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浅谈Ω形膨胀节的特点

   

Ω形膨胀节波壳本身为圆环形壳体,内压作用下产生的周向与经向薄膜应力沿截面均匀分布。周向薄膜应力约为经向薄膜应力的一半,比无加强的U形波纹管的周向薄膜应力也小很多。由于Ω形膨胀节在波谷部分一般都设有加强环,它不仅承担波根外的大部分内压载荷,且对波壳的变形起到限制作用,承压变形以后截面形状及为圆形。这与弯曲应力较大的U形波纹管有很大同,U形波纹管除波峰、波谷部分变形外、环板部分也会产生变形。弯曲应力的作用对壳体是不利的,相当外于“有矩”状态,而Ω形的波壳在内压作用下基本上处于“无矩”状态,因而Ω形波纹管承压能力就要比U形波纹管高,其壁厚要比U形波纹管薄,并且还不易产生平面失稳。

过去曾认为,在大变形量和中、低压操作情况采用U形膨胀节,而只有在小变形量和压力较高时才使用Ω形膨胀节。这种认识是基于:在相同参数下,Ω形膨胀节补偿能力比U形膨胀节要差。但是,如果考虑二者在内压作用下应力状态的不同,Ω形膨胀节的承压能力则大大高于U形膨胀节。也即在相同的内压作用下,Ω形膨胀节的壁厚要比U形膨胀节小很多,因此,在相同的许用寿命情况下,Ω形膨胀节的补偿量并不比U形膨胀节小。

膨胀节的疲劳失效是由于环向裂纹所引起的,其寿命取决于总的经向应力值。由于Ω形膨胀节波壳与相应的无加强或带加强的U形膨胀节波壳中的内压经向弯曲应力相比要低,故总的经向应力值也明显降低,所以,Ω形膨胀节的疲劳寿命相对要高些。
从施工角度来看,当补偿量一定时,单波补偿量大者,所需波数就少,膨胀节的轴向长度就短,这在管网工程中也是十分有利的,可以相应减少工程量、降低造价。

总之,Ω形膨胀节有良好的性能,并且易于制造,完全符合对补偿器的几项基本要求。究竟在什么场合下选用U形膨胀节或Ω形膨胀节,目前尚无确定的界限。设计者和用户应根据工况条件,产品质量以及工程造价等权衡以后,做出适当的选择。

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