U形膨脹節與Ω形膨脹節的區別

文章來(lái)源：http://www.csqw007.com 發(fā)布時(shí)間：2020-09-16 瀏覽次數：122

膨脹節是一種可以自由伸縮的彈性補償元件?？捎行аa償軸向和橫向變形。廣泛應用于石油化工、電力、建筑、冶金、機械等行業(yè)。它是一種設置在容器殼體或管道上以補償溫差和機械振動(dòng)引起的附加應力的柔性結構。膨脹節（波紋補償器）有很多種，常用的有U形膨脹節和Ω形膨脹節。

U型波紋管膨脹節一般用于補償量大的場(chǎng)合，而Ω型膨脹節多用于高壓場(chǎng)合。近年來(lái)，隨著(zhù)工業(yè)的快速發(fā)展，工作環(huán)境越來(lái)越惡劣。特別是隨著(zhù)大型石化裝置的國產(chǎn)化，金屬波紋膨脹節得到了廣泛的應用。在高壓、高溫、大直徑的情況下，傳統的U型膨脹節已不能滿(mǎn)足要求，逐漸被Ω型膨脹節所取代。在相同條件下，Ω形膨脹節的疲勞壽命和穩定性?xún)?yōu)于U形膨脹節。膨脹節的主要部件是波紋管，起主要的變形補償作用。因此，金屬膨脹節的設計和研究主要體現在波紋管的設計和性能研究上。以下是U形膨脹節和Ω形膨脹節的區別。

1、在內壓作用下，無(wú)加勁環(huán)的單層單波Ω形和U形膨脹節的最大應力強度出現在筒體的圓角與直邊的連接處，而前者的強度條件由膨脹節中部連續結構的PM+膨脹節中部連續結構的PM值決定，后者的強度條件由膨脹節中部連續結構的PM值控制。Ω型膨脹節承受內壓的能力略大于U型膨脹節。

2、在軸力作用下，上述兩個(gè)膨脹節的最大應力強度出現在波峰的中間，強度條件由PM+PN值控制。U型膨脹節承受軸向力的能力大于Ω型膨脹節。

3、在相同的軸向力作用下，Ω形膨脹節的軸向補償較大。但在最大軸向載荷下，U形膨脹節能量的軸向補償較大。

4、在內壓作用下，帶加強圈的單層單波Ω形膨脹節的最大應力強度出現在膨脹節中部的結構連續性處，其強度狀態(tài)受PM+Pb值的控制；無(wú)加勁環(huán)單層單波Ω形膨脹節的最大應力強度出現在筒體圓角與直邊的連接處，但其強度狀態(tài)受膨脹節頂部結構PM值的控制。在幾何參數相同的情況下，帶加勁環(huán)的q形膨脹節的內壓承載力遠大于無(wú)加強圈的Ω形膨脹節和U形膨脹節。

5、在軸向力作用下，帶加強圈的Ω形膨脹節的最大應力強度出現在膨脹節圓角與加強圈外壁的接合處，其是否滿(mǎn)足強度條件取決于膨脹節中部結構連續位置的PM+Pb值，而無(wú)加強圈的Ω形膨脹節的最大應力強度出現在波峰的中間，強度條件受PM+Pb值的控制。軸力承載力。帶加強圈的異形膨脹節比相同幾何參數的Ω形膨脹節和U形膨脹節大得多。

6、在相同的軸力作用下，具有加勁環(huán)的Ω形膨脹節的軸向補償遠小于相同幾何參數的無(wú)加強環(huán)的Ω形膨脹節和U形膨脹節。

7、在內壓作用下，當摩擦系數為0.2時(shí)，用有限元法計算的帶加強環(huán)的單層波Ω形膨脹節的極限荷載約為常規設計公式計算極限荷載的1.92倍。在考慮材料設計系數后，兩者的結果比較接近。

8、隨著(zhù)接觸副摩擦系數的增大，膨脹節的極限載荷增大。當摩擦系數增大到0.5時(shí)，極限載荷趨于穩定。

9、梁式、殼式和固體單元換熱器模型的計算結果比較接近。以殼體中部軸向應力為基準，與實(shí)測值比較，在壓力載荷下，兩種模型的計算誤差在150以?xún)?，在溫差載荷下，誤差在2%以?xún)??？梢?jiàn)，在換熱器結構的有限元分析中，可以選用梁?jiǎn)卧蜌卧?，得到了滿(mǎn)意的結果。

10、對于帶膨脹節的換熱器，管束與殼體之間的熱膨脹差引起的管板應力，管板與殼體之間的軸向應力，在相同的結構尺寸和載荷下，管板與換熱管之間的拉拔力明顯小于不帶伸縮節的換熱器，其中Ω形膨脹節換熱器的結果略小于帶U形膨脹節的換熱器。