波形膨脹節(jié)簡介及選取方法

1、波形膨脹節(jié)簡介及選取方法（一）簡介（一）簡介波形膨脹節(jié)（又稱波形補償器），是由一個或幾個波紋管及結構件組成，用來吸收由于熱脹冷縮等原因引起的管道和（或）設備尺寸變化的裝置。是現代受熱管網和設備進行熱補償的關鍵部件之一，除了位移補償的作用外，還同時兼有減振降噪和密封的功能。膨脹節(jié)之所以受到工程人員的特別關注，主要是它應用日趨廣泛，航空航天、石化、化工、水利、電力、冶金和原子能等部門都用到它，就是機車、船舶等交通部門乃至高層建筑、民用大樓也

2、少不了它；同時，膨脹節(jié)又是一個比較特殊的受力結構，在使用中要求它既要有較高的承壓能力，又要有良好的柔性，這本身就是一對矛盾，此外，它還應具備一定的穩(wěn)定性和疲勞壽命。因此，膨脹節(jié)的設計、選材、制造、試驗等不能等同一般的壓力容器和管件等剛性結構，而有其本身的獨特性和復雜性，它的設計必須遵循一定的規(guī)范和標準。1885年，德法成功研制“互連扣壓連接式波紋管”或稱“纏繞式波紋管”；1955年，美國的一批在使用、設計和制造膨脹節(jié)方面有經驗的公司發(fā)起

3、成立“膨脹節(jié)制造商協會”（EJMA），并于1958年編制《EJMA》標準，之后不斷完善，幫助用戶正確選擇和使用膨脹節(jié)，使管道和容器設備安全可靠。形成多數國家編制行業(yè)標準的基礎。中國的運載火箭技術研究院從1958年開始研究制造金屬波紋管膨脹節(jié)和波紋金屬軟管，成功地應用于各型運載火箭上和地面發(fā)射設備中。在《美國EJMA》標準的基礎上，我國根據國情和行業(yè)情況，結合國內的科研、設計和生產實踐以及用戶的使用經驗，編制了《金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術條

4、件》（GBT12777標準）。（二）補償器的選用（二）補償器的選用以波紋管為核心撓性元件的膨脹節(jié)，在管系上可作軸向、橫向和角向3個方向的補償.但由于受到導流板等附件的限制往往膨脹節(jié)只能做軸向位移和小量的橫向和角管道系統中安裝軸向膨脹節(jié)的管段，在管道盲端、彎頭、彎截面處裝有截止閥或減壓閥的部位及側支管線分路處，都要設置固定支架。固定支架的間距必須滿足管段的熱伸長量不超過補償器所允許的補償量及管段因熱脹冷縮產生的推力不得超過固定支架所承受的

5、允許推力。固定支架要考慮波紋管靜壓推力、變形彈性力等的作用。直管段除設在上述部位外，還可設置中間固定支架。中間固定支架可不考慮靜壓推力的作用。管道作用于固定支架的應力應考慮最不利運行狀態(tài)下的工況。固定支架所承受的力。1、管內水壓力產生的推力Fp管內水壓力的作用，會在垂直于管道內壁面上產生壓力。在水系統中，理論上管內的水壓力會隨位置的不同及流量的變化而變化。水在異徑處的壓力為Fp=P(A1A2)；在管段一端封住或轉彎處Fp=PA1。在一個

6、運行的水系統中，由于管內水壓力會隨位置不同及流量的變化而變化，一般考慮泵不運轉時的靜壓力工況只考慮泵運轉，系統滿負荷運行時動壓力工況。在設計過程中，一般取管段最高工作壓力Fp=100PApFp為膨脹節(jié)的軸向壓力推力，N；P為管段管道最高工作壓力，MPa；Ap為膨脹節(jié)平均直徑的有效面積，cm2。水在管內流動還會產生其他的力，如流動的水與管壁間的摩擦力，流過彎頭時產生的離心力等，由于計算較繁瑣，且對固定支架受力的影響較小，一般可忽略。2、膨

7、脹節(jié)的彈性力Fx膨脹節(jié)在使用過程中會被壓縮或拉伸，考慮固定支架受力最大情況，膨脹節(jié)產生的彈性力和管內水壓力產生的推力要一致，以保證固定支架的強度。Fx=fKx△LFx為膨脹節(jié)的軸向彈性力，N；Kx為膨脹節(jié)的軸向剛度，Nmm；△L為膨脹節(jié)實際應用的軸向補償量mm；，。L為膨脹節(jié)的管段間距，m；f為系數，一般考慮其他力的作用，取為1.0~1.05。3、其他作用力Fq其他作用力包括：承受管系的質量，承受輸送介質的質量，由導向支架、支架和其他管