一、换热器波纹管膨胀节的作用：

　　GB/T 151中规定，当下述三个条件中任何一个不满足时，需要考虑加膨胀节1. 换热器的壳体和管束的轴向应力满足强度条件

　　壳体轴向应力 σs≤3[σ]sτ υ

　　管束轴向应力 σb≤3[σ]bτυ

　　2. 换热器的壳体和管束的轴向压缩应力应满足稳定条件：

　　壳体的压缩应力︱Nσs + Tσs︱≤B

　　管束的压缩应力︱Nσb + Tσb︱≤[σcr]

　　3. 管板与换热管间的拉脱力q不得大于许用拉脱力[q](胀接)或3[q](焊接）

　　二、膨胀节在换热器中的主要作用

　　1、用膨胀节的刚度来降低壳体的刚度，减小热应力。

　　2、膨胀节波峰内径产生的压力推力，加大了换热管的拉脱力。

　　所以膨胀节在应力计算中只用到2个参数 Dex , Kex。

　　三、膨胀节在换热器中的布置

　　1、卧式换热器膨胀节的设置：

　　设置在两个支座之间

　　注：膨胀节与折流板位置在一起，换热器中介质就会沿巨大的缝隙流动，使折流板的作用减弱，所以需要在设计过程中避免这种情况。

　　2、立式换热器膨胀节的设置：

　　注：无论膨胀节布置在耳座的上部还是下部，危险部位都是换热管与管板的连接处，所受的力都是管箱，半个筒体以及管板的重力，所以两种布置形式造成的应力基本一致。

　　3、浮头式换热器膨胀节设置：

　　注：膨胀节通常采用ZX波形，波纹管受内、外压。在设计时需要明确承压类型和大小。

　　四、波纹管膨胀节的常用形式

　　1、无加强U形波纹管

　　特点：工艺简单，造价低，补偿能力强，刚度小。

　　2、加强U形波纹管

　　特点：工艺简单，解决了波纹管的面失稳。

　　缺点：波纹管周向薄膜应力增强效果不明显，波纹管壁厚仍然较厚。

　　3、Ω形波纹管

　　特点：承压能力高

　　缺点：制造工艺复杂

　　五、膨胀节设计

　　1、选型

　　通常根据设计压力，设计温度进行选型

　　a、根据压力等级，参考GB/T -2018标准选取。

　　优点：标准化产品，工艺成熟，费用较低。

　　b、根据计算接管，在标准产品基础上调整。可调整波高，波距。

　　优点：产品相对灵活，可满足多重要求。

　　c、根据要求设计非标产品，如采用加强U型或Ω形波纹管。

　　优点：使用在一些设计压力较高的产品上。

　　2、计算

　　通常在校核波纹管时，通常是几个参数不合格。

　　a.波纹管周向薄膜应力

　　解决办法：加厚。

　　b. 波纹管组合应力超标，造成疲劳寿命不合格。

　　解决办法：控制位移量、增加波数、增加波高。对于非奥氏体不锈钢材料，要求组合应力小于2倍的设计温度下屈服强度。

　　c.平面失稳压力超标

　　解决办法：降低波高 、增加壁厚、调整材料的设计温度下屈服强度（不超过1.5倍）。

　　3、注意事项

　　a、 弯曲半径 ：R≥2.5δ

　　GB/T标准中规定

　　b、波高和波距的比值: h≥q/2

　　c、延伸率及*小壁厚：波高的设置主要根据材料的延伸率。在客户无特殊要求的情况下，尽量不要附加*小壁厚要求，因为制造厂为了满足*小壁厚加厚之后，波纹管的刚度和补偿能力将会下降。

　　4、材料

　　常用材料有：Q245R、Q345R、15Cr1MoV、S、S、S、 S、N 系列、N系列 。

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