波紋補償器中波紋元件的功能與安全使用技術檢驗

波紋補償器由波紋元件及接管（筒節）、導流筒、外護管、端板等相關結構件組成。波紋補償器（膨脹節、彈性節）主要用于補償管道的軸向位移及少數補償管道的橫向位移，減震吸噪，具有管系規劃簡略，易裝置，造價低等長處。但在用于大口徑管系時因內壓推力過大，要特別注意固定支架的強度，避免發作固定支架坍塌現象。波紋補償器可單獨用做軸向補償或橫向補償，但不宜單獨用作角向補償。波紋補償器所用的波紋元件又被稱作波紋管彈性元件廣泛應用于儀表及電動儀表中作為敏感元件、機械設備中作密封元件、也可作為兩種介質的隔離裝置、在管路中作為溫度補償器、也可用于氣動附件及電子工業、真空開關等方面。

波紋補償器與波紋管密不可分，這種波紋管主要是指用可折疊皺紋片沿折疊伸縮方向連接成的管狀彈性敏感元件。波紋管在儀器儀表中應用廣泛，主要用途是作為壓力測量儀表的測量元件，將壓力轉換成位移或力。波紋管管壁較薄，靈敏度較高，測量范圍為數十帕至數十兆帕。它的開口端固定，密封端處于自由狀態，并利用輔助的螺旋彈簧或簧片增加彈性。工作時在內部壓力的作用下沿管子長度方向伸長，使活動端產生與壓力成相應關系的位移?；顒佣藥又羔樇纯芍苯又甘緣毫Φ拇笮?。波紋管常常與位移傳感器組合起來構成輸出為電量的壓力傳感器，有時也用作隔離元件。由于波紋管的伸展要求較大的容積變化，因此它的響應速度低于波登管。波紋管適于測量低壓。

關于波紋補償器的功能性方面，波紋管上的應力是由系統中的壓力和波紋管變形所產生的。壓力在波紋管上產生環（周向）應力，而在波的側壁、波谷和波峰處產生徑向的薄膜和彎曲應力。不能抗彎的薄殼有時稱為薄膜，忽略彎曲而算得的應力則稱為薄膜應力。波紋管變形時產生徑向薄膜應力和彎曲應力。波紋管在工作時，有的承受內壓，有的承受外壓，例如波紋膨脹節和金屬軟管在多數情況下其波紋管承受內壓，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壓時的應力，波紋管承受外壓的能力一般情況下高于耐內壓能力。隨著波紋管的廣泛應用，人們對波紋管的應力進行大量的分析研究和實驗驗證工作，提出了許多供工程設計使用的計算公式、計算程序和圖表。但是，有的方法由于圖表或程序繁復使用不方便，有的方法假設條件不是過于簡化就是過于理想，難以使用上的穩定，不少方法未能為工程界所接受。

另外，波紋補償器也會將波紋管作為壓力測量儀表中的一種測壓彈性元件，它是具有多個橫向波紋的圓柱形薄壁折皺的殼體，波紋管具有彈性，在壓力、軸向力、橫向力或彎矩作用下能產生位移。波紋管在儀器儀表中應用廣泛，主要用途是作為壓力測量儀表的測量元件，將壓力轉換成位移或力。波紋管管壁較薄，靈敏度較高，測量范圍為數十帕至數十兆帕。另外，波紋管也可以用作密封隔離元件，將兩種介質分隔開來或防止流體進入設備的測量部分。它還可以用作補償元件，利用其體積的可變性補償儀器的溫度誤差。有時也用作為兩個零件的彈性聯接接頭等。波紋管按構成材料可分為金屬波紋管、非金屬波紋管兩種；按結構可分為單層和多層。單層波紋管應用較多。多層波紋管，好，應力小，用在重要的測量中。波紋管的材料一般為青銅、黃銅、不銹鋼、蒙乃爾合金和因康鎳爾合金等。

使金屬波紋元件或其它彈性元件產生單位位移所需要的載荷值稱為元件的剛度，一般用“K”表示。如果元件的彈性特性是非線性的，則剛度不再是常數，而是隨著載荷的增大發生變化。一般工程用的波紋管類彈性元件，剛度允差可限定在+/-50%之內。波紋管的剛度按照載荷及位移性質不同，分為軸向剛度、彎曲剛度、扭轉剛度等。在波紋管的應用中，絕大多數的受力情況是軸向載荷，位移方式為線位移。

一般情況下，選用波紋膨脹節的材料應滿意下列條件：

（1）、抗拉強度和疲勞強度，波紋膨脹節正常工作。

（2）良好的焊接性能，滿意波紋膨脹節在制作過程中的焊接工藝要求。

（3）良好的塑性，便于波紋膨脹節加工成形，且能通過隨后的處理工藝（冷作硬化、熱處理等）獲得足夠的硬度和強度。

（4）較好的性能，滿意波紋膨脹節在不同環境下工作要求。

有時，用戶使用波紋補償器需要預先對其進行焊接組裝。為了波紋補償器能夠供正常的使用，需要對焊接組裝后的波紋補償器進行技術檢驗，具體的檢驗內容整理如下。

（1）波紋管直邊段內外徑的尺寸公關應符合GB1804中H12級要求。

（2）波紋補償器與管道（或設備）的連接法蘭和端管的尺寸及技術要求應符合相應的標準。端管連接時，兩端管口應開30度±2.5度的坡口。

（3）波紋補償器的端管為鋼板卷制電焊管時，端管的外接端四周長公差和圓度公差應符合公差表。

（4）波紋管與端管（或法蘭）等相連的環焊縫應采用鎢極氬弧焊或熔化極氟弧焊，波紋管單層壁厚大于2mm時可采用電弧焊。

（5）補償器各部位的焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，咬邊不得大于0.5mm。

（6）波紋補償器承壓焊縫焊接之后，應對承壓焊縫進行壓力試驗，試驗壓力為設計壓力的1.5倍。根據膨脹節的容積大小，保壓10-30min，檢查膨脹節各部位有無滲漏，受壓時波距與受壓前波距之比不超過1.15。

（7）外觀和幾何尺寸的檢驗。膨脹節兩端面同軸度公差；當公稱通徑小于等于500mm時，為5mm；當公稱通徑大于500mm時，為公稱通徑的1%，且小于等于10mm。補償器兩端面與主軸線垂直度公差為公稱通徑的1%，且小于等于3mm。