、內壓造成的波紋管經向薄膜應力、內壓造成的波紋管經向彎曲應力則均有所下降，從而提高了波紋管膨脹節的耐壓強度，軸向剛度和平面穩定性也得到提高;相反，軸向位移造成的波紋管經向薄膜應力和軸向位移造成的波紋管經向彎曲應力則有所增加，使疲勞壽命降低，還有軸向剛度的提高造成補償器一個波的軸向位移減少，因此補償量也相應減少。因而，名義厚度S的提高或減少有好有壞。正確的方法是在滿足耐壓強度要求和平面失穩要求的前提條件下，盡可能減少名義厚度S。

　　2、波紋管波高h。

　　波紋管波高h對補償器性能的影響與壁厚恰恰相反，當波高h提高時，內壓造成的波紋管經向薄膜應力和內壓造成的波紋管經向彎曲應力明顯增加，但是軸向位移造成的波紋管經向薄膜應力、及軸向位移造成的波紋管經向彎曲應力則下降，使波紋管柔性提高，提高了疲勞壽命和補償能力，減少了耐壓強度、軸向剛度和平面穩定性，因而為提高波紋管膨脹節的補償能力，增大波高是重要手段之一。因而，波高h的選擇標準是在滿足耐壓強度要求和平面失穩要求的前提條件下，盡可能提高波高h。但是波高h的大小又受到制造成型的限制，波高h的選擇是按成形比(波紋管外徑D/波紋管直邊段外徑D)確認的，通常當D。/Dw =1.10一1.55時，實際減薄量較為接近計算減薄量。假如成型比過大，因為減薄量太大致使波紋管在成形過程中因承受不住成型壓力而裂開。

　　通常設計時依據連接件規格的標準尺寸確認波紋管直邊段外徑D后，就可以確認波紋管外徑D，波高h。因而在設計不銹鋼波紋補償器時盡可能參照《壓力容器波形補償器》GB 16749一191997和制造廠系列產品型號中波高h的數值。

　　3、波紋管層數m。

　　伴隨著生產制造水準的提升，多層波紋管膨脹節己成為一種發展趨向，但多層波紋管膨脹節的應力情況比效繁雜，且對膨脹節的特性影響比效大，現階段多用試驗和應力分析的方式來探討。

　　4、波紋管波數n。

　　增多波數對內壓造成的波紋管周向薄膜應力、內壓造成的波紋管經向薄膜應力、內壓造成的波紋管經向彎曲應力也沒有影響，故對整個膨脹節的耐壓強度和平面穩定性沒有影響。因為需要總的補償量不會改變，當波數增多時，單波的補償量減少了。如此一來位移造成的應力下降，提升了疲勞壽命，同時也降低了波紋管的整體軸向剛度。

　　不過，膨脹節波數的增多會給生產制造和安裝帶來困難，為此，波數的選取標準是在滿足補償量的前提條件下盡可能少些。

　　5.波紋管波距W。

　　根據實踐經驗和參數分析，波距是影響波紋管膨脹節特性的不可忽視的因素，而且在波紋管成形過程中，波距也是較難控制的參數。波距的大小與波高有關《壓力容器波形膨脹節》GB16749 -1997選取的h/W的比值為:薄壁波紋管h/W =0. 8一1.2，厚壁波紋管h/W=0.5一1。除了內壓造成的波紋管經向薄膜應力與波距無關外，波距的變化在不同程度上影響著波紋管的每個特性。

　　總之，波距的較大變化是一個不利因素，會給膨脹節帶來強度安全和穩定方面的問題。為生產制造方便，同一直徑波紋管的波形半徑是一定值，為此，膨脹節波長W的取值應參考《壓力容器波形膨脹節》GB 16749一1997和制造廠系列產品型號中波形半徑R值選取。

　　根據以上分析，為了提升膨脹節的疲勞壽命，可以通過減小波紋管壁厚和增多波紋管波數、層數以及波高來解決，而為了提升膨脹節的平面失穩壓力只能通過增多波紋管壁厚。