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波纹膨胀节的设计要考虑到使用环境的复杂性

波纹膨胀节的设计要考虑到使用环境的复杂性。创伟机械公司生产直埋式波纹膨胀节设计主要考虑耐压强度、稳定性和疲劳性能等三个方面的因素。虽然国家标准和美国EJMA标准对这几方面的计算和评定都有明确的规定,但从多年的应用实践和波纹管失效分析中发现,标准中给出的关于稳定性的计算和评定方法不够全面,且疲劳寿命也仅给出了比较粗的界限范围(平均疲劳寿命在103105适用)。有时一个完全符合标准要求的产品,在实际使用时也会出现一些问题。如内压轴向型波纹膨胀节预变位状态在压力试验时波纹管易产生平面失稳,大直径外压轴向型补偿器全位移工作状态波纹管易产生周向失稳,小直径复式拉杆型补偿器、铰链型补偿器全位移工作状态易产生柱失稳。波纹管过大的变形不仅对其稳定性造成影响,波纹膨胀节还会为应力腐蚀提供有利的环境条件。

波纹管疲劳寿命与其综合应力波纹管的补偿量取决于其疲劳寿命,疲劳寿命越高,波纹管单波补偿量越小。为了降低成本,提高单波补偿量,有些生产厂家将波纹管的许用疲劳寿命降得很低,这样会导致由位移引起的波纹管子午向弯曲应力很大,综合应力很高,大大降低了波纹膨胀节波纹管的稳定性。表1给出了无加强U形波纹管许用疲劳寿命与子午向综合应力及单波补偿量之间的关系。

1许用疲劳寿命与综合应力及单波补偿量关系

注:(1)综合应力为由位移和压力引起的波纹管子午向综合名义应力;(2)波纹管平均疲劳寿命N10N];(3)单波位移给出的是以许用寿命1000次为参照的参考值。

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