久安管道补偿器厂家
波纹管补偿器的设计要求-郑州久安管道

波纹管补偿器的设计要求

郑州久安管道2019-10-16 09:47:241来自:http://www.yjbcq.com

金属波纹管补偿器是由波纹管、端管、法兰和拉杆等一些部件组成的一种管道补偿元件,是确保管道稳健运行的正要部件之一,对于波纹补偿器来说波纹管是补偿器的主要核心部件,也可以说波纹补偿器的设计就是对波纹管的设计,因为波纹补偿器主要是依靠波纹管的有效伸缩来吸收管道由于运行时产生的位移量的。

  金属波纹管是圆柱形的薄壁环壳。解析这种力学模型,有许多种设计计算方法。概括起来主要有三种:a)解析法,主要是级数解、渐进解等;b)数值法。例如有限元法、差分法,现在国内外应用有限元的设计软件有ANSYS和Caesar II等;c)工程方法。其中解析法、数值法均不能给出简洁明确的设计公式,为了适应工程设计需要,相继出现了许多工程设计公式,其中最有影响的是美国膨胀节制造商协会标准(英文缩写EJMA)中波纹管设计公式。EJMA标准在世界范围内得到了广泛的认可,国内外著名的公司都依据该标准进行设计和制造,是一种权威标准,其最新版本为1998年第7版。2000年EJMA对1998年第7版进行了补遗。我应用该标准中有关公式作为波纹管的基本设计公式进行设计或校核。同时结合试验对部分设计进行修正。

  为了满足高工作压力、大的工作位移,小的轴向刚度的高性能要求,设计方面进行了多项技术创新:a)采用高强高温高弹性材料;b)应用新波型S型;c)应用小波距浅波纹结构等等。

  金属波纹管的设计计算是非常复杂的,它与波型、几何尺寸、材料性能、制造工艺等因素有关。因为金属波纹管在工作过程中,波纹管要进行较大的变形,所以波纹管的形状、几何尺寸要发生较大的变化,不同炉批号的材料其性能也有差异,波型、几何尺寸存在加工误差,波纹管径向方向不同直径处的加工硬化和壁厚变化不同,在波纹管成形和工作过程中,这些因素均对波纹管的性能有一定程度的影响。同时设计计算的假设条件也要产生丫些误差。因此,工程方法的设计公式与实际测量的结果有一定的差别。

  金属波纹管设计是多参数设计,它包含几何参数和性能参数。金属波纹管设计的参数较多,有很多因素影响,这些因素相互制约,技术含量高,设计难度很大。根据设计的技术条件先设计波纹管的几何参数:内径、外径、壁厚、层数、波型、波距、壁厚、波纹数、有效长度和端部结构,根据初步设计的几何参数用EJMA设计公式对波纹管的性能参数进行性设计或校核。同时进行试验验证,如果设计不能满足要求,需要对部分参数进行重新设计,直到满足设计要求为止。

  在多数情况下,为了进行一项具体设计,需要在若干相互矛盾的设计要求中选择一个合理的方案。例如:为了增加耐高压的需要必须增加波纹管的层数或单层壁厚,而要求小的轴向刚度又必须增加波纹数量或增大波纹管的外径,而这样设计势必降低波纹管的耐压能力。又如:为了减小阀门的重量,要求波纹管轴向尺寸尽可能小,同时承受很高的工作压力,而耐压力高的波纹管本身的允许工作位移就非常小,又要求波纹管具有长期可靠的使用寿命,这是极其矛盾的。波纹管的性能参数为:耐压力、刚度、允许位移和疲劳寿命等等。波纹管优化设计的方向是在保证工作压力、工作位移、疲劳寿命的前提下,轴向刚度尽可能小,轴向尺寸尽可能小。


分享到: