波纹管膨胀节学习
2014年膨胀节专业技术培训讲义
简化模型： 两端固支的直梁，B端相对于 A端的挠度为Δ，设A点为波谷， B点为波峰， 点为波峰 Δ=e/2，两端转 两端转
角为零。
12
由圣维南的力矩—面积法第二定理：
1 1 2 h 1 2 5h Mh 2 M M EJ 2 h 6 2 h 6 6EJ
序号 1 2 3 工作介质（场合） 热水、空气 蒸汽、热风、成品油 催化裂化装置、介质中含 高氯离子场合、柴油机排 气、海水、高压容器 许用疲劳寿命（次） 500 1000 3000
波纹管膨胀节技术特性表 技术特性表一般应给出膨胀节公称直径、工 作压力、工作温度（无隔热层时，工作温度等于 介质温度；有隔热层时，应给出波纹管设计温度 和介质温度两栏）、 膨胀节位移量及相应的疲劳 寿命和刚度 。
波纹管膨胀节设计所需的基础知识主要有： 材料力学、板壳理论、弹性力学、塑性力学、 机械振动基础、金属材料的腐蚀与防护 EJMA、GB/T12777、GB16749、ASME等相关标准 有限元分析应用软件： NANSIS 、 I-DEAS
3
☼波纹管设计参数的确定
波纹管设计温度 设置膨胀节管系输送介质的温度通常由设计院或用户提供， 可根据该温度和膨胀节的结构型式确定波纹管的设计温度。 对于供热系统用膨胀节，用于热水管系的波纹管，设计温 度一般取150℃，用于蒸汽管系的波纹管，设计温度一般取 350℃。 当介质温度高于波纹管用材允许使用温度范围时，可采用 内隔热结构降低波纹管工作温度。隔热层厚度一般同管道 隔热衬里厚度，隔热后的波纹管设计温度可参照加热炉隔 热效果设计方法计算或根据经验取350℃。
Inconel625(Ⅱ) 耐蚀合金 Incoloy800
593~815 （650~710慎用)
ptfe波纹管膨胀节
ptfe波纹管膨胀节
PTFE波纹管膨胀节是一种由聚四氟乙烯（PTFE）材料制成的波纹管，具有优良的耐高温、耐腐蚀和耐老化性能。
它广泛应用于各种管道系统中的补偿和吸收振动，能够承受高温和化学腐蚀，并且具有较长的使用寿命。
PTFE波纹管膨胀节的制造过程包括将PTFE材料通过特殊工艺加工成波纹状结构，这种结构可以使其具有较大的自由伸缩量，能够吸收和释放热量和振动。
此外，由于PTFE材料本身的摩擦系数较低，因此波纹管膨胀节能够在各种环境下轻松地移动和转动。
在使用过程中，PTFE波纹管膨胀节通常被放置在管道系统中，以补偿由于温度变化、振动等原因引起的管道长度或角度变化。
它能够吸收管道系统中的应力，减少振动和噪音，保护管道系统免受损坏。
总之，PTFE波纹管膨胀节是一种高性能的管道配件，具有广泛的应用前景。
u形波纹管膨胀节刚度和应力计算
u形波纹管膨胀节刚度和应力计算第一部分：简介1. 什么是U形波纹管膨胀节U形波纹管膨胀节是一种用于管道系统中的重要组件，它能够吸收由于管道热胀冷缩或其它原因引起的位移，从而保护管道系统不受损坏。
它通常由金属材料制成，具有良好的柔韧性和耐压性。
2. U形波纹管膨胀节的设计原理U形波纹管膨胀节的设计原理是基于材料的弹性特性和热胀冷缩原理。
当管道系统受热膨胀时，膨胀节可以伸展以吸收这种变形，从而避免管道系统产生过大的应力。
3. 膨胀节的重要性膨胀节在管道系统中扮演了非常重要的角色，它不仅可以保护管道系统的结构完整性，还可以减少管道系统受力集中，延长管道的使用寿命。
第二部分：U形波纹管膨胀节的刚度计算4. 刚度的定义在U形波纹管膨胀节中，刚度是一个非常重要的参数。
它反映了膨胀节在吸收变形时的弹性特性，也是判断膨胀节性能的重要指标。
5. 刚度计算的方法对于U形波纹管膨胀节的刚度计算，通常采用弹性力学的原理。
直接推导计算较为繁琐，通常可以通过有限元分析等数值方法来进行计算。
第三部分：U形波纹管膨胀节的应力计算6. 应力的定义除了刚度外，膨胀节在工作时还会受到一定的应力。
应力是另一个关键的参数，它反映了膨胀节在工作状态下的受力情况。
7. 应力计算的方法针对U形波纹管膨胀节的应力计算，同样可以采用弹性力学原理和有限元分析等方法来进行计算。
在实际工程中，应力计算是确保膨胀节安全可靠工作的重要依据。
第四部分：总结与展望8. 对U形波纹管膨胀节刚度和应力计算的个人观点和理解通过对U形波纹管膨胀节的刚度和应力计算的了解，我深刻认识到这是一个复杂而又重要的工程问题。
合理的刚度和应力计算不仅可以保证膨胀节的正常工作，还可以降低管道系统的维护成本，延长使用寿命。
9. 展望随着现代工程技术的不断发展，对U形波纹管膨胀节刚度和应力计算的研究也在不断深化。
未来，希望能够通过更精确的理论计算方法和工程实践经验相结合，为U形波纹管膨胀节的设计和应用提供更可靠的技术支持。
波纹管膨胀节详解
膨胀节的类型和构造一、波纹膨胀节的类型波纹管配备相应的构件，形成具有各种不同补偿功能的波纹膨胀节。
按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型。
轴向型：普通轴向型、抗弯型、外压型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。
横向型：单向横向型、万向铰链横向型、大拉杆横向型、小拉杆横向型。
角向型：单向角向型、万向角向型。
以上是基本分类，每类都具备共同的功能。
在一些特定情况还可以有特殊功能，如耐腐蚀型、耐高温型。
按特定场合的不同，分为催化裂化装置用、高炉烟道用。
按用于不同介质分为：热风用、烟气用、蒸汽用等。
二、波纹膨胀节的结构1、轴向型波纹膨胀节（1）普通抽向型：是最基本的轴向膨胀节结构。
其中支撑螺母和预拉杆的作用是支撑膨胀节达到最大额定拉伸长度和到现场安装时调整安装长度（冷紧）。
如果补偿量较大，可用两节，甚至三节波纹管。
使用多节时，要增加抗失稳的导向限位杆。
（2）抗弯型：增加了外抗弯套筒，使整体具有抗弯能力。
这样可以不受支座的设置必须受4D、14D的约束，支架的设置可以将这段按刚性管道考虑。
（3）外压型：这种结构使波纹管外部受压，内部通大气。
外壳必须是密闭的容器，它的特点是：1）波纹管受外压不发生柱失稳，可以用多波，实现大补偿量。
2）波纹内不含杂污物及水，停气时冷凝水不存波纹内可从排污阀排掉不怕冷冻。
3）结构稍改进也具有抗弯能力。
（4）直埋型：它的外壳起到井的作用，把膨胀节保护起来．密封结构防止土及水进入。
实际产品分防土型和防土防水型。
对膨胀节的特殊要求是必须与管道同寿命。
（5）一次性直理型：它的使用是装在管线上后整个管线加热升温到管线的设计温度范围的中间温度，管线伸长，波纹管被压缩，两个套筒滑动靠近，然后把它们焊死，再由检压孔打压检验焊缝不漏即可。
它的特点是：1）焊死后波纹管再不起作用，它的寿命一次就够。
2）波纹管的设计压力按施工加热的压力设计。
材质用普通碳钢。
2、横向型波纹膨胀节（1）单向横向型：它只能在垂直于铰链轴的平面内弯曲变形。
膨胀节基础知识
非
金
• 纤维织物膨胀节由耐高温复合材料 ，即硅橡胶，玻璃纤维，复合无碱
属
布，隔热棉等柔性材料构成
膨
• 主要技术参数：
胀 节
压力： • 温度：-20°-500° • 圆形：DN50-DN5000
膨胀节型号体现措施
• 对于复式自由型膨胀节（代号FZ）和弯管压 力平衡型膨胀节（代号WP），设计位在前，设计横向位移在后，两 个设计位移之间用“/”号连接。在承制方旳 产品样本中，前一种设计位移为单一设计 轴向位移（设计横向位移为零时），后一 种设计位移为单一设计横向位移（设计轴 向位移为零时）。
• 套管伸缩节由能够作轴向相对运
金
动旳内外套管构成。内外套管之 间采用填料函密封。使用时保持
属
两端管子在一条轴线上移动。
膨
胀
节
金
属
膨
胀 节套
筒 式 膨 胀 节
• 产品主要有套筒(芯管),外壳,密封材 料等构成.用于补偿管道旳轴向伸 缩及任意角度旳轴向转动.
金
• 套筒式补偿器旳内套筒与管道连接,采用 高性能自压式动密封旳原理与构造,它能
• 对于膨胀节设计位移，在承制方产品样本 中应明确阐明波纹管旳设计温度、设计疲 劳寿命和材料等设计条件；订购方在规定
膨胀节型号体现实例如下：
• 设计压力为1.6MPa，公称通径为1000mm,设计轴 向位移为205mm，端部连接为焊接型式，波纹管 为无加强U形旳外压单式轴向型膨胀节，其型号体 现为：WZUH1.6-1000-205。 设计压力为0.6MPa，公称通径为800mm，设计轴 向位移（设计横向位移为零时）为35mm，设计横 向位移（设计轴向位移为零时）为10mm,端部连 接为法兰型式，波纹管为∩形旳弯管压力平衡型 膨胀节，在承制方旳产品样本中其型号体现为： wpof0.6-800-35/10.
膨胀节PPT幻灯片课件
的多维方向补偿，能较好的消除各种管道安
特
装连接时产生的多向误差。
性
• 2 、橡胶和纤维织具有优越的吸声隔震功能 ，能有效的减少和消除锅炉、风机等系统品
声和震动的传递。
• 3 、橡胶和纤维织无力的传递损耗，减少了 设计程序，无需增加其它辅助设施。
• 4 、橡胶和纤维织及隔热材料具有较高耐热 和耐腐蚀性能，永不生锈，减少维修费用。
6
原理图：
拉力P 支撑位移F饶形结构E
7
结
• 由于膨胀节作为一种能自由伸缩 的弹性补偿元件，具有工作可靠
构
、性能良好、结构紧凑等优点，
应
已广泛应用在化工、冶金、核能 等部门。
用
• 在容器上采用的膨胀节，有多种 形式，就波纹的形状而言，以U形
特
膨胀节应用得最为广泛，其次还
点
有Ω形和C形等。而在管道上采用 的膨胀节就结构补偿而言，又分
膨
向变形
胀
节
波 纹 管 膨 胀 节
16
转角式
横向式
17
金
应用和特点
属 膨
• 这类膨胀节的优点是节省空间， 节约材料，便于标准化和批量生
胀
产，缺点是寿命较短。
节
• 一般用于温度和压力不很高、长
波
度较短的管道上。随着波纹管生
纹
产技术水平的提高，这类膨胀节
管
的应用范围正在扩大。目前，波
膨
纹管膨胀节可用在最高压力6.0
金
• 套筒式补偿器的内套筒与管道连接,采用 高性能自压式动密封的原理与结构,它可
属
Hale Waihona Puke 以随着管道的伸缩在外壳内进行自由滑
膨
动,能适应任何管道的密封要求. • 外壳与内套筒之间采用新型合成材料密
波纹管膨胀节
波纹管膨胀节波纹管膨胀节是一种用于管道系统的重要设备，用于吸收由于温度变化引起的管道伸缩。
它具有很大的应用价值，并在各个领域得到广泛应用。
本文将详细介绍波纹管膨胀节的原理、结构、分类、工作原理以及使用注意事项。
波纹管膨胀节是一种用于管道系统的柔性连接器，其主要作用是吸收温度变化引起的管道伸缩。
由于金属材料的特性，当管道受热膨胀或受冷缩小时会产生应力。
而波纹管膨胀节通过其特殊的波纹结构，可以有效地吸收这些应力，保护管道系统的完整性。
波纹管膨胀节的结构相对简单，通常由两个法兰连接的金属波纹管组成。
金属波纹管的波纹结构能使其具有较大的伸缩量，同时保证了管道系统的密封性。
波纹管膨胀节的内部压力一般较低，但能够承受一定的外部压力，以保证管道系统的正常运行。
根据波纹管膨胀节的结构和材料的不同，可以将其分为多种类型。
常见的类型包括金属波纹管膨胀节、橡胶波纹管膨胀节等。
金属波纹管膨胀节具有耐高温、耐压力的特点，适用于一些高温、高压的管道系统；而橡胶波纹管膨胀节由橡胶和加固层构成，具有较好的柔性和密封性能。
波纹管膨胀节的工作原理是通过其波纹结构来吸收管道伸缩产生的应力。
当管道受热膨胀或受冷缩小时，波纹管膨胀节会自动伸缩，从而避免管道系统的破裂或漏水。
而当管道系统的温度恢复正常时，波纹管膨胀节也可以自动回到原始的状态，保持管道的紧密连接。
在使用波纹管膨胀节时，需要注意以下几点。
首先，选择合适的波纹管膨胀节型号和材料，以适应管道系统的工作环境和工作条件。
其次，安装时应注意波纹管膨胀节的方向和位置，以保证其正常工作。
最后，在使用过程中要定期检查波纹管膨胀节的密封性和波纹的状况，及时更换损坏的部件。
总的来说，波纹管膨胀节作为管道系统中的重要设备，具有重要的作用。
它能够有效地吸收由温度变化引起的管道伸缩，保护管道系统的完整性。
在选择和使用波纹管膨胀节时，我们需要根据实际需求作出合适的选择，并注意其安装和维护。
通过正确使用波纹管膨胀节，我们将能够确保管道系统的正常运行，达到预期的效果。
金属波纹管膨胀节拉杆_概述说明以及解释
金属波纹管膨胀节拉杆概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文旨在介绍和解释金属波纹管膨胀节拉杆的概念、结构设计以及应用情况。
金属波纹管膨胀节拉杆是一种重要的工程连接件，在各个行业中广泛应用。
通过对其定义、作用和原理的解释，以及对结构设计、选材与制造工艺、连接方式和受力特点的探讨，可以更好地理解该装置在实际工程中的应用。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，具体如下：第一部分为引言，概述了文章的目的和内容安排。
第二部分将详细介绍金属波纹管膨胀节拉杆的概念与定义，并解释了波纹管和膨胀节在整个装置中的作用和原理。
同时，强调了拉杆在膨胀节中扮演的重要角色。
第三部分将重点讲述金属波纹管膨胀节拉杆的结构设计。
包括拉杆选材与制造工艺、拉杆与波纹管之间不同连接方式的优缺点分析，以及针对拉杆受力特点所需考虑的设计因素。
第四部分将详细介绍金属波纹管膨胀节拉杆在实际应用中的情况。
具体包括工程领域中使用金属波纹管膨胀节拉杆的案例分析，以及该装置在机械行业和其他行业中的应用现状和发展趋势。
最后一部分为结论，总结并评价了金属波纹管膨胀节拉杆，并展望了其未来的应用前景。
1.3 目的本文的目的是通过对金属波纹管膨胀节拉杆进行全面深入地探讨，提供读者对该装置的理解和认识。
同时，希望能够揭示各个方面与该拉杆相关的知识和信息，具有一定参考价值。
最终目标是促进这种装置在各行业中更广泛、更有效地应用，并推动其技术和设计不断发展创新。
通过本文阐述，期望读者能够对金属波纹管膨胀节拉杆有更全面、准确的认知，并在相关领域中得到实际应用。
2. 金属波纹管膨胀节拉杆概述2.1 金属波纹管膨胀节的定义金属波纹管膨胀节是一种用于补偿由于温度变化和压力变化而引起的管道、容器或设备在热膨胀和冷缩过程中产生的长度变化。
它由外壳、内衬、连接管法兰等组成并具有可伸缩性。
2.2 波纹管和膨胀节的作用和原理波纹管是金属制成的一种薄壁柔性管道，具有良好的弹性和延展性。
膨胀节基础知识
一、金属膨胀节产品简介 2、补偿量与循环寿命膨胀节补偿量与循环寿命次数有直接联系，循环寿命次数指波纹管在工作压力下，以所列补偿量为行程往返为一次的总次数，系列中补偿量值，是在保证许用寿命1000次的条件下，确定补偿量范围，安全系数15倍。
若实际循环次数不为1000次，可根据实际寿命次数在表中查出补偿量修正系数FN 乘以系列中1000次寿命下的补偿量值，得到实际补偿量的近似值，即实际补偿量＝系列中补偿量×补偿量修正系数。
产品代号标记的组成 3.1产品代号的组成：×产品长度法兰或接管材料代号6T3008E-B 450波纹管材料代号波数设计压力膨胀节形式代号公称通径3.2有关上述代号组成的说明 3.2.1设计压力设计压力一样本参考中的压力值（MPa ）的10倍表示。
按样本中的通径值表示 3.2.4波数波数用总波数表示 3.2.5波纹管材料代号见表，凡不属于表的材料不注，但应在订货技术说明书或合同说明书中波纹管材料代号不注 E G H3.2.6连接形式法兰和接管两种形式。
本公司采用法兰标准JB81-94，当采用其它形式法兰时，请另注明法兰标准。
连接方式接管连接法兰连接连接形式代号J F3.2.7接管（法兰）材料代号见表，凡不属于表的材料不注，但应在订货技术说明书或者合同中注明所用材料。
材料牌号Q235-A 0Cr18Ni9接管（法兰）材料代号不注 B4、管系支架的设置4.1 管系及支架各类主固定支架，次固定支架及导向支架应有足够的强度和刚度。
4.2 膨胀节对固定支架的作用力4.2.1非约束型膨胀节对于主固定支架的作用力：内压推力：Fp=工作压力Pg×有效面积S弹性力：Fn=产品刚度Kn×位移量n(n:X、Y）4.2.2约束型膨胀节的弹性力的计算：约束型膨胀节在管系安装处，由于补偿位移对次固定支架产生的弹性力：DH型横向弹力Fy=产品横向刚度Ky×横向位移Y弯矩My=产品横向弹力Fy×产品中点（L/2）至管道弯头中心线的距离J、WJ型弯矩Ma＝产品角向刚度Ka×角位移量a4.2.3 各压力平衡型膨胀节对次固定支架的作用力：按以上各弹性力计算公式即可。
波纹管膨胀节在工程现场的使用(最新版)
常用膨胀节类型
1. 按是否能吸收管道内介质压力所产生 的压力推力（盲板力），可分为无约束 型波纹管膨胀节和有约束型膨胀节。
常用膨胀节类型
2. 按波纹管的波形结构参数，可分为U形、 Ω形、S形、V形；目前多数采用U形波纹。
常用膨胀节类型
3. 按波纹管的位移型式，可分为轴向型、横 向型、角向型及压力平衡型波纹管膨胀节。 这是目前通用分类,惯例是综合它的特 性分类的，没有严格的标准。“盲板力” Nhomakorabea念的理解
密闭管道内压力介质对管道的作用力：
如果在管段中加入柔性 连接件（波纹管膨胀节） ，这个力就会将连接件拉 伸
“盲板力”概念的理解
盲板力：
在管道系统中，压力介质对管道的作 用力在轴向的体现。
盲板力的粗略估算：
F=P × S
F:盲板力 Kgf P：压强 Kgf /cm2 S:管道截面积cm2
2、分析计算线性膨胀量； 3、对角依次紧固约束螺栓，使达到预补
偿量； 3、拉杆螺栓加背帽（很重要）。
波纹管膨胀节的作用机理
更严谨的膨胀节安装方法 ： 在膨胀节被安装到管道上之前，对
其反向补偿；管道安装完成后，对其预 补偿调整；管道温变后膨胀节将接近自 由状态。
例如：工作状态受热的管道上先将膨胀节拉伸，管道安 装完成后，对其压缩调整。受热后管道伸长，膨胀 节将达到接近自由状态的形状。
低温系统中，预补偿方向相反，即约 束波纹管时，预拉长（预留管道收缩量）。
波纹管膨胀节的作用机理
膨胀节的“预补偿” 管道的膨胀量公式: △L=α×L×△T
L:管道长度m α:为线膨胀系数，碳钢取0.012mm/m △T:管道温差
预补偿的量，可参考理论膨胀量，根据实 际情况决定。
波纹管膨胀节详解
膨胀节的类型和构造一、波纹膨胀节的类型波纹管配备相应的构件，形成具有各种不同补偿功能的波纹膨胀节。
按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型。
轴向型：普通轴向型、抗弯型、外压型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。
横向型：单向横向型、万向铰链横向型、大拉杆横向型、小拉杆横向型。
角向型：单向角向型、万向角向型。
以上是基本分类，每类都具备共同的功能。
在一些特定情况还可以有特殊功能，如耐腐蚀型、耐高温型。
按特定场合的不同，分为催化裂化装置用、高炉烟道用。
按用于不同介质分为：热风用、烟气用、蒸汽用等。
二、波纹膨胀节的结构1、轴向型波纹膨胀节（1）普通抽向型：是最基本的轴向膨胀节结构。
其中支撑螺母和预拉杆的作用是支撑膨胀节达到最大额定拉伸长度和到现场安装时调整安装长度（冷紧）。
如果补偿量较大，可用两节，甚至三节波纹管。
使用多节时，要增加抗失稳的导向限位杆。
（2）抗弯型：增加了外抗弯套筒，使整体具有抗弯能力。
这样可以不受支座的设置必须受4D、14D的约束，支架的设置可以将这段按刚性管道考虑。
（3）外压型：这种结构使波纹管外部受压，内部通大气。
外壳必须是密闭的容器，它的特点是：1）波纹管受外压不发生柱失稳，可以用多波，实现大补偿量。
2）波纹内不含杂污物及水，停气时冷凝水不存波纹内可从排污阀排掉不怕冷冻。
3）结构稍改进也具有抗弯能力。
（4）直埋型：它的外壳起到井的作用，把膨胀节保护起来．密封结构防止土及水进入。
实际产品分防土型和防土防水型。
对膨胀节的特殊要求是必须与管道同寿命。
（5）一次性直理型：它的使用是装在管线上后整个管线加热升温到管线的设计温度范围的中间温度，管线伸长，波纹管被压缩，两个套筒滑动靠近，然后把它们焊死，再由检压孔打压检验焊缝不漏即可。
它的特点是：1）焊死后波纹管再不起作用，它的寿命一次就够。
2）波纹管的设计压力按施工加热的压力设计。
材质用普通碳钢。
2、横向型波纹膨胀节（1）单向横向型：它只能在垂直于铰链轴的平面内弯曲变形。
波纹管膨胀节的选型设计与应用教材
金属波纹管膨胀节的设计与应用膨胀节也称补偿器，是一种弹性补偿装置，主要用来补偿管道或设备因温度影响而引起的热胀冷缩位移(有时也称热位移)。
膨胀节的补偿元件是波纹管。
在操作过程中，波纹管除产生位移(变形)外，往往还要承受一定的工作压力，因此，膨胀节也是一种承压的弹性补偿装置，所以，保证其安全可靠地工作是十分重要的。
膨胀节除作为热位移补偿装置使用外，也常被用于隔振和降噪。
膨胀节波纹管的波形较多，常用的有U形、Ω形、S形等，在这里，主要介绍U形波纹管膨胀节的设计与应用中的有关问题。
1、膨胀节结构类型及其应用1.l U形波纹管膨胀节的结构类型U形波纹管膨胀节的结构类型较多，不同类型的膨胀节，适用的场合也各不相同。
主要的类型有单式轴向型、单式和复式铰链型、复式自由型、复式拉杆型、直管和弯管压力平衡型等。
各种类型的结构示意图见图l~图10。
为提高膨胀节的承载能力，可设计带加强环或稳定环的膨胀节，其纳构示意如图11所示。
(1) 单式轴向型膨胀节由一个波纹管及结构件组成、主要用于吸收轴向位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图1)。
(2) 单式铰链型膨胀节由一个波纹管及销轴、铰链板和立板等结构件组成、受波纹管压力推力的膨胀节(见图2)。
(3) 单式万向铰链型膨胀节由一个波纹管及销轴、铰链板、万向环和立板等结构组成、能在任一平而内角位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图3）。
(4) 复式自由型膨胀节由中间管所连接的两个波纹管(及控制杆或四连杆)等结构件组成、主要用于吸收轴向与横向组合位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4)。
(5) 复式技杆型膨胀节由中间管所连接的两个波纹管及拉杆和端板等结构件组成、能吸收任一方向横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节，(见图5)。
(6) 复式铰链型膨胀节由中间管所连接的两个波纹管及销轴、铰链板和立板等结构件组成、只能吸收单方向横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图6)。
膨胀节基础知识介绍 ppt课件
PPT课件
4
金属膨胀节
无约束型 通用型（TB) TB型膨胀节主要用于吸收轴向位移 相关参数有压力、口径、温度、轴向补偿量、连接方式、安装长度等 客户关心使用寿命、轴向刚度、盲板推力 在安装时注意安装方向和在试压（管路整体）前将所有拉杆松开或拆除。
PPT课件
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金属膨胀节
无约束型 复式型（ZA ZB)
相关技术参数有压力、口径、 径向补偿量、安装长度、径 向刚度、连接方式等。
与三向小拉杆的区别，大拉 杆主要用于压力管线。
PPT课件
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金属膨胀节
有约束型 角向、万向
必须成对使用。 只能吸收角向位移。 是所有膨胀节中计算最复杂的。 万向是通过平衡环将角向变形成任意方向变形。 两个万向通过管道连接起来就是一个横向大拉杆膨胀节。
5、输送管线（消防、石油、煤气、水等） 6、船舶业
PPT课件
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膨胀节的分类
膨胀节
金属膨胀节
非金属膨胀节
无约束形
约束形
对插式
PPT课件
浮动导筒
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金属膨胀节
无约束形
无约束形膨胀节：是未对波纹管进行约束的膨胀节。 对支座有盲板推力。
常见的类型
1、通用型（TB） 2、复式型 分复式带座（ZB）和复式不带座（ZA) 3、外压型 分单式和复式 4、三向小拉杆型
常见的型号 1、横向大拉杆（DHB) 2、角向型（铰链J） 3、万向型（WJ） 4、压力平衡型 a 旁通压力平衡 b 直管压力平衡 c 曲管压力平衡
PPT课件
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金属膨胀节
有约束型 横向大拉杆（DHB）
能吸收径向补偿量，且径向 补偿量较大。
稳定性很强，是利用波纹管 发生角向变形，通过其结构 转变成径向位移。
膨胀节基础知识课件
火炬放空单元、紧急烟气放空单元
• 特点
温度压力相对低，但有流阻要求
• 结构设计特点
设计压力需考虑吹扫压力，结构应简单，缩径少
• 波纹管选材波纹管材料常用36L。• 常用产品类型
TB，DHB，JB，ZPB等
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硫磺回收装置常用膨胀节类型
• 通用型 • 铰链型、万向铰链型膨胀节 • 大拉杆型膨胀节
用于此处的膨胀节需耐硫、硫化氢的腐蚀。 波纹管材料用Incoloy825或316L，波形参 数根据腐蚀情况做特殊设计。
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乙烯、聚乙烯、聚丙稀、苯乙烯装置等化工 装置常用膨胀节类型
. 铰链型、万向铰链型膨胀节 . 大拉杆型膨胀节 . 曲管压力平衡型膨胀节 . 通用型膨胀节
膨胀节需根据化工装置的介质的特点选择 合适的波纹管材料，设计波纹管的参数， 并根据需要增加特殊装置如：报警装置， 吹扫装置等。
• 地上架空敷设： • 低支架敷设； • 中支架敷设； • 高支架敷设； • 地下敷设： • 通行地沟敷设； • 半通行地沟敷设； • 不通行地沟敷设； • 直埋敷设
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补偿器的合理选用 管道补偿方式
• 方形 (门形) 补偿器 --∏弯 • L型和Z型补偿器 -- 自然补偿 • 填料式 (套筒式) 补偿器 • 波纹补偿器
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串式膨胀节
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补偿器的合理选用 波纹补偿器分类
• 约束型：大拉杆横向型、角向型、角向横
向型、万向角型、万向横向型、直管压力 平衡型、曲管压力平衡型、旁通压力平衡 型等。
• 特点： 自身结构吸收盲板力，固定支架受
力小。
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大拉杆复式膨胀节
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铰链型膨胀节
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万向铰链型膨胀节
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波纹管膨胀节
膨胀节刚度
零长度膨胀节
用来模拟绞式和万向型。 完全柔性刚度为 1.0, 完全刚性刚度为1.0E12. 所有刚度必须输 入。
给定长度膨胀节
用户定义膨胀节长度 用户输入轴向刚度，横向刚度，软件自动计 算弯曲刚度。
扭转刚度
一般膨胀节避免扭转
有效内径
和盲板力相关
Simplified Bellow—波纹管
• 2) 如果单平面“Z”形管系的中间管臂较长过，可 采用三个铰链型膨胀节的系统。图7 表示在单平
面弯管中的三铰链型膨胀节系统，竖直管段的热 膨胀将由B 和C 两个膨胀节的动作来吸收，水平 管段的热膨胀由A 和B 两个膨胀节来吸收，很明 显，膨胀节B 的角位移是A 和C 之和。
• 和前面的示例一样，在管系两端只用中间固定支架 来固定，本例中所有的热变形全部被膨胀节所吸收 ，因管道的热变形作用于固定支架的载荷非常小， 如果左侧的固定支架与第一个铰链型膨胀节的间距 较大，在靠近膨胀节处应设置导向支架，该支架为 以承受膨胀节转动的力，从而减少膨胀节C 至左侧 固定支架之间部分管道的弯曲，为了保持管系位于 平面内，并消除可能由外载所产生的作用于铰链的 弯曲力，可以增设一个或多个导向支架，管系的支 撑可以采取多种方式，对膨胀节之间的管道进行支 撑而不妨碍其自由移动时，可采取弹簧支吊架。
KAX - is the axial stiffness of the expansion D - is the effective diameter of the expansion L - is the flexible length of the joint.
对零长度绞式
KBEND = (1/8) (KAX) (D2) (/180)
• 活塞的力（内压盲板力）是作用在管道 固定点或膨胀节的端板和拉杆上面。
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波纹管通用技术条件批准：审核：编制：目录一.专业术语 (1)1.波纹管膨胀节 (1)2.波纹管有效面积 (1)3.波纹管内压推力 (1)二.管道补偿设计原则 (1)1.管道补偿设计的重要性 (1)2.管道补偿设计的几种主要方法和补偿设计的基本原则 (2)2.1.管道补偿设计的几种方式、方法及特点 (2)2.2.补偿设计的基本原则 (4)三.波纹管膨胀节技术参数及标识编码规则 (4)1.波纹管膨胀节技术参数 (4)2.有效面积和轴向内压推力计算 (4)3.标识编码规则 (6)3.1.型号表示方法(GB/T12777-2008) (6)3.2.标记示例 (7)4.其他文献中波纹管波形结构的分类 (7)4.1.厚板焊接成型 (7)4.2.薄圆板压制成型 (8)4.3.薄圆管膨胀成型(有焊缝) (8)4.4.薄圆管膨胀成型（无焊缝） (8)4.5.多层波纹管 (9)4.6.实心柱体切削成型 (9)5.波纹管成型方式 (9)5.1.液压成型工艺及特点 (9)5.2.滚压成型工艺及特点 (10)5.3.机械胀压成型工艺及特点 (10)5.4.焊接成型 (11)5.5.电镀 (11)5.6.切削成型 (11)四.波纹管膨胀节型式介绍及应用 (12)1.波纹管膨胀节型式介绍 (12)1.1.单式轴向型膨胀节 (12)1.2.单式铰链型膨胀节 (12)1.3.单式万向铰链型膨胀节 (12)1.4.复式自由型膨胀节 (13)1.5.复式拉杆型膨胀节 (13)1.6.复式铰链型膨胀节 (13)1.7.复式万向铰链型膨胀节 (14)1.8.弯管压力平衡型膨胀节 (14)1.9.直管压力平衡型膨胀节 (14)1.10.旁通直管压力平衡型膨胀节 (14)1.11.外压轴向型膨胀节 (15)2.波纹管应用 (16)2.1.常用管系支座名称、代号及符号，详见表2.1-1： (16)2.2.基本应用型式 (16)2.3.波纹管失效方式 (22)2.4.波纹管拉杆作用 (23)五.波纹管膨胀节支架设计 (24)1.主固定支架MA (24)1.1.管道内压产生的内压推力（计算公式第三章第二节）。
(24)1.2.膨胀节位移时产生的刚度反力： (24)1.3.管道伸缩时与导向支架和滑动托架产生的摩擦反力 (24)2.次固定支架 (25)3.导向支架 (25)序言 (26)一.专业术语1.波纹管膨胀节由一个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收热胀冷缩等原因引起的管道和设备尺寸变化的装置。
2.波纹管有效面积有效面积的概念和有效面积的变化：有效面积是一个等效的面积，压力作用在这个面积上将产生相等的轴向力。
一般情况下，随着内压力的增大，波纹管有效面积变小，随外压力的增加,有效面积变大。
3.波纹管内压推力平时设计过程中出现的波纹管内压推力是波纹管受内部压力作用反映出的一种形式，方向沿波纹管膨胀节轴向，而实际内压推力是指波纹管膨胀节在内部压力作用下产生的推力，沿各个方向均有推力作用，如图3-1、3-2所示。
图3-1普通直管道的内压推力图3-1波纹管的内压推力二.管道补偿设计原则1.管道补偿设计的重要性管道是各种介质的输送渠道，是工业生产工艺中不可缺少的组成部分。
像人一样，管道是人身上的血管，原料输入的管道是动脉血管，如冶金行业的冷风、热风、煤气、蒸汽、氧、氮、氩气管道等。
输出管道为静脉血管：如烟道等。
哪一条血管出问题，人都会生病，不能正常工作。
管道设计要做到以下几点：（1）管道系统设计要正确。
其中配管设计及力学计算设备选型至关重要。
（2）管道系统中所用设备设计及制造要正确，质量要好。
其中：设备设计一定要满足管系的工艺技术条件，制造过程应确保产品质量。
（3）管道安装及设备安装要正确。
其中尤其是土建基础设计要正确，应确保满足设计管道的受力条件；其二是管架和膨胀节的安装要正确。
（4）管道运行管理及工艺操作要正确。
确保按设计的工艺技术条件执行。
2.管道补偿设计的几种主要方法和补偿设计的基本原则管道补偿设计的方法很多，不同的管道系统可采用不同的配管方式、方法。
2.1.管道补偿设计的几种方式、方法及特点2.1.1.“π”形补偿主要特点：a.优点：安装可靠，适用于压力和温度比较高的管道补偿；低温低压管道更优。
适用于长距离输送管道。
b.缺点：占地空间大，流阻较大。
对于长距离输送管道弯头流阻可忽略。
2.1.2.自然补偿利用管道的自然拐弯走向进行补偿。
一般说来，自然补偿选取的设计原则按下列方式计算：：管道公称直径mmDNΔ：热伸长量的向量和cmL：管道展开长mU：两固定点的直线距离m主要特点：a.优点：安全可靠，节省投资。
b.缺点：只能用于通径较小的管道补偿。
2.1.3.套筒膨胀节补偿主要特点：只能用于直管道的轴向位移补偿，不能吸收横向位移，用于介质密度较高的低温管道的补偿。
a.优点：补偿能力强，设备制造简单，设备投资省，流体阻力小b.缺点：不能吸收横向位移，属机械密封，易泄漏，安装要求高，否则易泄漏。
维修费用高。
只能用于密度较高的介质输送管道，如水及污水管道等。
不能用于有毒、易燃介质输送管道。
2.1.4.球膨胀节补偿主要特点：只能用于角向位移或横向位移补偿，不能用于轴向位移补偿，成对或两个构成一组使用，单个不能使用。
只能用于介质密度较高的低温管道。
a.优点：补偿能力强。
b.缺点：由于是机械密封，易泄漏，维修费用高。
设备制造要求严，工艺较复杂，其费用也很高。
只能用于密度较高的介质输送管道，如水或污水用管道等。
不能用于输送有毒、易燃介质输送管道。
2.1.5.金属波纹管膨胀节补偿主要特点：结构形式较多，不同的管系可采用不同结构型式的波纹管膨胀节，选择面广，适应性强。
可吸收轴向位移、横向位移、角向位移以及这些位移的组合。
a.优点：补偿能力较强，流体阻力较小，适用于压力高、温度高、各种通径的管道系统的补偿，适用面广。
可用于有毒、易燃介质的管道系统的补偿，安全可靠性高。
管道设计合理时投资费用较省，是目前应用最广的一种补偿方式。
b.缺点：疲劳极限低，易失效，不适用于频繁启停的系统，设备设计制造复杂，管系补偿设计技术要求较高等。
2.1.6.非金属膨胀节补偿主要特点：结构形式简单，只能用于压力较低的管道，例如火电冷热风管道。
a.优点：补偿量大，可吸收轴向、角向、横向组合位移等。
b.缺点：承压能力低，只适用于烟风道系统的补偿。
易泄漏，蒙皮材料易老化，使用寿命短等。
2.2.补偿设计的基本原则补偿方式很多，选哪种方式合理，不同的管系可选取用不同的补偿方式，但必须遵照以下补偿设计原则：2.2.1.安全可靠：所选取的补偿方式必须是安全可靠的。
在使用周期内不能产生泄漏的管道尤其注意。
如高炉热风炉,煤气总管网等。
2.2.2.工程投资最节省：这里所说的投资不仅仅指膨胀节设备的投资，而是指受补偿方式影响的工程投资，包括：土建、占地、管架、膨胀节设备、安装、维护等。
如套筒膨胀节设备投资省，但管架、安装、维护费用高。
2.2.3.管系设计美观，环境优美。
2.2.4.维护、维修更换容易。
三.波纹管膨胀节技术参数及标识编码规则1.波纹管膨胀节技术参数设计压力P MPa设计温度T℃疲劳寿命N次有效面积A cm³产品长度L mm轴向补偿量X mm径向补偿量Y mm角向补偿量α°轴向弹性刚度Kx N/mm径向弹性刚度Ky N/mm角向弹性刚度KαNm/°径向最大外形B mm质量W kg2.有效面积和轴向内压推力计算波纹管有效面积是个变量，受内压作用，有效面积计算值变小，受外压作用，有效面积计算值变大，这里的有效面积计算是基于波纹管在不受内压和外压作用下平衡静止时的有效面积，基本等同于工作状态下的有效面积。
波纹管有效面积是个估算值，计算有效面积和内压推力，有助于布置组支吊架的设计。
主要计算方法如下（各种符号表示详见图2-1）：图2-1PA Fp ⨯=24dm A π=)(21da di dm +=（1）δδn h n h da dm ++--=)22(（2）Fp（N）波纹管轴向内压推力di（mm）波纹管内径da（mm）波纹管外径A（mm 2）波纹管有效面积P（MPa）波纹管所在管系设计压力h（mm）波纹管波高n波纹管层数δ（mm）波纹管厚度注：公式（1）和（2）是两种计算方法，化减结果是一样的，看个人习惯用哪一种。
3.标识编码规则3.1.型号表示方法(GB/T12777-2008)设计位移的数值，单位为毫米（mm）或度（°）公称尺寸[矩形管道：长边x短边，单位为毫米（mm）10倍设计压力的数值膨胀节端部连接形式代号（见表2.1-3）波纹管型式代号（见表2.1-2）膨胀节型式代号（见表2.1-1）注：对于复式自由型膨胀节（代号FZ）和弯管压力平衡型膨胀节（代号WP），设计位移分别表示设计轴向位移和设计横向位移，设计轴向位移在前，设计横向位移在后，两个设计位移之间用“/”表示。
表2.1-1膨胀节型式代号型式代号名称DZ单式轴向型膨胀节DJ单式铰链型膨胀节DW单式万向铰链型膨胀节FZ复式自由型膨胀节FL复式拉杆型膨胀节FJ复式铰链型膨胀节FW复式万向铰链型膨胀节WP弯管压力平衡型膨胀节ZP直管压力平衡型膨胀节PP旁通直管压力平衡型膨胀节WZ外压轴向型膨胀节表2.1-2波纹管型式及代号波纹管型式代号无加强U形U加强U形JΩ形O表2.1-3波纹管型式及代号膨胀节端部连接型式代号焊接H法兰F3.2.标记示例设计压力1.6MPa，公称尺寸为1000mm，设计轴向位移为205mm，端部连接型式为焊接，波纹管为无加强U形的外压轴向型膨胀节，标记为：WZUH16-1000-205(GB/T12777-2008)设计压力为6.0MPa，公称尺寸为800mm，设计轴向位移35mm，设计横向位移为10mm，端部连接型式为法兰，波纹管为Ω形的弯管压力平衡型膨胀节，标记为：WPOF60-800-35/10(GB/T12777-2008)设计压力为0.1MPa，公称尺寸为600X900mm，设计轴向位移20mm，端部连接型式为法兰，波纹管为无加强U形的单式轴向型膨胀节，标记为：DZUF1-600X900-20(GB/T12777-2008)4.其他文献中波纹管波形结构的分类在其他文献中，波纹管型式不仅仅局限于上述表2.1-2中所列型式，波纹管按照其制成情况，分下列五种类型：4.1.厚板焊接成型一般用于膨胀节，吸收较小热涨变形，刚度较大，可承受内压大，如图3.1-1、3.1-2：图3.1-1锥形图3.1-2方形4.2.薄圆板压制成型内外缘环焊，一般用于测压原件和阀门内部构件，可吸收较大变形，刚度较小，可承受内压较小，如图3.2-1、3.2-2、3.2-3、3.2-4：图3.2-1折波形图3.2-2S形波纹形图3.2-3圆形波图3.2-4对称S形波4.3.薄圆管膨胀成型(有焊缝)在内缘焊接（环焊），一般用于膨胀节，刚度较小，可吸收较大变形，如图3.3-1、3.3-2：图3.3-1U形图3.3-2圆环管形4.4.薄圆管膨胀成型（无焊缝）一般用于测压，刚度视圆管厚度和波纹密度决定，可吸收较大变形，如图3.4-1、3.4-2、3.4-3：图3.4-1U形图3.4-2C形图3.4-3S形4.5.多层波纹管图4.5-1多层波纹管4.6.实心柱体切削成型一般用于弹性支撑载荷，如水轮机座。