波紋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是什么？

文章來(lái)源：http://www.jiaxuanmedia.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-05-04 瀏覽次數(shù)：64

     波紋管的設(shè)計(jì)主要考慮三個(gè)因素：抗壓強(qiáng)度，穩(wěn)定性和疲勞性能。雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)EJMA標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些方的計(jì)算和評(píng)估有明確的規(guī)定，但是從多年的應(yīng)用實(shí)踐和波紋管失效分析中發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)中給出的穩(wěn)定性的計(jì)算和評(píng)估方法是不充分的。所有和疲勞壽命僅給出相對(duì)較厚的邊界范圍（平均疲勞壽命適用于103-105）。有時(shí)，完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品在實(shí)際使用中會(huì)遇到一些問(wèn)題。例如，內(nèi)壓軸向補(bǔ)償器預(yù)置換狀態(tài)在壓力試驗(yàn)中容易產(chǎn)生平坦和不穩(wěn)定，而大口徑外壓軸向波紋補(bǔ)償器全位移工作狀態(tài)波紋管容易產(chǎn)生周向不穩(wěn)定，直徑小雙拉桿式補(bǔ)償器和鉸鏈?zhǔn)窖a(bǔ)償器的全位移工作狀態(tài)容易發(fā)生柱不穩(wěn)定。波紋管的過(guò)度變形不僅影響其穩(wěn)定性，而且還為應(yīng)力腐蝕提供了有利的環(huán)境條件。

1.波紋管疲勞壽命及其綜合應(yīng)力

    波紋管的補(bǔ)償量取決于其疲勞壽命，疲勞壽命越高，波紋管的單波補(bǔ)償量越小。為了降低成本并增加單波補(bǔ)償量，一些制造商將波紋管的允許疲勞壽命降低到非常低的水平，這導(dǎo)致由位移引起的波紋管在下午具有大的彎曲應(yīng)力，并且綜合應(yīng)力高，大大降低了波紋管的穩(wěn)定性。表1顯示了未增強(qiáng)U形波紋管的允許疲勞壽命與經(jīng)向綜合應(yīng)力和單波補(bǔ)償之間的關(guān)系。

    波紋補(bǔ)償器降低了疲勞壽命，可以大大改善波紋管的單波位移，但同時(shí)波紋管的綜合應(yīng)力也大大提高，對(duì)波紋管的強(qiáng)度和穩(wěn)定性有很大的影響。 

2.波紋管的綜合應(yīng)力及其抗壓強(qiáng)度

    從計(jì)算方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以看出，標(biāo)準(zhǔn)中給出的波紋管的平直度和穩(wěn)定性都反映了強(qiáng)度問(wèn)題。當(dāng)波紋管設(shè)計(jì)的允許壽命較低時(shí)，不僅經(jīng)向綜合應(yīng)力高，而且環(huán)向應(yīng)力也相對(duì)較高，使波紋管迅速進(jìn)入塑性變形，導(dǎo)致波紋管不穩(wěn)定。

    對(duì)于內(nèi)部壓力波紋管位移應(yīng)力，在波紋管峰和谷處形成塑性鉸鏈，再加上壓力應(yīng)力，波紋管快速平坦且不穩(wěn)定。這是波紋管在平坦位移條件下具有低疲勞壽命波紋管的根本原因，并且壓力遠(yuǎn)低于高疲勞壽命。例如，在預(yù)排量狀態(tài)下，即當(dāng)波紋管的位移是允許值的1/2時(shí)，當(dāng)允許的設(shè)計(jì)壓力沒(méi)有時(shí)，允許疲勞壽命為200次的波紋管變平并且不穩(wěn)定。已達(dá)成。允許疲勞壽命為1000次的波紋管。當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時(shí)，波紋管處于平坦且穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)設(shè)計(jì)壓力為1.5倍時(shí)，波紋管處于臨界不穩(wěn)定狀態(tài);允許疲勞壽命為2000次的波紋管。當(dāng)設(shè)計(jì)壓力為1.5倍時(shí)，波紋管仍處于平穩(wěn)狀態(tài)。

從外部壓力波紋管的縱向截面來(lái)看，它相當(dāng)于應(yīng)力拱梁。在工作時(shí)，波紋管處于拉伸狀態(tài)，這相當(dāng)于拱形梁減小拱形高度，并且其抵抗不穩(wěn)定性的能力自然降低。當(dāng)波紋管的單波位移太大時(shí)，波紋的直線部分是傾斜的，因此波紋管的峰值直徑減小，但是波峰的直徑被確定。為了協(xié)調(diào)變形，發(fā)生峰值坍塌，并且波紋管周向損失。穩(wěn)定。在國(guó)內(nèi)外相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中，不涉及位移對(duì)波紋管外壓周向穩(wěn)定性的影響，需要進(jìn)一步探討。

總之，雖然在熱管網(wǎng)的應(yīng)用過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)由疲勞引起的損壞，但是波紋管的設(shè)計(jì)疲勞壽命太低，這將導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。

3.補(bǔ)償器位移與其柱穩(wěn)定性

    對(duì)于復(fù)式拉桿型和鉸鏈型補(bǔ)償器，橫向位移是由波紋管角變位引起中間管段傾斜實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)波紋管產(chǎn)生角變位時(shí)，波紋管凸出側(cè)承壓而積大于凹陷側(cè)承壓而積，導(dǎo)致補(bǔ)償器附加了一個(gè)橫向力，較之軸向型補(bǔ)償器更易產(chǎn)生柱失穩(wěn)。顯然波紋管單波位移越大，補(bǔ)償器橫向位移越大越易產(chǎn)生柱失穩(wěn)。