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膨胀节的功能及特点

膨胀节是由金属波纹管和构件组成的具有补偿功能的器件。它能够补偿管道的热变形，机械变形和吸收各种机械振动，起到降低管道变形应力和提高管道使用寿命的作用。

膨胀节由于它的结构特点，与具有相同补偿能力的“Π”型张力补偿器、套简式补偿器、球型补偿器相比，具有占地小、安装简单、工程造价低、无结构性渗漏环节、不需维修保养等优点，因而被普遍采用，获得较快的发展。

70年代初在国外波纹膨胀节已发展形成系列产品。我国由于国民经济发展的需要，在80 年代才开始系统开发膨胀节，并迅速形成系列产品，被大量用于供热管化工、炼油、冶金各领域。在普遍发展的基础上形成了以大专院校、科研单位和主要厂家为骨干的技术力量，具有较强的研究、设计、制造能力和质量保证体系，能够为国民经济提供各种条件下使用的多种类型波纹膨胀节。

金属波纹膨胀节的性能

膨胀节的性能有两种：其中一种是为满足使用必须保证的性能，如耐压、耐温、耐另外疲劳和弹性补偿等；另一类，如刚度、有效面积等，它们不是使用所需要的，但它们对管系的设计及膨胀节的使用有重要影响，所以对它们都要有较充分的了解。

耐压能力

波纹膨胀节在管道中工作，要承受一定的压力（内压或外压），这就要求波纹膨胀节有足够的耐压能力。它通过设计和实验，确定出合理的结构参数来保证。设计确定的耐压能力是设计压力。由于波纹膨胀节是系列产品，是按公称通径和公称压力分成系列。在大多数情况下它的设计压力就按公称压力0.25、0.6、1.0、2.5……（MPa）系列分档。只有少数在公称压力系列之外按要求压力设计产品。在管系设计中，设计者根据实际需要确定管道最高工作压力，然后选化纤面料用所需波纹膨胀节的公称压力。一般是就高不就低，使之更趋于安全。

补偿能力

波纹膨胀节的补偿能力源于波纹管的弹性光电产品变形，有拉伸、压缩、弯曲进入新常态后及它们的组合变形。补偿能力的大小，由设计者根据需要确定，体现到产品即为规定的额定补偿量，即表示在一定条件下具有的最大补偿能力。不同类型的波纹膨胀节补偿形式不同，主要有轴向、横向、角向及它们的组合补偿。

耐温能力

波纹膨胀节的耐温能力主要取决于波纹管材质的耐温性能。膨胀节的使用温度最低为-96℃，最高达1000℃，甚至更高。它需要有各种耐温能力的金属材料来满足使用要求。但材料的耐温能力是有限的，靠材料本身解决这样大温度范围的耐温同题是不可能的，还要采取其它措施提高膨胀节的使用温度。大多数波纹膨胀节的工作温度在400℃痱子粉以下，碳素结构钢、低合金结构钢和奥氏且极性很强；而热塑性塑料多数为非极性的体不锈钢等材料能够胜任。

寿命

寿命是波纹膨胀节在给定工作条件下满额定位移所保证的疲劳次数。由于影响寿命的因素较多，对寿命的确定应当十分严格，除了设计计算中给出足够的安全系数外，还要通过实验给以确保。膨胀节给出的额定寿命必须以2~5倍的平均实验寿命作保证。

刚度

波纹膨胀节的刚度就是波纹管的刚度。这里只提膨胀节的整休刚度按变形形式可分为轴向刚度、横向刚度、角向刚度。在膨胀节中涉及到刚度的计算有自振频率、柱稳定性和管系中的弹性反力。

有效面积

有效面积对于波纹膨胀节没有使用意义，只能带来麻烦。因内压作用于有效面积会产生较大的轴向推力。一个DN500，内压16MP的膨胀节将产生37xl04N的轴向推力。轴向膨胀节内压引起的推力作用于固定支架。横向、角向膨胀节内压推力要由拉杆、铰链平衡。

供货状态

所谓“供货状态”仅指出厂的长度状态一般情况下供货状态有两种：1自由状态；2最大额定拉伸状态。不同的供货状态将采取不同的方法“冷紧”，即根据安装施工时的温度调整安装长度，以保证膨胀节能始终在额定的拉、压位移范围内工作。不出现过拉伸或过压缩。

设计制造标准

膨胀节行业在长期发展中，在广泛采纳国外先进技术经验的基础上，经过分析理解、消化吸收、补充完善已经形成适合各行业的膨胀节标准有：GB金属波纹膨胀节技术条件；JB/T金属多层波纹膨胀节；JB金属波形膨胀节（压力容器用）；GB不锈钢波纹膨胀节；CB金属波纹膨胀节（船用）；此外还有QJ（航天）、HG（化工部）、JB/YQ等标准。可参照的国外标准：美国EJMA标准、日本JISB和JISB。其中EJMA标准在我国影响较大。国内普遍执行的是GB，它提供了波纹膨胀节设计和制造的技术要求。(end)