波紋管上的應(yīng)力是由系統(tǒng)中的壓力和波紋管變形所產(chǎn)生的。壓力在波紋管上產(chǎn)生環(huán)(周向)應(yīng)力,而在波的側(cè)壁、波谷和波峰處產(chǎn)生徑向的薄膜和彎曲應(yīng)力。不能抗彎的薄殼有時(shí)稱為薄膜,忽略彎曲而算得的應(yīng)力則稱為薄膜應(yīng)力。波紋管變形時(shí)產(chǎn)生徑向薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。波紋管在工作時(shí),有的承受內(nèi)壓,有的承受外壓,例如波紋膨脹節(jié)和金屬軟管在多數(shù)情況下其波紋管承受內(nèi)壓,而用于閥門閥桿密封的波紋管一般情況下承受外壓在這里主要分析波紋管承受內(nèi)壓時(shí)的應(yīng)力,波紋管承受外壓的能力一般情況下高于耐內(nèi)壓能力。隨著波紋管的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)波紋管的應(yīng)力進(jìn)行大量的分析研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作,提出了許多供工程設(shè)計(jì)使用的計(jì)算公式、計(jì)算程序和圖表。但是,有的方法由于圖表或程序繁復(fù)使用不方便,有的方法假設(shè)條件不是過(guò)于簡(jiǎn)化就是過(guò)于理想,難以保證使用上的,不少方法未能為工程界所接受。
對(duì)于工作在壓縮狀態(tài)的波紋管,它的壓縮位移是:波紋管在壓力作用下,壓縮到波紋之間相互彼此接觸時(shí)所能產(chǎn)生的位移值,也稱為結(jié)構(gòu)允許位移,它等于波紋管自由長(zhǎng)度與壓縮長(zhǎng)度之差。
波紋管不產(chǎn)生塑性變形情況下所能獲得的位移稱為波紋管的允許位移。
波紋管在實(shí)際工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生殘余變形,殘余變形又稱變形或塑性變形,波紋管在力或壓力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)力或壓力卸除后,波紋管不恢復(fù)原始狀態(tài)的現(xiàn)象稱殘余變形,殘余變形通常用波紋管不恢復(fù)原始位置的量來(lái)表示又稱零位偏移。
不銹鋼波紋管主要有穩(wěn)定性及腐蝕。通過(guò)合理的設(shè)計(jì),波紋管波形參數(shù)和疲勞壽命、安裝正確及管系應(yīng)力分析完善等措施,可以解決波紋管的穩(wěn)定性。對(duì)于腐蝕,可以通過(guò)兩種方式解決:
合理的波紋管選材和補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),阻斷腐蝕源。
加強(qiáng)小室積水管理,從根本上解決腐蝕。
對(duì)用于供熱管網(wǎng)的波紋管的選材,除應(yīng)考慮工作介質(zhì)、工作溫度和外部環(huán)境外,還應(yīng)考慮應(yīng)力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對(duì)材料的影響等,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合波紋管材料的焊接、成型以及材料的性能價(jià)格比,優(yōu)選出經(jīng)濟(jì)實(shí)用的波紋管制作材料。
一般情況下,選用波紋管的材料應(yīng)滿意下列條件:
良好的塑性,便于波紋管的加工成形,且能通過(guò)隨后的處理工藝(冷作硬化、熱處理等)獲得足夠的硬度和強(qiáng)度。
高彈性極限、抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,保證波紋管正常工作。
良好的焊接性能,滿意波紋管在制作過(guò)程中的焊接工藝要求。
較好的耐腐蝕性能,滿意波紋管在不同環(huán)境下工作要求。