影響波紋膨脹節(jié)性能的主要參數(shù)有哪些？

文章來(lái)源：http://www.dingy176.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-05-26 瀏覽次數(shù)：97

　　據(jù)調(diào)查得出影響波紋補(bǔ)償器性能的主要參數(shù):①耐壓強(qiáng)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(jīng)向薄膜應(yīng)力和軸向位移造成的波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力;③軸向剛度;④平面穩(wěn)定性;⑤補(bǔ)償量。

　　由此可見(jiàn)，每一個(gè)主要參數(shù)的轉(zhuǎn)變都會(huì)造成應(yīng)力的轉(zhuǎn)變，但各主要參數(shù)之間又是互相制約的。只有調(diào)整好各主要參數(shù)，才能使波紋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)不僅滿足結(jié)構(gòu)要求，而且能節(jié)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(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度，它是滿足補(bǔ)償器強(qiáng)度需用的基本參數(shù)。但是它不像通常壓力容器那樣越厚越安全，而是需用一個(gè)較合理的數(shù)值。假設(shè)波高、波距、層數(shù)、波數(shù)等主要參數(shù)己給定，從計(jì)算公式中由此可見(jiàn)，提高名義厚度S，內(nèi)壓造成的波紋管周向薄膜應(yīng)力、內(nèi)壓造成的波紋管經(jīng)向薄膜應(yīng)力、內(nèi)壓造成的波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力則均有所下降，從而提高了波紋管膨脹節(jié)的耐壓強(qiáng)度，軸向剛度和平面穩(wěn)定性也得到提高;相反，軸向位移造成的波紋管經(jīng)向薄膜應(yīng)力和軸向位移造成的波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)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(bǔ)償器一個(gè)波的軸向位移減少，因此補(bǔ)償量也相應(yīng)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(qiáng)度要求和平面失穩(wěn)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(yuǎn)。

　　波紋管波高h(yuǎn)對(duì)補(bǔ)償器性能的影響與壁厚恰恰相反，當(dāng)波高h(yuǎn)提高時(shí)，內(nèi)壓造成的波紋管經(jīng)向薄膜應(yīng)力和內(nèi)壓造成的波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力明顯增加，但是軸向位移造成的波紋管經(jīng)向薄膜應(yīng)力、及軸向位移造成的波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力則下降，使波紋管柔性提高，提高了疲勞壽命和補(bǔ)償能力，減少了耐壓強(qiáng)度、軸向剛度和平面穩(wěn)定性，因而為提高波紋管膨脹節(jié)的補(bǔ)償能力，增大波高是重要手段之一。因而，波高h(yuǎn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)是在滿足耐壓強(qiáng)度要求和平面失穩(wěn)要求的前提條件下，盡可能提高波高h(yuǎn)。但是波高h(yuǎn)的大小又受到制造成型的限制，波高h(yuǎn)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(rèn)的，通常當(dāng)D。/Dw =1.10一1.55時(shí)，實(shí)際減薄量較為接近計(jì)算減薄量。假如成型比過(guò)大，因?yàn)闇p薄量太大致使波紋管在成形過(guò)程中因承受不住成型壓力而裂開(kāi)。

　　通常設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)連接件規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)尺寸確認(rèn)波紋管直邊段外徑D后，就可以確認(rèn)波紋管外徑D，波高h(yuǎn)。因而在設(shè)計(jì)不銹鋼波紋補(bǔ)償器時(shí)盡可能參照《壓力容器波形補(bǔ)償器》GB 16749一191997和制造廠系列產(chǎn)品型號(hào)中波高h(yuǎn)的數(shù)值。

　　3、波紋管層數(shù)m。

　　伴隨著生產(chǎn)制造水準(zhǔn)的提升，多層波紋管膨脹節(jié)己成為一種發(fā)展趨向，但多層波紋管膨脹節(jié)的應(yīng)力情況比效繁雜，且對(duì)膨脹節(jié)的特性影響比效大，現(xiàn)階段多用試驗(yàn)和應(yīng)力分析的方式來(lái)探討。

　　4、波紋管波數(shù)n。

　　增多波數(shù)對(duì)內(nèi)壓造成的波紋管周向薄膜應(yīng)力、內(nèi)壓造成的波紋管經(jīng)向薄膜應(yīng)力、內(nèi)壓造成的波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力也沒(méi)有影響，故對(duì)整個(gè)膨脹節(jié)的耐壓強(qiáng)度和平面穩(wěn)定性沒(méi)有影響。因?yàn)樾枰偟难a(bǔ)償量不會(huì)改變，當(dāng)波數(shù)增多時(shí)，單波的補(bǔ)償量減少了。如此一來(lái)位移造成的應(yīng)力下降，提升了疲勞壽命，同時(shí)也降低了波紋管的整體軸向剛度。

　　不過(guò)，膨脹節(jié)波數(shù)的增多會(huì)給生產(chǎn)制造和安裝帶來(lái)困難，為此，波數(shù)的選取標(biāo)準(zhǔn)是在滿足補(bǔ)償量的前提條件下盡可能少些。

　　5.波紋管波距W。

　　根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和參數(shù)分析，波距是影響波紋管膨脹節(jié)特性的不可忽視的因素，而且在波紋管成形過(guò)程中，波距也是較難控制的參數(shù)。波距的大小與波高有關(guān)《壓力容器波形膨脹節(jié)》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(nèi)壓造成的波紋管經(jīng)向薄膜應(yīng)力與波距無(wú)關(guān)外，波距的變化在不同程度上影響著波紋管的每個(gè)特性。

　　總之，波距的較大變化是一個(gè)不利因素，會(huì)給膨脹節(jié)帶來(lái)強(qiáng)度安全和穩(wěn)定方面的問(wèn)題。為生產(chǎn)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(jié)波長(zhǎng)W的取值應(yīng)參考《壓力容器波形膨脹節(jié)》GB 16749一1997和制造廠系列產(chǎn)品型號(hào)中波形半徑R值選取。

　　根據(jù)以上分析，為了提升膨脹節(jié)的疲勞壽命，可以通過(guò)減小波紋管壁厚和增多波紋管波數(shù)、層數(shù)以及波高來(lái)解決，而為了提升膨脹節(jié)的平面失穩(wěn)壓力只能通過(guò)增多波紋管壁厚。