波紋管補償器的設計主要考慮耐壓強度、穩定性和疲勞性能等三個(gè)方面的因素。雖然金屬補償器的標準和美國EJMA標準對這幾方面的計算和評定都有明確的規定,但從多年的應用實(shí)踐和波紋管失效分析中發(fā)現,標準中給出的關(guān)于穩定性的計算和評定方法不夠全面,且疲勞壽命也僅給出了比較粗的界限范圍(平均疲勞壽命在10^3-10^3適用)。
有時(shí)一個(gè)完全符合標準要求的產(chǎn)品,在實(shí)際使用時(shí)也會(huì )出現一些問(wèn)題。如內壓軸向型補償器預變位狀態(tài)在壓力試驗時(shí)波紋管易產(chǎn)生平面失穩,大直徑外壓軸向型補償器全位移工作狀態(tài)波紋管易產(chǎn)生周向失穩,小直徑復式拉桿型補償器、鉸鏈型波紋補償器全位移工作狀態(tài)易產(chǎn)生柱失穩。波紋補償器過(guò)大的變形不僅對其穩定性造成影響,還會(huì )為應力腐蝕提供有利的環(huán)境條件。
?。?)波紋管補償器疲勞壽命與其綜合應力波紋管的補償量取決于其疲勞壽命,疲勞壽命越高,波紋管單波補償量越小。為了降低成本,提高單波補償量,有些生產(chǎn)廠(chǎng)家將波紋管的許用疲勞壽命降得很低,這樣會(huì )導致由位移引起的波紋管子午向彎曲應力很大,綜合應力很高,大大降低了波紋管的穩定性。
久安不銹鋼波紋補償器廠(chǎng)家產(chǎn)品型號標記方法和技術(shù)參數說(shuō)明
?。?)波紋管補償器的綜合應力與其耐壓強度由標準中給出的波紋管平面穩定性和周向穩定性的計算方法和評定標準可以看出,二者反映的均為強度問(wèn)題。當波紋管設計的許用壽命較低時(shí),不僅其子午向綜合應力較高,環(huán)向應力也比較高,使波紋管局部很快進(jìn)入塑性變形,導致波紋管失穩。
?。?)補償器位移與其柱穩定性對于復式拉桿型和鉸鏈型補償器,橫向位移是由波紋管角變位引起中間管段傾斜實(shí)現的。當波紋管產(chǎn)生角變位時(shí),波紋管凸出側承壓面積大于凹陷側承壓面積,導致補償器附加了一個(gè)橫向力,較之軸向型補償器**易產(chǎn)生柱失穩。顯然波紋管單波位移越大,補償器橫向位移越大,越易產(chǎn)生柱失穩。