常用的金屬波紋管膨脹節(jié)的形式類型

　　用于熱補(bǔ)償和增加管道柔性的金屬管道元件主要有波紋管膨脹節(jié)、填料函式膨脹節(jié)和金屬軟管。

　　填料函式膨脹節(jié)又可分為套管式膨脹節(jié)和球形膨脹節(jié)。填料函式膨脹節(jié)依靠部件的相對運(yùn)動產(chǎn)生變形，達(dá)到吸收熱位移的目的。由于填料函式膨脹節(jié)利用填料進(jìn)行密封的同時(shí)，因受承載壓力的作用，容易產(chǎn)生泄漏，因此可靠性較差，在重要管道上很少采用，在及介質(zhì)管道中嚴(yán)禁采用。金屬軟管的剛性，一般在接近完全軟連接時(shí)采用。由于剛性很小所以金屬軟管比較容易產(chǎn)生振動，且對管徑、壓力有一定限制，不可能做得很大。

　　金屬波紋管的膨脹節(jié)依靠波紋管的變形吸收位移，可具有較大的管徑和承受較高壓力，它是金屬管道中的柔性元件。金屬波紋管膨脹節(jié)有多種形式，但均由波紋管和端點(diǎn)組成，對于復(fù)式膨脹節(jié)，還存在連接管。一般將具有一組波紋管的膨脹節(jié)稱為單式膨脹節(jié)，具有兩組波紋管的膨脹節(jié)稱為復(fù)式膨脹節(jié)。在《金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件》GB/T

 12777—1999中，對金屬波紋管膨脹節(jié)設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)做出了具體規(guī)定。

　　(1)單式軸向型膨脹節(jié)，由一個(gè)波紋管及結(jié)構(gòu)件組成，主要用于吸收軸向位移而不能承受波紋管壓力推力。

　　(2)單式鉸鏈型膨脹節(jié)，由—個(gè)波紋管及銷軸、鉸鏈板和立板等結(jié)構(gòu)件組成，只能吸收—個(gè)平面內(nèi)的角位移并能承受波紋管壓力推力。

　　(3)單式萬向鉸鏈型膨脹節(jié)，由一個(gè)波紋管及銷軸、鉸鏈板、萬向環(huán)和立板等結(jié)構(gòu)件組成，能吸收任一個(gè)平面內(nèi)的角位移并能承受波紋管壓力推力。

　　此外，還可選用復(fù)式拉桿型、復(fù)式鉸鏈型、復(fù)式萬向鉸鏈型、彎管壓力平衡型、直管壓力平衡型和外壓單式軸向型等類型的金屬波紋管的膨脹節(jié)。

利用有限元分析的方法對預(yù)應(yīng)力金屬波紋管的液壓成形過程進(jìn)行分析

　　利用有限元分析的方法對預(yù)應(yīng)力金屬波紋管的液壓成形過程進(jìn)行的數(shù)值模擬研究，揭示了波紋管在液壓成形過程中應(yīng)力、應(yīng)變、減薄率、回彈量和損傷變量D的分布規(guī)律，并與理論進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證有限元模型的合理性。通過對模片圓角半徑、液壓大小和模片間距的優(yōu)化分析，得到工藝參數(shù)，并且得到其對成品波紋管質(zhì)量影響規(guī)律進(jìn)行總結(jié)分析。

　　預(yù)應(yīng)力金屬波紋管液壓成形中有限元分析的主要結(jié)論如下

　　1、預(yù)應(yīng)力金屬波紋管液壓成形過程中應(yīng)力、應(yīng)變、減薄率和損傷變量分布均勻，都是隨隨波高的高度增加而增大;結(jié)果的應(yīng)力應(yīng)變分布及預(yù)測的開裂位置與實(shí)際生產(chǎn)一致，驗(yàn)證了有限元模型的合理性;

　　2、對于預(yù)應(yīng)力金屬波紋管管材，當(dāng)液壓大小和模片間距一定時(shí)，模片圓角半徑為4t-10t(t為管材壁厚、，模片圓角半徑越小波紋管的回彈量、減薄率、損傷變量越小，波紋管品質(zhì)越好;

　　3、對于預(yù)應(yīng)力金屬波紋管管材，當(dāng)模具間距和模片圓角半徑一定時(shí)，波紋管成形的液壓范圍為42-46MPa，液壓越小波紋管的回彈量、減薄率、損傷變量越小，波紋管品質(zhì)越好;

金屬波紋管產(chǎn)品怎么進(jìn)行設(shè)計(jì)?

　　在金屬波紋管的應(yīng)用中，系統(tǒng)(整機(jī))或子系統(tǒng)(部件)給定的條件就是金屬波紋管設(shè)計(jì)和選形的主要依據(jù)。一般給定設(shè)計(jì)條件有以下幾項(xiàng)：

　　(1)空間尺寸或通徑　　(2)工作載荷的性質(zhì)和大小　　(3)工作位移量　　(4)工作溫度范圍　　(5)工作介質(zhì)的性質(zhì)　　(6)精度要求　　(7)使用壽命

金屬波紋管設(shè)計(jì)的內(nèi)容

　　金屬波紋管設(shè)計(jì)和選型的主要內(nèi)容是：根據(jù)系統(tǒng)給定的已知條件來選擇金屬波紋管的材料，結(jié)構(gòu)刑式、幾何尺寸參數(shù)和性能參數(shù)。在選型過程中，應(yīng)當(dāng)滿足系統(tǒng)對金屬波紋管的使用要求，并力求做到結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理.在有條件的情況下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，金屬波紋管的設(shè)計(jì)選型是非常重要的，如果設(shè)計(jì)選型不合理，金屬波紋管制造的質(zhì)量再高也滿足不了使用要求。

金屬波紋管設(shè)計(jì)的方法

　　1.材料選擇

　　根據(jù)金屬波紋管的用途，載荷種類和大小，精度要求、工作介質(zhì)、工作溫度及使用壽命等已知條件，并考慮材料的成形和焊接工藝性。選擇一種合適的材料。材料選擇還要考慮其市場來源。

　　2.確定結(jié)構(gòu)型式

　　(1)選擇波紋形狀

　　根據(jù)金屬波紋管的用途、性能、使用要求以及各種波形的性能和制造特點(diǎn)等因素來選擇比較合理的波紋形狀。在一般情況下，多數(shù)選擇u 型波紋等。

　　(2)確定金屬波紋管層數(shù)

　　根據(jù)金屬波紋管的用途、工作壓力、剛度、工作介質(zhì)等因素確定金屬波紋管的層數(shù)。在工作壓力較高的情況下，一般選用多層結(jié)構(gòu)的金屬波紋管，對于多層金屬波紋管需要合理選擇其層數(shù)和單層壁厚。

　　(3)初步估定是否要與其它彈性元件聯(lián)用

　　有些情況下金屬波紋管與螺旋彈簧并聯(lián)使用，這些情況分別是: 為了提高測量精度;工作壓力比較高的場合;有沖擊載荷的情況。

　　(4)選擇金屬波紋管的兩端端部的結(jié)構(gòu)型式

　　選擇金屬波紋管的兩端端部的結(jié)構(gòu)型式，要考慮兩端結(jié)構(gòu)的成形工藝、焊接工藝和整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面的限制。

預(yù)應(yīng)力金屬波紋管焊接接頭

　　預(yù)應(yīng)力金屬波紋管的焊接接頭為25

 mm厚的鑄造不銹鋼法蘭與壁厚0.3  

mm的軋制預(yù)應(yīng)力金屬波紋管對接形式。為防止焊接接頭氧化，需采用保護(hù)性好、熱量集中的手工鎢極弧焊方法。因結(jié)合處兩板厚度差過大，電弧熱量分配不均，很難達(dá)到質(zhì)量要求。故在不影響使用和結(jié)構(gòu)要求的情況下，將法蘭盤待焊接處機(jī)加工出預(yù)制整體填料。

　　加工成預(yù)制整體填料的法蘭與預(yù)應(yīng)力金屬波紋管端結(jié)合處，相當(dāng)于 0.3 mm和0.8  

mm厚的兩個(gè)板件的接頭對接。解決了原來兩板件因厚度差過大，弧焊時(shí)薄件容易燒穿，厚件不熔化的難題。電弧熱量適當(dāng)?shù)胤峙浣o兩個(gè)零件，達(dá)到熔合良好的目的。為解決預(yù)應(yīng)力金屬波紋管薄壁板片端接處導(dǎo)熱慢，焊接時(shí)容易燒穿的問題，在預(yù)應(yīng)力金屬波紋管端接處個(gè)波的溝槽中嵌入一個(gè)半圓形紫銅環(huán)。

預(yù)應(yīng)力金屬波紋管焊接的要求

　　焊接時(shí)，用壓蓋由外加螺桿和螺母等輔助工裝夾緊預(yù)應(yīng)力金屬波紋管和法蘭盤。調(diào)節(jié)預(yù)應(yīng)力金屬波紋管和法蘭的相對位置，使法蘭與預(yù)應(yīng)力金屬波紋管同軸，端接處對齊。壓緊時(shí)，紫銅環(huán)與預(yù)應(yīng)力金屬波紋管壁緊密貼合，增加薄壁預(yù)應(yīng)力金屬波紋管端頭處的散熱能力，避免預(yù)應(yīng)力金屬波紋管薄壁端頭因電弧熱而導(dǎo)致。焊前，將零件用溶液清洗干凈，去除油脂及污物。預(yù)應(yīng)力金屬波紋管端接處內(nèi)外環(huán)面10

mm范圍內(nèi)用細(xì)砂布打磨至露出金屬光澤。用輔助工裝夾緊零件時(shí)，夾緊力要適當(dāng)。若夾緊力過大，預(yù)應(yīng)力金屬波紋管端接頭處邊緣會翹曲，與法蘭盤端面貼合不良，引起對接處較大的裝配間隙。

　　裝配好的焊件置于雙滾輪上。電弧對準(zhǔn)對接縫隙，鎢極與工件距離保持在1-1.5  

mm。用左手撥動零件緩慢旋轉(zhuǎn)，右手持焊槍，電弧不斷熔化對接處兩焊件的母材金屬，不填充焊絲，逐漸形成自熔焊縫。鎢極弧焊電源為CW一300S，具有高頻引弧、電流遞增、衰減、預(yù)送和延遲保護(hù)氣流、隨時(shí)調(diào)節(jié)焊接電流的功能。