波紋補償器有關設計技術條件
一、波紋補償器設計時有關技術條件說明
1、設計依據：我公司生產的金屬波紋補償器的設計方法依據gb/t12777新版《金屬波紋管膨脹節通用技術條件》，參照ejma《美國膨脹節制造商協會標準》、gb150-89《鋼制壓力容器》以及hgj526-90《多層u型波紋膨脹節系列》。
2、 所列產品的撓性元件－金屬波紋管，其制造材料為奧氏體型不銹鋼（0cr19ni9，1cr18ni9ti），當接管與法蘭材料為炭鋼時，產品工作溫度范圍為－20℃～400℃；當接管與法蘭為不銹鋼時，產品工作溫度范圍為－250℃～600℃；加襯耐溫層后，產品可承受介質800℃～1200℃以上的高溫，我們也可根據用戶的需要采用其他金屬和纖維材料制造專用補償器。
3、 補償量、剛度的溫度修正
樣本所列各參數是在20℃情況下計算得出的，若補償器實際使用溫度與20℃不同，可按表一、表二提供的系數，對補償量x。、y。、θ。及剛度k實施修正，以便確定補償器的實際補償量和剛度。
溫度對補償量的修正系數f１ 表一
溫度℃
－200 －150 －100 －50 20 50 100 150 200 300 350 400
f１
0.932 0.942 0.956 0.979 1 1.001 1.002 1.003 1.004 1.025 1.047 1.072
溫度對剛度的修正系數f2表二
溫度℃
－200 －150 －100 －50 20 50 100 150 200 250 300 350 400
f１
1.071 1.055 1.045 1.028 1 0.992 0.971 0.956 0.937 0.920 0.901 0.881 0.862
注：溫度值在間隔之內時，系數f1、f2按內插法選取。
例1：求n＝3000次、t＝300℃時，0.6tny250*6j補償器的軸向補償量及剛度。
查樣本：軸向補償量：x0＝89；
軸向剛度kx＝228n/mm
經修正：x′＝f1*x0＝1.025*89＝91.225mm
k′＝f2*kx＝0.901*228＝205.43n/mm
例2：求n＝2000次、t＝300℃時，0.6dlb250*2000f補償器的橫向補償量及橫向剛度。
查樣本：橫向補償量：y0＝287mm
橫向剛度：ky＝5n/mm
經修正：y′＝f1*x0＝1.025*287＝294.18mm
ky′＝f2*ky＝0.901*5＝4.51n/mm
4、 疲勞破壞次數、安全壽命與補償量
為方便用戶合理的選擇產品，樣本中給出了補償器在諸疲勞破壞次數下的補償量，如：軸向型的補償器，樣本中列出了疲勞破壞次數n為1500次，3000次，15000次時的補償量；拉桿橫向補償器、鉸鏈補償器、直管壓力平衡補償器，樣本中列出了疲勞破壞次數n為15000次時的補償量；曲管壓力平衡補償器，樣本中列出了疲勞破壞次數n為4500次時的補償量。用戶可根據產品工作的環境與使用壽命來選擇不同疲勞次數下的補償量。
疲勞破壞次數時根據波紋管的結構參數、補償量和壓力值，通過計算和實驗驗證而確定的。由于波紋管的疲勞問題比較復雜，其數值散布度較大，因此_有關標準規定，在確定補償器的安全疲勞次數［n］時，要有15倍的安全系數，即
［n］＝n/15
［n］－安全疲勞壽命
n－疲勞破壞次數
若用戶實際選用的疲勞次數與樣本所列的疲勞次數不符時，請按表三、表四給出的系數進行修正。
無鎧裝環的補償器破壞次數對補償量的修正系數f3 表三
n次
2250
4500
7500
9000
10500
12000
15000
30000
60000
f3
1.525
1.33
1.18
1.125
1.085
1.05
1
0.87
0.745
帶鎧裝環的補償器疲勞破壞次數對補償量的修正系數f3′表四
n次
2250
4500
7500
9000
10500
12000
15000
30000
60000
f3′
1.825
1.48
1.26
1.13
1.13
1.08
1
0.805
0.64
注：若n值在間隔之內時，系數按內插法選取。
例3：求0.6tny250*6f波紋補償器在n＝4500次時的軸向補償量。
查樣本：n＝15000次時，x0＝63mm
經修正：n＝4500次時，x＝f3*x0＝1.33*63＝83.79mm
如果管系的位移變化循環是多種的，此時可用積累疲勞計算的方法來估算。疊加利用系數用u來表示：u＝u1＋u2＋……＝n1/［n1］+n2/［n2］＋……
當u小于1時，補償器的疲勞性能是安全的。
上式中：u1，u2……，分別為每一循環類型的利用系數；
n1，n2，……，分別為每一循環類型的循環次數；
［n1］，［n2］，……，分別是每一循環類型的安全疲勞壽命，［n1］＝n1/15；
n1，n2……，分別是每一循環類型的疲勞破壞次數。
5、位移量合成：
樣本中諸系列表中給出的軸向位移量x0，橫向位移量y0和角向位移量θ0，是各種形式補償器的額定位移量，是單獨實施該位移的_位移范圍。若該補償器要進行兩種或兩種以上的位移，則補償量的選取要符合下列關系式：
x1/x0＋y1/y0＋θ1/θ0≤1
x0,y0, θ0——為某一破壞次數下單獨進行軸向、橫向及角向補償時的相應補償量（由樣本上查找，并修正得到）。
x1，y1，θ1——為該疲勞次數下同時存在的軸向、橫向及角向補償量的實際值。
6、內套筒的選擇：
可以減少補償器內流體、介質的流阻和防止介質高速流動引起波紋的誘發震動。內套筒的存在對補償器的橫向和角向位移的補償量有影響。
7、補償器的預變形：
為了使補償器處于一個良好的工作位置和減少管架受力，可對補償器在安裝前進行“預變形”。軸向補償器的軸向預變形量Δx由下式確定：
Δx＝x［1/2-(t0-tmin)/(tmax-tmin) ］
x－軸向補償量mm。
t0－安裝溫度
tmax＝_使用溫度
tmin－_使用溫度
Δx為正值時，表示“預拉”，Δx為負值時，表示“預壓”。“預變形”是否進行由系統設計確定，若用戶需要，只要在合同上注明預變形量，我們可按“預變形”長度交付補償器。
橫向補償器和角向補償器的冷緊量可取實際補償量的一半，即1/2y或1/2θ，“預變形”是反方向“冷緊”。橫向補償量y0很大時，需要進行“冷緊”，橫向補償量較小時，可不進行冷緊。
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1、設計依據：我公司生產的金屬波紋補償器的設計方法依據gb/t12777新版《金屬波紋管膨脹節通用技術條件》，參照ejma《美國膨脹節制造商協會標準》、gb150-89《鋼制壓力容器》以及hgj526-90《多層u型波紋膨脹節系列》。
2、 所列產品的撓性元件－金屬波紋管，其制造材料為奧氏體型不銹鋼（0cr19ni9，1cr18ni9ti），當接管與法蘭材料為炭鋼時，產品工作溫度范圍為－20℃～400℃；當接管與法蘭為不銹鋼時，產品工作溫度范圍為－250℃～600℃；加襯耐溫層后，產品可承受介質800℃～1200℃以上的高溫，我們也可根據用戶的需要采用其他金屬和纖維材料制造專用補償器。
3、 補償量、剛度的溫度修正
樣本所列各參數是在20℃情況下計算得出的，若補償器實際使用溫度與20℃不同，可按表一、表二提供的系數，對補償量x。、y。、θ。及剛度k實施修正，以便確定補償器的實際補償量和剛度。
溫度對補償量的修正系數f１ 表一
溫度℃
－200 －150 －100 －50 20 50 100 150 200 300 350 400
f１
0.932 0.942 0.956 0.979 1 1.001 1.002 1.003 1.004 1.025 1.047 1.072
溫度對剛度的修正系數f2表二
溫度℃
－200 －150 －100 －50 20 50 100 150 200 250 300 350 400
f１
1.071 1.055 1.045 1.028 1 0.992 0.971 0.956 0.937 0.920 0.901 0.881 0.862
注：溫度值在間隔之內時，系數f1、f2按內插法選取。
例1：求n＝3000次、t＝300℃時，0.6tny250*6j補償器的軸向補償量及剛度。
查樣本：軸向補償量：x0＝89；
軸向剛度kx＝228n/mm
經修正：x′＝f1*x0＝1.025*89＝91.225mm
k′＝f2*kx＝0.901*228＝205.43n/mm
例2：求n＝2000次、t＝300℃時，0.6dlb250*2000f補償器的橫向補償量及橫向剛度。
查樣本：橫向補償量：y0＝287mm
橫向剛度：ky＝5n/mm
經修正：y′＝f1*x0＝1.025*287＝294.18mm
ky′＝f2*ky＝0.901*5＝4.51n/mm
4、 疲勞破壞次數、安全壽命與補償量
為方便用戶合理的選擇產品，樣本中給出了補償器在諸疲勞破壞次數下的補償量，如：軸向型的補償器，樣本中列出了疲勞破壞次數n為1500次，3000次，15000次時的補償量；拉桿橫向補償器、鉸鏈補償器、直管壓力平衡補償器，樣本中列出了疲勞破壞次數n為15000次時的補償量；曲管壓力平衡補償器，樣本中列出了疲勞破壞次數n為4500次時的補償量。用戶可根據產品工作的環境與使用壽命來選擇不同疲勞次數下的補償量。
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［n］＝n/15
［n］－安全疲勞壽命
n－疲勞破壞次數
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無鎧裝環的補償器破壞次數對補償量的修正系數f3 表三
n次
2250
4500
7500
9000
10500
12000
15000
30000
60000
f3
1.525
1.33
1.18
1.125
1.085
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1
0.87
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9000
10500
12000
15000
30000
60000
f3′
1.825
1.48
1.26
1.13
1.13
1.08
1
0.805
0.64
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經修正：n＝4500次時，x＝f3*x0＝1.33*63＝83.79mm
如果管系的位移變化循環是多種的，此時可用積累疲勞計算的方法來估算。疊加利用系數用u來表示：u＝u1＋u2＋……＝n1/［n1］+n2/［n2］＋……
當u小于1時，補償器的疲勞性能是安全的。
上式中：u1，u2……，分別為每一循環類型的利用系數；
n1，n2，……，分別為每一循環類型的循環次數；
［n1］，［n2］，……，分別是每一循環類型的安全疲勞壽命，［n1］＝n1/15；
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5、位移量合成：
樣本中諸系列表中給出的軸向位移量x0，橫向位移量y0和角向位移量θ0，是各種形式補償器的額定位移量，是單獨實施該位移的_位移范圍。若該補償器要進行兩種或兩種以上的位移，則補償量的選取要符合下列關系式：
x1/x0＋y1/y0＋θ1/θ0≤1
x0,y0, θ0——為某一破壞次數下單獨進行軸向、橫向及角向補償時的相應補償量（由樣本上查找，并修正得到）。
x1，y1，θ1——為該疲勞次數下同時存在的軸向、橫向及角向補償量的實際值。
6、內套筒的選擇：
可以減少補償器內流體、介質的流阻和防止介質高速流動引起波紋的誘發震動。內套筒的存在對補償器的橫向和角向位移的補償量有影響。
7、補償器的預變形：
為了使補償器處于一個良好的工作位置和減少管架受力，可對補償器在安裝前進行“預變形”。軸向補償器的軸向預變形量Δx由下式確定：
Δx＝x［1/2-(t0-tmin)/(tmax-tmin) ］
x－軸向補償量mm。
t0－安裝溫度
tmax＝_使用溫度
tmin－_使用溫度
Δx為正值時，表示“預拉”，Δx為負值時，表示“預壓”。“預變形”是否進行由系統設計確定，若用戶需要，只要在合同上注明預變形量，我們可按“預變形”長度交付補償器。
橫向補償器和角向補償器的冷緊量可取實際補償量的一半，即1/2y或1/2θ，“預變形”是反方向“冷緊”。橫向補償量y0很大時，需要進行“冷緊”，橫向補償量較小時，可不進行冷緊。
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