Ω膨胀节设计计算
Ω膨胀节设计计算
Ω膨胀节设计计算膨胀节又称为伸缩节，是一种能够在温度变化引起的热胀冷缩或者其他变形情况下进行变形和补偿的密封元件。
它主要由金属或者橡胶等材料制成，广泛应用于管道、容器、泵阀等工业领域。
本文将讨论膨胀节设计与计算的相关问题。
首先，膨胀节的设计需要考虑以下几个主要因素：1.压力等级：根据所在系统的工作压力，确定膨胀节的材质和厚度。
一般来说，高压系统需要采用厚度较大的金属材料，而低压系统可以选择薄壁金属或橡胶材料。
2.温度范围：根据所在系统的工作温度，确认膨胀节所需的材质和形状。
不同温度下金属的热胀冷缩系数不同，因此需要根据工作温度范围来选择相应的金属材料或者橡胶材料。
3.变形量：根据管道或容器在工作温度变化下的变形量计算出膨胀节的伸长量或压缩量。
一般来说，膨胀节应能够吸收管道或容器在温度变化下的变形量的60%-80%。
4.材料选择：根据工作条件、介质性质等要求，选择合适的金属材料或者橡胶材料。
金属材料有不锈钢、铜、铝等可以选择，而橡胶材料则根据介质的酸碱性、温度等进行选择。
以上是膨胀节设计需要考虑的主要因素，接下来将介绍膨胀节的计算方法。
1. 线性膨胀节的计算方法：假设膨胀节工作温度范围内的膨胀系数为α（单位为mm/℃），管道或容器的长度变化量为ΔL（单位为mm），则膨胀节的长度变化量为ΔL/α。
2. 橡胶膨胀节的计算方法：橡胶膨胀节一般以其横向变形量（压缩量或伸长量）为设计依据。
假设橡胶膨胀节在工作温度范围内的纵向变形量为ΔL（单位为mm），则膨胀节的横向变形量为0.6ΔL。
3.膨胀节的弹簧刚度计算：膨胀节的弹簧刚度定义为单位位移所需的力。
根据膨胀节的设计工况和材料特性，计算出弹簧刚度，以保证膨胀节在工作条件下能够正确地进行变形和补偿。
综上所述，膨胀节的设计与计算需要综合考虑压力等级、温度范围、变形量以及材料特性等因素。
根据工程要求和实际应用情况，选择合适的设计参数和计算方法，确保膨胀节能够正常工作并具有所需的补偿和变形能力。
波纹管膨胀节详解
膨胀节的类型和构造一、波纹膨胀节的类型波纹管配备相应的构件，形成具有各种不同补偿功能的波纹膨胀节。
按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型。
轴向型：普通轴向型、抗弯型、外压型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。
横向型：单向横向型、万向铰链横向型、大拉杆横向型、小拉杆横向型。
角向型：单向角向型、万向角向型。
以上是基本分类，每类都具备共同的功能。
在一些特定情况还可以有特殊功能，如耐腐蚀型、耐高温型。
按特定场合的不同，分为催化裂化装置用、高炉烟道用。
按用于不同介质分为：热风用、烟气用、蒸汽用等。
二、波纹膨胀节的结构1、轴向型波纹膨胀节（1）普通抽向型：是最基本的轴向膨胀节结构。
其中支撑螺母和预拉杆的作用是支撑膨胀节达到最大额定拉伸长度和到现场安装时调整安装长度（冷紧）。
如果补偿量较大，可用两节，甚至三节波纹管。
使用多节时，要增加抗失稳的导向限位杆。
（2）抗弯型：增加了外抗弯套筒，使整体具有抗弯能力。
这样可以不受支座的设置必须受4D、14D的约束，支架的设置可以将这段按刚性管道考虑。
（3）外压型：这种结构使波纹管外部受压，内部通大气。
外壳必须是密闭的容器，它的特点是：1）波纹管受外压不发生柱失稳，可以用多波，实现大补偿量。
2）波纹内不含杂污物及水，停气时冷凝水不存波纹内可从排污阀排掉不怕冷冻。
3）结构稍改进也具有抗弯能力。
（4）直埋型：它的外壳起到井的作用，把膨胀节保护起来．密封结构防止土及水进入。
实际产品分防土型和防土防水型。
对膨胀节的特殊要求是必须与管道同寿命。
（5）一次性直理型：它的使用是装在管线上后整个管线加热升温到管线的设计温度范围的中间温度，管线伸长，波纹管被压缩，两个套筒滑动靠近，然后把它们焊死，再由检压孔打压检验焊缝不漏即可。
它的特点是：1）焊死后波纹管再不起作用，它的寿命一次就够。
2）波纹管的设计压力按施工加热的压力设计。
材质用普通碳钢。
2、横向型波纹膨胀节（1）单向横向型：它只能在垂直于铰链轴的平面内弯曲变形。
金属膨胀节波纹数量和膨胀量
金属膨胀节波纹数量和膨胀量1. 引言金属膨胀节是一种用于管道系统中的重要元件，用来吸收由于温度变化引起的管道伸缩。
在设计和选择金属膨胀节时，波纹数量和膨胀量是两个关键参数。
本文将详细介绍金属膨胀节波纹数量和膨胀量对其性能的影响，并给出相关的计算方法和选择建议。
2. 金属膨胀节波纹数量金属膨胀节的波纹数量直接影响其伸缩能力和柔性。
波纹越多，金属膨胀节的伸缩能力越大，柔性越好。
通常情况下，波纹数量越多，金属膨胀节的价格也会相应增加。
2.1 波纹结构金属膨胀节的波纹结构通常采用环状或者曲线形状。
环状结构由一系列相互连接的圆环组成，而曲线形状则由连续变化的曲线段组成。
不同结构对应不同数量的波纹。
2.2 波纹数量选择波纹数量的选择应根据具体的工程需求来确定。
一般情况下，大型管道系统或者需要较大伸缩能力的系统会选择波纹数量较多的金属膨胀节。
而对于小型管道或者伸缩要求不高的系统，波纹数量可以相对较少。
3. 金属膨胀节膨胀量金属膨胀节的膨胀量是指在温度变化下，金属膨胀节能够承受的最大位移。
膨胀量与波纹数量、波纹结构、材料性质等因素有关。
3.1 膨胀量计算方法金属膨胀节的膨胀量可以通过以下公式来计算：ΔL = α * L * ΔT其中，ΔL为金属膨胀节的膨胀量，α为材料的线性热膨胀系数，L为金属膨胀节长度，ΔT为温度变化值。
3.2 膨胀量与波纹数量关系一般情况下，金属膨胀节的膨胀量与其波纹数量成正比。
波纹数量越多，金属膨胀节的膨胀量也会相应增加。
因此，在设计金属膨胀节时，需要根据系统的温度变化范围和伸缩要求来选择合适的波纹数量。
3.3 膨胀量与波纹结构关系金属膨胀节的波纹结构也会对其膨胀量产生影响。
一般来说，环状结构的金属膨胀节由于具有更多的接触面积，其膨胀量会相对较大。
而曲线形状的金属膨胀节由于曲线段之间的连接点较少，其膨胀量相对较小。
4. 选择建议在选择金属膨胀节时，应综合考虑波纹数量和膨胀量两个参数，并根据具体工程需求进行选择。
橡胶膨胀节 伸长量 计算
橡胶膨胀节伸长量计算橡胶膨胀节是一种常见的管道连接元件，它具有一定的伸长量。
本文将从橡胶膨胀节的定义、伸长量的计算方法以及应用领域等方面进行介绍。
一、橡胶膨胀节的定义橡胶膨胀节是一种用来吸收管道系统因温度变化、振动或其他因素引起的热胀冷缩、位移和振动的变形元件。
它由橡胶和金属组成，外形呈波纹状或球形，具有一定的伸缩性能。
橡胶膨胀节能够在一定范围内吸收管道系统的变形，保护管道系统的正常运行。
二、伸长量的计算方法橡胶膨胀节的伸长量是指在一定的工作条件下，橡胶膨胀节能够承受的最大伸长量。
伸长量的计算方法主要受到以下几个因素的影响：1. 材料特性：橡胶膨胀节的伸长量与其材料的特性有关。
一般来说，橡胶的伸长性能较好，能够承受较大的伸长量。
2. 设计参数：橡胶膨胀节的伸长量还与其设计参数有关。
设计参数包括橡胶膨胀节的长度、波纹的高度、波纹的数量等。
一般来说，橡胶膨胀节的长度越长，波纹的高度越大，伸长量也会相应增加。
3. 工作条件：橡胶膨胀节的伸长量还与其工作条件有关。
工作条件包括橡胶膨胀节所处的温度、压力等。
一般来说，温度越高，压力越大，橡胶膨胀节的伸长量也会相应增加。
伸长量的计算方法一般通过实验确定。
在实验中，通过给橡胶膨胀节施加一定的拉力，测量其伸长量，然后可以得到伸长量与拉力之间的关系曲线。
根据该关系曲线，可以计算出橡胶膨胀节在不同工作条件下的伸长量。
三、橡胶膨胀节的应用领域橡胶膨胀节广泛应用于各种管道系统中，特别是在液体输送和热力系统中。
其主要应用领域包括以下几个方面：1. 石油化工行业：橡胶膨胀节常用于石油化工行业的管道系统中，用于吸收管道系统因温度变化、振动等引起的热胀冷缩和位移。
2. 钢铁行业：钢铁行业中的高炉、炼钢等设备需要使用大量的管道系统，橡胶膨胀节可以有效地减少管道系统的振动和位移，保护管道系统的正常运行。
3. 电力行业：电力行业中的发电设备、输电线路等都需要使用大量的管道系统，橡胶膨胀节可以有效地吸收因温度变化和振动引起的管道变形，保证电力系统的安全稳定运行。
膨胀节长度计算
膨胀节长度计算
膨胀节长度是指膨胀节在正常工作状态下的长度，它是膨胀节设计和使用中一个非常重要的参数。
膨胀节是一种用于补偿管道或容器由于温度变化而引起的热胀冷缩的变形元件。
当管道或容器受热膨胀时，膨胀节可以吸收这种变形，并通过伸缩来保持管道或容器的正常运行。
膨胀节长度的计算是膨胀节设计中的一个关键步骤。
首先，需要确定管道或容器的工作温度范围，以及其在最高和最低温度下的长度差。
然后，根据膨胀节的材料和结构特性，计算出膨胀节的伸长量或收缩量。
最后，通过膨胀节的伸缩量与长度差之间的关系，计算出膨胀节的长度。
在计算膨胀节长度时，需要考虑到膨胀节的工作条件和使用环境。
例如，如果膨胀节处于高温环境中，需要选择耐高温的材料，并考虑到材料的热膨胀系数。
另外，还需要考虑到膨胀节的使用寿命和可靠性要求，以确保膨胀节能够长期稳定地工作。
膨胀节长度的计算对于膨胀节的设计和选择非常重要。
正确计算膨胀节长度可以保证膨胀节能够有效地补偿管道或容器的热胀冷缩变形，保证系统的正常运行。
因此，在进行膨胀节设计时，需要仔细计算膨胀节长度，并根据实际情况进行调整和优化，以确保膨胀节的性能和可靠性。
压力管道金属波纹膨胀节设计计算要求
压力管道金属波纹膨胀节设计计算要求1 基本要求本文件规定了压力管道中的膨胀节设计、制造和安装的一般要求和设计计算的标准。
膨胀节所有元件的详细设计应由制造商负责。
2 对管道设计者的要求2.1 总贝管道设计者应提供膨胀节详细设计的设计工况以及对设置膨胀节的管道设计要求。
设计者应结合合金元素的含量、制造方法和最终热处理条件来确定材料产生应力腐蚀裂纹的敏感性。
除膨胀节中流动介质的性能外，设计者还应确定其外部环境和由千波纹管在低温下操作，可能在其外壁产生冷凝或结冰。
宜给出波纹管的单层最小厚度。
应确认膨胀节检修维护的可达性。
需要从膨胀节制造商处获得的数据至少包括：a）有效的承受轴向内压的面积；b）横向、轴向和扭转刚度；c）特定设计条件下的设计疲劳寿命；d）安装长度和质量；e）在管道上附加支撑或约束的要求；f）材料合格证明；g）最大实验压力；h）设计计算书；i）总装配图。
2.2 膨胀节设计条件管道设计提出的膨胀节设计条件应包括：a）静态设计条件本条件应包括正常操作状态下的压力、温度以及可能出现的压力、温度的波动上、下限。
如果所给出的膨胀节组件设计温度不是介质温度，则该温度应通过适当的换热计算方法或试验的方法来核实，或通过对在同样条件下服役的相同设备的测量来获得。
b）循环设计条件本条件应包括操作期内同时作用的压力、温度、所施加的端点位移、膨胀节本身的热膨胀所对应的循环数。
由短时工况引起的循环数(如开车、停车和非正常操作）应单独说明，并应叠加累积疲劳效应。
c）其他荷载除以上条件之外的其他荷载也需说明，包括动力荷载(如风荷载、地震荷载、热冲击、振动等）和重力荷载(如绝热材料、雪、冰等产生的重力荷载）。
d）流体特性同设计要求相关的流体介质特性应在设计条件中指定，如业主指定的介质类型、流体速率和方向、内部衬里等。
e）其他设计条件影响膨胀节设计的其他条件应在设计条件中说明，如保护套的使用，内、外隔热层，限位装置，其他约束，膨胀节上的外加接管(如排气和排液管）等。
标准膨胀节设计计算
4.2 内压在膨胀节中所产生的周向和经向薄膜应力
内压在 膨胀节 中产生 内压在 膨胀节 中产生
2
pr 2nt p
3
pr nt p
dp r d的经向薄膜应力和弯曲应力
起的膨 胀节中
5
Eb20t 2pe 10.92 r3
B1
位移引
起的膨
胀节中 组合应
6
Eb20t pe 1.82 r2
B2
力——
R 3 3 5 6
失效循4.4 疲劳寿命校合
环次数 ——
NC
15847.8 Tf R 288
3.25
许用循 环次数
N NC
nc
一个波4.5 膨胀节刚度计算
的理论
轴向弹
fi
d
p
Ebt t
3 p
n
10.92r 3
B3
基于柱4.6 柱状失稳压力校合（两端固定）
状失稳 的限制
13.950751 Mpa
ok!
设计安全系数—— nc
疲劳寿命温度修正系数—— Tf 4.应力和疲劳寿命校合
20 b
20 b
t b
4.1 内压引起的直边段和加强环中的周向薄膜应力 内压引
起直边 段中周
1 2
Pdb2 Ebt ntdb Ebt dc Ecttc
内压引
起加强 环中周
' 1
2
Pdc2 Ect ntdb Ebt dc Ecttc
2 1175 mm 1124 mm
11 Mpa 1.77E+05 Mpa 1.93E+05 Mpa 1.79E+05 Mpa
0.9 0.9 161 Mpa 120 Mpa 586 Mpa 582.6 Mpa 5000 8.03 mm
EJMA标准膨胀节设计计算
1. 形膨胀节直边段外直径——膨胀节层数——膨胀节一层的名义厚度——加强环的厚度——形圆环的内半径——形圆环中心线直径——考虑到成型减薄后膨胀节单层的实际厚度——形圆环的平均半径——总波数——加强环的平均直径——直边段平均直径——设计内压——膨胀节材料在设计温度下的弹性模量——膨胀节材料在室温下的弹性模量——加强环材料在设计温度下的弹性模量——膨胀节纵向焊接接头系数——加强环纵向焊接接头系数——设计温度下的膨胀节材料许用应力——设计温度下的加强环材料许用应力——膨胀节材料室温下强度限——膨胀节材料设计温度下强度限——设计循环次数一个波的轴向位移——膨胀节的形状因子——随形状因子变化的系数——随形状因子变化的系数——随形状因子变化的系数——膨胀节设计计算2.设计参数输入3.系数计算ΩΩΩΩΩNPtbE 20b E ︒tc E 1B 2B 3B e tb σ⎡⎤⎣⎦tc σ⎡⎤⎣⎦p t t =0.5i pr r nt =+c c d d t =+b d d nt=-26.61p p r d t μ=20b σtbσd nt ct i r p d b ϕcϕ设计安全系数——疲劳寿命温度修正系数——4.1内压引起直边段中周内压引起加强环中周4.2内压在膨胀节中产生内压在膨胀节中产生4.3位移引起的膨胀节中位移引起的膨胀节中组合应力——4.4失效循环次数——许用循环次数4.5一个波的理论轴向弹4.6基于柱状失稳的限制柱状失稳压力校合（两端固定）内压引起的直边段和加强环中的周向薄膜应力内压在膨胀节中所产生的周向和经向薄膜应力位移在膨胀节中产生的经向薄膜应力和弯曲应力疲劳寿命校合4.应力和疲劳寿命校合膨胀节刚度计算3B cn 2020tb bf b T σσσ+=()2'12tc c tt b b c c c Pd E ntd E d E t σ=+22ppr nt σ=()()32p p p pr d r nt d r σ-=-20251310.92b p E t e B r σπ=206221.82b p E t e B r σπ=3563R σσσσ=++ 3.2515847.8288C f R N T σ⎛⎫= ⎪ ⎪-⎝⎭[]Cc N N n =33310.92t p b p i d E t nf B r=20.15i s f P N rπ=()212tb b t t b bc c cPd E ntd E d E t σ=+。
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1. 形膨胀节几何参数输入
直边段外直径——
膨胀节层数——膨胀节一层的名义厚度——加强环的厚度——
形圆环的内半径——
形圆环中心线直径——
考虑到成型减薄后膨胀节单层的实际厚度——
形圆环的平均半径——总波数——加强环的平均直径——直边段平均直径——设计内压——膨胀节材料在设计温度下的弹性模量——膨胀节材料在室温下的弹性模量——加强环材料在设计温度下的弹性模量——膨胀节纵向焊接接头系数——加强环纵向焊接接头系数——设计温度下的膨胀节材料许用应力——设计温度下的加强环材料许用应力——膨胀节材料室温下强度限——膨胀节材料设计温度下强度限——设计循环次数
一个波的轴向位移——膨胀节的形状因子——随形状因子变化的系数——随形状因子变化的系数——随形状因子变化的系数——
膨胀节设计计算2.设计参数输入
3.系数计算
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P
t
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设计安全系数——
疲劳寿命温度修正系数——
4.1
内压引起直边段中周向薄膜应力——
内压引起加强环中周向薄膜应力——
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内压在膨胀节中产生的周向薄膜应力——
内压在膨胀节中产生的经向薄膜应力——
4.3位移引起的膨胀节中经向薄膜应力——位移引起的膨胀节中经向弯曲应力——
组合应力——4.4失效循环次数——许用循环次数——
4.5一个波的理论轴向弹性刚度——
4.6基于柱状失稳的限制设计压力——
柱状失稳压力校合（两端固定）内压引起的直边段和加强环中的周向薄膜应力
内压在膨胀节中所产生的周向和经向薄膜应力
位移在膨胀节中产生的经向薄膜应力和弯曲应力
疲劳寿命校合
4.应力和疲劳寿命校合
膨胀节刚度计算
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