当前位置: 首页 » 技术文档 » 波纹管的计算

技术文档

波纹管的计算

发布时间:2012-03-29


       我国的国家标准《金属膨胀节通用技术条伯(GB/T12777-91)》、《钢制压力容器》和《钢制管壳式换热器(GB151-80)》中有关金属波纹管的计算均采用EJMA的计算方法。目前,我国的波纹膨胀节生产厂家大多也是应用EJMA法进行产品设计。
       KELLOGG法是美国凯洛格公司工程的规定方法,具有简便实用的特点,而且对各项计算内容的评定标准有一定的实践基础,故比较稳妥可靠,多年来在国外广为采用。如1977年日本工业标准JISB8243-1977和JISB2352-1977仍交KFLLOGG法列入其中。近些年来,凯洛格公司又在总结实践的基础上进一步对计算方法进行了修订,内容更加完善,计算准确性和应用范围大有改进,适于在工程设计中使用和参考。
       TOYO法由于其假设条件能较好反映波壳特性,计算有一定的准确性,而且算法简便,规定较具体,近些年来国内的工程设计上也有应用此种方法。但与上面两种方法相比,无论在计算内容和算式对有关实际因素的修正方面均有不及之处,作为通用性计算方法不够理想。
       维赫曼法在我和国也有应用,《钢制石油化工压力容器设计规定(1977年版)》就采用了此法。维赫曼法和AD法一个很大的缺点是不作疲劳分析,这对许多补偿量要求大、载何变动剧烈和波形比较特殊的场合,不很适用,具有很大的局限性。浜田-竹园法由于计算图表繁复,故国内很少采用此法。 
  金属波纹管的设计计算是一个复杂的弹性力学问题,而且随着波纹膨胀节在管道、设备、装置上日益广泛应用,波纹管的变形不再局限于弹性变形,而且有很大的塑性变形,仅用弹性力学的理论来分析将会产生较大误差。由于波纹管是一个复杂的壳体,其工艺过程及使用条件对性能又有很大的影响,故不可能提出能适应各种条件的工程上实用的计算公式。近些年来,人们作过大量的分析研究和实验验证工作,提出了不少工程设计使用的计算公式和图表。但是有的方法由于公式和图表繁复,工程设计使用不方便;也有些假设条件过于简化和理想,与实际应用情况偏差较大,难以保证工程上的安全可靠,均未能为工程界所接受。目前,能够符合工程实用要求的计算方法并不很多,应用较普遍的主要有以下几种方法:
      1.美国膨胀节制造商协会标准计算法(EJMA法);
      2.美国凯洛格公司计算法(KELLOGG法);
      3.日本东洋公司计算法(TOYO法);
      4.前苏联维赫曼等人提出的计算方法(维赫曼法);
      5.前西德AD受压容器规范计算法(AD法);
      6.日本浜四、竹园提出的计算法(浜田-竹园法)。
      EJMA法在计算方法上有比较明显的优点,如:对波壳的应力分析比较全面,假设条件较合理,加上算式对实际存在的影响了必要的修正,因而计算结果有一定准确性。同时,在内容上不仅对工程设计中必须考虑的问题,如强度、刚度、位移、疲劳、稳定性、振动等规定了相应的算式,而且对各种多层或单层、无加强和带加强元件的波壳均可适用,较好地了工程上实用的要求。特别是作为膨胀节制造者的专用标准,这个标准不仅在计算方法具有优点,而且对膨胀节的制造和使用,甚至包装运输部作出了相应的规定,因而EJMA有相当大的影响。目前国外一些标准和规定已逐步采用EJMA法,可推荐作为工程设计中的通用计算方法。