金屬管道在受到溫度的影響下會(huì )發(fā)生熱脹冷縮。熱脹冷縮以及相似的位移荷載作用在有2個(gè)剛性固定點(diǎn)的金屬管道上,將產(chǎn)生很大的力以及應九工程中常采用熱補償以降低管道的剛性來(lái)達到降低管道受力的目魄常用的熱補償有:自然補償、方形管道膨脹節、套筒式膨脹節、球形膨脹節、波紋管膨脹節。通常設計中優(yōu)選白然補償,但在空間受到限制時(shí),可選用體積較小,安裝方便的波紋膨脹節。
波紋膨脹節是1個(gè)或數個(gè)有足夠強度的薄壁波形管組成的1個(gè)彈性體在不承受壓力的情況下,與工業(yè)上的彈簧相似。每個(gè)波相等于1個(gè)彈簧,它有自身的剛度,剛度的大小取決于波的形狀、尺寸和厚度;多個(gè)波時(shí),相等于多個(gè)彈簧串聯(lián),其總剛度等于單波剛度除以波數。當波紋膨脹節受壓時(shí),因每個(gè)波形管2個(gè)端部各有1個(gè)垂直于管道軸線(xiàn)的受壓面,這2個(gè)受壓面相當2個(gè)管道盲板,所以膨脹節將產(chǎn)生很大的反力。
波紋管補償器在工程上具有廣泛用途,選用合適的膨脹節可以改善設備管系的受力狀態(tài),保證其 穩定運行。若選擇不合理,會(huì )使膨脹節在承受壓力的同時(shí)對管道產(chǎn)生很大的壓力反力,從而使管系出現失穩現象。因此對膨脹節的性能要求進(jìn)行詳細研究和了解后,再進(jìn)行選擇。
金屬膨脹節材料的選用原則:
1、工作溫度膨脹節金屬波紋管的工作溫度范圍為-196—750℃。在高溫下,大多數波紋管材料的彈性率和疲勞壽命會(huì )急劇下降。
2、循環(huán)應力長(cháng)壽命波紋管設計在彈性范圍內工作,但是大多是膨脹節波紋管的工況均在彈塑性范圍,因此應選取屈服強度高,疲勞壽命長(cháng)的材料。
3、耐腐蝕性能與所接觸的流體相容,薄壁波紋管對于應力腐蝕是十分敏感的。
4、制造工藝膨脹節用波紋管多是用板材或帶材卷成圓筒,沿縱縫焊成管坯,同時(shí)焊接又是波紋管與膨脹節兩端接頭連接常用的方法。因此材料的可焊性是選材必需考慮的。