一、換熱器波紋管膨脹節(jié)的作用：

　　GB/T 151中規(guī)定，當(dāng)下述三個條件中任何一個不滿足時，需要考慮加膨脹節(jié)1. 換熱器的殼體和管束的軸向應(yīng)力滿足強度條件

　　殼體軸向應(yīng)力 σs≤3[σ]sτ υ

　　管束軸向應(yīng)力 σb≤3[σ]bτυ

　　2. 換熱器的殼體和管束的軸向壓縮應(yīng)力應(yīng)滿足穩(wěn)定條件：

　　殼體的壓縮應(yīng)力︱Nσs + Tσs︱≤B

　　管束的壓縮應(yīng)力︱Nσb + Tσb︱≤[σcr]

　　3. 管板與換熱管間的拉脫力q不得大于許用拉脫力[q](脹接)或3[q](焊接）

　　二、膨脹節(jié)在換熱器中的主要作用

　　1、用膨脹節(jié)的剛度來降低殼體的剛度，減小熱應(yīng)力。

　　2、膨脹節(jié)波峰內(nèi)徑產(chǎn)生的壓力推力，加大了換熱管的拉脫力。

　　所以膨脹節(jié)在應(yīng)力計算中只用到2個參數(shù) Dex , Kex。

　　三、膨脹節(jié)在換熱器中的布置

　　1、臥式換熱器膨脹節(jié)的設(shè)置：

　　設(shè)置在兩個支座之間

　　注：膨脹節(jié)與折流板位置在一起，換熱器中介質(zhì)就會沿巨大的縫隙流動，使折流板的作用減弱，所以需要在設(shè)計過程中避免這種情況。

　　2、立式換熱器膨脹節(jié)的設(shè)置：

　　注：無論膨脹節(jié)布置在耳座的上部還是下部，危險部位都是換熱管與管板的連接處，所受的力都是管箱，半個筒體以及管板的重力，所以兩種布置形式造成的應(yīng)力基本一致。

　　3、浮頭式換熱器膨脹節(jié)設(shè)置：

　　注：膨脹節(jié)通常采用ZX波形，波紋管受內(nèi)、外壓。在設(shè)計時需要明確承壓類型和大小。

　　四、波紋管膨脹節(jié)的常用形式

　　1、無加強U形波紋管

　　特點：工藝簡單，造價低，補償能力強，剛度小。

　　2、加強U形波紋管

　　特點：工藝簡單，解決了波紋管的面失穩(wěn)。

　　缺點：波紋管周向薄膜應(yīng)力增強效果不明顯，波紋管壁厚仍然較厚。

　　3、Ω形波紋管

　　特點：承壓能力高

　　缺點：制造工藝復(fù)雜

　　五、膨脹節(jié)設(shè)計

　　1、選型

　　通常根據(jù)設(shè)計壓力，設(shè)計溫度進行選型

　　a、根據(jù)壓力等級，參考GB/T -2018標(biāo)準(zhǔn)選取。

　　優(yōu)點：標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，工藝成熟，費用較低。

　　b、根據(jù)計算接管，在標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品基礎(chǔ)上調(diào)整。可調(diào)整波高，波距。

　　優(yōu)點：產(chǎn)品相對靈活，可滿足多重要求。

　　c、根據(jù)要求設(shè)計非標(biāo)產(chǎn)品，如采用加強U型或Ω形波紋管。

　　優(yōu)點：使用在一些設(shè)計壓力較高的產(chǎn)品上。

　　2、計算

　　通常在校核波紋管時，通常是幾個參數(shù)不合格。

　　a.波紋管周向薄膜應(yīng)力

　　解決辦法：加厚。

　　b. 波紋管組合應(yīng)力超標(biāo)，造成疲勞壽命不合格。

　　解決辦法：控制位移量、增加波數(shù)、增加波高。對于非奧氏體不銹鋼材料，要求組合應(yīng)力小于2倍的設(shè)計溫度下屈服強度。

　　c.平面失穩(wěn)壓力超標(biāo)

　　解決辦法：降低波高 、增加壁厚、調(diào)整材料的設(shè)計溫度下屈服強度（不超過1.5倍）。

　　3、注意事項

　　a、 彎曲半徑 ：R≥2.5δ

　　GB/T標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定

　　b、波高和波距的比值: h≥q/2

　　c、延伸率及*小壁厚：波高的設(shè)置主要根據(jù)材料的延伸率。在客戶無特殊要求的情況下，盡量不要附加*小壁厚要求，因為制造廠為了滿足*小壁厚加厚之后，波紋管的剛度和補償能力將會下降。

　　4、材料

　　常用材料有：Q245R、Q345R、15Cr1MoV、S、S、S、 S、N 系列、N系列 。

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