002-波纹管阀门 基础知识

波纹管阀门结构设计和设计技巧
波纹管的选择
表2 不同材料和温度的压力系数kt
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波纹管选择
表3 与位移有关的温度系数kω
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波纹管选择
表4 寿命系数kf
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波纹管选择
表5 波纹管数据（基于1Cr18Ni9MoTi）
波纹管阀门结构设计和设计技巧
闸阀由于需要的行程较长，制造波纹 管的难度增大，使大口径波纹管闸阀的使 用受到限制。
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设计要求
1.阀门寿命 波纹管阀门的全开--全关--全开过程为
一个循环（一次），美国阀门和管件制造 者标准协会MSS-SP-117规定波纹管阀门 寿命如表1。
波纹管阀门结构设计和设计技巧波 Nhomakorabea管选择波纹管阀门结构设计和设计技巧
结构设计
用途
当介质是有毒的、挥发性的、放射性的或因极 其昂贵不允许被往复运动的阀杆带来外泄 漏时， 常常采用波纹管密封阀盖。这种特殊的阀盖结 构可以保护阀杆和阀门填料，避免其与 过程流 体接触，同时在波纹管密封元件上面采用标准 或环保填料函结构，可以避免万一波纹 管破裂 失效时所产生的灾难性后果。所以，平时应注 意观察阀杆填料处是否外漏，若填料参 漏，波 纹管阀就可能出问题。
设计要求
在不同的工况条件下，波纹管阀门的寿命要求 也不一样，设计时应满足客户的具体要求。 表1 波纹管阀门寿命
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设计要求
表1 波纹管阀门寿命
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设计要求
2试验 波纹管阀门的试验分为型式试验和产品试验。
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设计要求
1) 型式试验
概述
金属波纹管介绍
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概述
金属波纹管性能 --刚 度 使波纹管产生单位位移所需要
的力。是计算波纹膨胀节弹性推力的基础。 对于相同口径相同压力的波纹管，刚度大 小是衡量波纹管性能好坏的参数之一 --有效面积 波纹管有效面积波纹管的一个等效面积， 以符号Ae表示 Ae ＝ (π*Dm*Dm)/4 其中：Dm —— 波纹管平均直径
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设计要求
2) 出厂试验 每台波纹管阀门除正常的阀门试验外，还必
须使用氦气检漏仪器测试，其泄漏率不大于106cm3/s
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波纹管的选择
波纹管阀门设计时，合理选用波纹管是决定 阀门质量的关键。选用时应考虑波纹管材料、 阀门使用寿命、工作压力和工作温度等的影响。 表2~5是国外某波纹管厂家有关波纹管选用的数 据。
波纹管阀门的关键部件是波纹管。波纹管的型式试验 可以是波纹管阀门，也可以是用连波纹管的工装，但工 装的载荷、行程、压力和间隙等应与实际的波纹管阀门 相同。型式试验前先完成1.5倍设计压力的强度试验。 型式试验应从每一基本设计和材料中随机抽取至少3台 试验，最短寿命不低于表1规定。试验温度为常温，试 验压力为常温时材料规定的工作压力。寿命试验结束后 用0.6MPa的空气试压，波纹管及其连接接头进入水中， 观察是否有气泡产生。或用氦气检漏仪器测试，其泄漏 率不大于10-6cm3/s。
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波纹管阀门的结构和主要特点：
7 因波纹管设计的比较长，开启高度大， 减少流体主阻力，流阻系数小。
8 采用填料和波纹管双重密封，达到零 泄露
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设计要求
波纹管阀门最常用的结构形式为波纹 管截止阀和闸阀。
波纹管截止阀因为其启闭行程短，易 于制造与之匹配的波纹管而使用广泛。
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概述
金属波纹管性能
－－抗腐蚀性 由于波纹管是薄壁金属件，阀门其他部件的腐蚀率可
以忽略，而波纹管在其他部件腐蚀之前就会腐蚀失效，因 此波纹管的抗腐蚀性要比阀体和阀门内件强．
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结构设计
金属波纹管阀门的波纹管 下端焊接在阀杆上，以防止 工艺流体浸蚀阀杆，另一端 置于阀体和阀盖之间构成静 密封。(见3D图)
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---波纹管阀可用于高温500℃和 高压2500Ib（42MPa）工况中; ---通常阀门行程为波纹管自由长 度的15%，因而波纹管占据很大的 压力空间，制造工艺相对复杂， 价格较贵;
波纹管阀门结构设计和设计技巧
---与传统填料密封阀门相比，阀 杆的密封更加可靠，在外泄漏要 求比较严格的场合，如有毒介质、 强腐蚀介质和放射性介质以及热 油等场合中应用广泛
波纹管阀门 结构设计和设计技巧
张宁 2008-09-26
波纹管阀门结构设计和设计技巧
•结构设计 •设计技巧 •结 语
波纹管阀门结构设计和设计技巧
•结构设计
--概 述 --设计要求 --波纹管选择 --结构
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概述
金属波纹管介绍
用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹 性敏感元件。金属波纹管主要由波纹管部分和两 端配合连接部分所组成（为一次性加工成型）。
波纹管阀门结构设计和设计技巧
波纹管阀门的结构和主要特点：
1 阀体与阀盖用双头螺柱连接，结构简单， 工艺性能好。 2 阀门的阀杆不仅有一般阀门的填料函， 而且在这个填料函的下部，在阀腔上部装 有活动密封元件-不锈钢波纹管，介质被 封闭在阀杆以外的阀腔内，不能进入填料 函，因此本阀门较一般阀门在防止外漏方 面更为可靠，保证阀杆与阀盖连接的密封。
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概述
金属波纹管结构形式 波纹管通常有两种，一种是机械 加 工成形的(成型波纹管），另一种是焊接片型波纹管。焊 接片型 波纹管总体高度比较低，但由于其制造方法和内 在结构上的缺陷，使用寿命可能是有限的；机械加工成形 的波纹管相比总体高度较高，但可靠性更高。
波纹管阀门结构设计和设计技巧
波纹管阀门结构设计和设计技巧
波纹管阀门的结构和主要特点：
3 阀杆螺母采用表面氮化，提高表面硬度 及耐磨性，防止咬合现象。 4 中法兰螺栓采用高强度合金钢制造，抗 高温蠕变性能优良，安全可靠。 5波纹管设计在阀盖内腔内，避免与介质 直接冲刷，提高波纹管的使用寿命。 6波纹管采用2—4倍重叠，防止因波纹管 单层破损而使阀门泄露，延长阀门的使用 寿命。