金属波纹管膨胀节的设计和运用分析

金属波纹管膨胀节的设计和运用分析

杨伟飞

身份证号：320381198710068420

摘要:改革开放至今，已经走过四十多个春秋，我们国家的发展可以用“日新月异”和“突飞猛进”八个字来形容，尤其是在新形势的大背景之下，越来越多的企业获得更好发展，越来越多的企业在不断更新当中，社会整体科技水平也得到大幅度提高，特别是机械工业生产领域。具有现代化特点的热管网与热补偿设备重要组成部件金属波纹管膨胀节，其质量需要加强关注与重视，其在水利、化工、电力供热等多个方面都凭借自身强大的优势与特点（补偿外较大、而且密封性较好等），都已经得到广泛的应用。因此，本篇文章主要对金属波纹管膨胀节的设计及运用进行认真的分析，以做参考。

关键词:金属波纹管膨胀节；设计；运用；

    在金属管道当中，金属波纹膨胀节是使用较为广泛的柔性补偿原件。通过波纹管的变形能力能够进行吸收或者是转移位移，其最明显的优势与特点就是补偿外较大、而且密封性较好等，现如今在航天、电力以及石油化工等多个领域当中都已经得到广泛应用，并获得一致好评。但是相关工作人员还需对其质量加强关注与重视，在产品生产过程当中，加大对质量控制的力度，最终将高质量的金属波纹管膨胀节生产、制造出来。基于此，本文下面主要对金属波纹管膨胀节的设计以及运用展开深入探讨。

1、金属波纹管设计选型遵循的原则分析

    据了解，波纹管在应用过程当中，系统或者是子系统给定的条件就是波纹管设计和选型的重要依据，在正常的情况之下，给定设计条件主要包括多项内容，其一:最大空间尺寸；其二:工作载荷的实际性质与大小；其三:工作温度实际范围；其四:精度要求，其五:使用总体时间等等。工作人员需要结合波纹管的实际使用用途、精度要求、工作温度等多种条件，并对材料形成以及焊接工艺进行深入考虑，最终选择出最合适、最恰当的材料。

    材料在选择过程当中，还需对市场来源加深思考。其一: 对波纹形状进行认真观察。基于波纹管的实际用途、性能等等，选择出最合适、具有合理性的波纹形状。在正常的情况之下，工作人员都会优先选择U型波纹[1]。其二:明确波纹管层数。按照波纹管的实际用途、工作压力等多种因素，来确定波纹管的实际层数，例如：在工作压力较高的情况之下，都会应用多层结构的波纹管。其三:分析是否需要与其他弹性原件融合使用。因为在有些情况之下，波纹管需要螺旋弹簧进行融合使用，这样的情况分别是为了进一步提高测量精度或者是出现冲击荷载等情况所制定出来的办法。其四:分析是否需要加装导向装置。波纹管实际长度较长，为了防止在使用过程当中出现柱状失稳问题，还需结合真实情况，考虑是否需要设置以及加装导向装置。其五:分析是否需要设置加强环。为了满足工作压力所提出来的相关需求，波纹管可以结合实际的情况，设置加强环或者是应用多层结构，也可以将两种结构更好组合在一起，进行使用。

2、金属波纹管成形方法
(1)液压成形方法

此项方法主要是应用浓压机或者是波纹管成型机的作用，将圆筒放入机械当中去，在圆筒内部加入油或者是水，并且加压，圆筒外部则设置棋具，同时进一步增大压力以及减少棋具之间的距离，源头就会沿着周向膨胀，并且靠近棋具最终成形[2]。
(2)弹性棋成形法
    首先，需要设置出一个橡胶环的轴心，之后将套筒套在上面，作用于轴上的轴向力会让橡胶环向外挤压，再将轴向力全部去除，对已经膨胀的圆通展开压缩，应用波形轮廓模具来完成最终波形。波在成型的过程当中是以循序渐进的方式进行成型，成型波推出时，圆筒部分也就是自由的拉入，这样能够有效节约材料[3]。
3、金属波纹管膨胀节的运用

通过对金属波纹管的主要特点进行深入分析，发现其即使在压力或者是弯曲作用之下，都能够产生与之相对应的位移，而且其耐压性、真空密封性是非常明显的，同时，还能够有效延长使用时间，所以在工业领域当中已经得到广泛的应用，并获得一致的好评。主要应用在以下几个方面，其一:在仪表内部压缩敏感元件[4]。弹性敏感元件的波纹管，顾名思义，弹性特点有着较高要求。作为弹性敏感件的波纹管，在正常的情况之下，都会将压力变为位移输出或者是将压力变为集中力的输出。将压力变为集中力输出的波纹管变形的可能形是非常小的或者是几乎没有出现位移情况，因此，在波纹管上生的应力与输出位移的波纹管波纹上的应力相比较，要小许多，滞后的影响可以用“零”来表示，所以用力平衡式波纹管作为弹性敏感元件的仪表，其可靠性是毋庸置疑的。其二:真空开关的真空密封。在真空当中，进行电流通电最专业的设备就是真空开关，它的主接触头在真空灭弧室当中，波纹管又是真空灭弧室当中非常关键的原件。应用金属波纹管之后，会从真空灭弧室外部，用机械力帮助动触头展开运动。不仅如此，还能够有效保持真空灭弧室外壳真正实现密封。其三:阀门作密封隔离件。通过对截流阀、调节阀以及减压阀等多种方面展开深入的分析，发现波纹管都是阀杆最有效隔离原件。阀门在工作期间，波纹管的阀杆以共同的力量展开轴向位移和复位，而且它还能够有效承受流体所带来的压力，并且真正实现密封的特点。与填料密封阀门进行比较，二者之间有着很大的不同与差异，波纹管阀门无论是可靠性还是使用的时间都非常高 ，所以在石油化工、医药、航空航天等多个领域当中都已经得到广泛的应用，并获得好评

[5]。其四:金属波纹膨胀节。据了解，在各种系统当中，金属波纹膨胀节都已经得到更好应用，主要的作用就是用于补偿因为温度和压力所带来的影响，导致轴向或者是横向发生位移问题。其四:金属软管做挠性连接件。金属软管其挠性，来有效补偿管路系统当中固定安装所造成位置偏差等各种问题，并且满足工作端各项位移所提出来的要求，承受着系统所带来的流体压力。金属软管最关键的零件就是波纹管，波纹管的实际长度与内径进行比较，会在一般的情况之下会大于3，波形主要分为两种，即：环形与螺旋形。环形的弯曲刚度与螺旋形进行比较，要较小一些[6]。
结束语:

总而言之，通过对金属波纹管膨胀及进行仔细分析，发现其在管道系统当中扮演主要角色和占据关键位置，是一项较为关键的部件，需要加强对其的重视程度。现如今我们国家正在面临着经济工业发展的重点时期，每一个中国人都在为真正实现“中国梦”贡献出自己的力量。波纹管膨胀节产业的从业工作人员，不要有“闭门造车”的工作态度与心理，需要结合我国特色经济特点以及工业技术发展所呈现出来的特点，为波纹管膨胀节与柔性压力管道补偿元件制造事业制定出更加高质量的计划，最终帮助我国工业企业获得更好的发展。

参考文献：

[1]王军飞,李海文,黄坤鹏,付伟峰. 金属波纹管膨胀节在GIS中的应用[J]. 高压电器,2010,46(05):47-48.

[2]卢秀荣. 浅议金属波纹管膨胀节的力学特性、主要类型与工程应用[J]. 化工设备与管道,2010,47(02):38-44.

[3]蒋进. 无约束型金属波纹管膨胀节管线的支架设计[J]. 化学工程与装备,2016(09):166-169.

[4]于咏梅. 压力管道柔性设计及金属波纹管膨胀节的选用[J]. 河南化工,2009,26(01):36-37.

[5]华斌. 压力管道柔性设计及金属波纹管膨胀节的选用[J]. 中外企业家,2018(02):156.

[6]史磊,白占坤,方奇术. 核电厂海水循环水系统金属膨胀节失效分析[J]. 全面腐蚀控制,2021,35(12):52-55+66.