金屬波紋膨脹節(jié)的性能有兩種:其中一種是為滿足使用必須保證的性能,如耐壓、耐溫、耐疲勞和彈性補(bǔ)償?shù)龋涣硪活?,如剛度、有效面積等,它們不是使用所需要的,但它們對(duì)管系設(shè)計(jì)及膨脹節(jié)的使用有重要影響,所以對(duì)它們都要有較充分的了解。
耐壓能力 波紋膨脹節(jié)在管工作,要承受一定的壓力(內(nèi)壓或外壓),這就要求波紋膨脹節(jié)有足夠的耐壓能力。它通過(guò)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn),確定出合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)保證。設(shè)計(jì)確定的耐壓能力是設(shè)計(jì)壓力。由于波紋膨脹節(jié)是系列產(chǎn)品,是按公稱通徑和公稱壓力分成系列。在大多數(shù)情況下它的設(shè)計(jì)壓力就按公稱壓力0.25、0.6、1.0、1.6、2.5.....(MPa)系列分檔。只有少數(shù)在公稱壓力系列之外按要求壓力設(shè)計(jì)產(chǎn)品。
在管系設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際需要確定管道最高工作壓力,然后選用所需波紋膨脹節(jié)的公稱壓力。一般是就高不就低,使之更趨于安全。
影響波紋膨脹節(jié)耐壓能力的有工作溫度、材料性能和波紋管的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
在壓力作用下引起波紋膨脹節(jié)失效和形式如下:
1.平面失穩(wěn)
表現(xiàn)為一個(gè)或幾個(gè)波紋的平面相對(duì)于波紋管軸線發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)而傾斜,但其波平面的圓心基本在波紋管的軸線上。這是由于內(nèi)壓產(chǎn)生的子午向彎曲應(yīng)力和周向薄膜應(yīng)力的合力超過(guò)材料屈服強(qiáng)度,局部出現(xiàn)塑性變形所致。
2.柱失穩(wěn) 波紋管的波紋紋連續(xù)地橫向偏移,使波紋管偏移后的實(shí)際軸線成弧形或S形(在多波情況下呈S形)。這種情況多數(shù)是因?yàn)椴y數(shù)太多,波紋管有效長(zhǎng)度跟內(nèi)徑之比太大造成的。
在長(zhǎng)度跟內(nèi)徑較大時(shí),首先發(fā)生柱失穩(wěn),反之則首先發(fā)生平面失穩(wěn)。
補(bǔ)償能力
波紋膨脹節(jié)的補(bǔ)償能力源于波紋管的彈性變形,有拉伸、壓縮、彎曲及它們的組合變形。補(bǔ)償能力的大小,由設(shè)計(jì)者根據(jù)需要確定,體現(xiàn)到產(chǎn)品即為規(guī)定的額定補(bǔ)償量,即表示在一定條件下具有的最大補(bǔ)償能力。不同類型的波紋膨脹節(jié)補(bǔ)償形式不同,主要有軸向、橫向、角向及它們的組合補(bǔ)償。
耐溫能力
波紋膨脹節(jié)的耐溫能力主要取決于波紋管材質(zhì)的耐溫性能。膨脹節(jié)的使用溫度最低為-196度,最高達(dá)1000度,甚至更高。它需要有各種耐溫能力的金屬材料來(lái)滿足使用要求。但材料的耐溫能力是有限的,靠材料本身解決這樣大溫度范圍的耐溫問(wèn)題是不可能的,還要采取其它措施提高膨脹節(jié)的使用溫度。大多數(shù)波紋膨脹節(jié)的工作溫度在400度以下,碳素結(jié)構(gòu)、低合金結(jié)構(gòu)鋼和奧氏不銹鋼等材料能夠勝任。
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