U形膨脹節與Ω形膨脹節的區別

文章來源：http://www.dzzwjy.com 發布時間：2020-09-16 瀏覽次數：159

膨脹節是一種可以自由伸縮的彈性補償元件。可有效補償軸向和橫向變形。廣泛應用于石油化工、電力、建筑、冶金、機械等行業。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合，而Ω型膨脹節多用于高壓場合。近年來，隨著工業的快速發展，工作環境越來越惡劣。特別是隨著大型石化裝置的國產化，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優于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，無加勁環的單層單波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，其強度狀態受PM+Pb值的控制；無加勁環單層單波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，帶加勁環的q形膨脹節的內壓承載力遠大于無加強圈的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，具有加勁環的Ω形膨脹節的軸向補償遠小于相同幾何參數的無加強環的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，用有限元法計算的帶加強環的單層波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，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，與實測值比較，在壓力載荷下，兩種模型的計算誤差在150以內，在溫差載荷下，誤差在2%以內。可見，在換熱器結構的有限元分析中，可以選用梁單元和殼單元，得到了滿意的結果。

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。