波紋膨脹節內壓失穩與爆破

波紋膨脹節作為熱位移補償元件在石油化工、冶金電力、管理工程等部門了廣泛應用。內壓作用下膨脹節的熱補償能力主要是靠波紋管變形實現的。由于波紋膨脹節超壓、不正常水壓試驗或過大的初始壓縮位移等,會導致膨脹節失效,而內壓失穩和爆破是膨脹節的主要失效形式。

1.內壓失穩內壓過大會導致膨脹節翹曲,降低其疲勞壽命、承載能力及吸收位移的能力,從而使膨脹節進一步翹曲,這樣的惡性循環,會使膨脹節短時間內在壓力不高的情況下失穩破壞,內壓可導致2種不同形式的失穩即平面失穩與柱失穩。

1.1內壓平面失穩理論及計算公式膨脹節內壓.平面失穩是指1個或多個波紋平面發生偏轉或移動,波紋所在的平面傾斜,不再垂直于膨脹節軸線,波距變化后與原波距之比超過1.15,膨脹節在長徑比較小時會發生平面失穩。平面失穩主要是由于內壓產生的膨脹節徑向彎曲應力過大,此時波谷處材料沿徑向形成塑性膠,直至材料全屈服,使波紋平面產生偏移和轉動。

1.2內壓柱失穩機理內壓柱失穩是由于膨脹節承受過大壓力,使波紋管中部出現整體側向偏移,波紋管中心線呈現彎曲,波距變化后與原波距之比超過1.15,類似于大柔度壓桿的失穩,膨脹節在長徑比較大時會產生柱失穩。

膨脹節柱失穩可通過計算柱臨界載荷的歐拉公式導出,充滿受壓流體的膨脹節在軸向受限制的條件下,其情況與大柔度受壓桿失穩相仿,非彈性區與彈性區柱失穩臨界壓力公式各取系數2.25,分別得出EJMA-1993中的柱失穩設計壓力公式。