5.8　金屬波紋補(bǔ)償器

5.8.1　波紋管補(bǔ)償器選擇及應(yīng)力計(jì)算應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件》GB/T 12777執(zhí)行。

5.8.2　無(wú)加強(qiáng)U形金屬波紋管（圖5.8.2）應(yīng)力計(jì)算及其校核應(yīng)按下列公式進(jìn)行：

式中：Acu——單個(gè)U形波紋的金屬橫截面積（mm2），Acu可按式5.8.2-8計(jì)算；

Cw——縱向焊接接頭有效系數(shù)，下標(biāo)b、c、f和p分別表示波紋管、套箍、緊固件和管子；其中，當(dāng)波紋管管坯縱向焊接接頭經(jīng)100％滲透檢測(cè)或射線檢測(cè)合格且焊接接頭內(nèi)外表面都齊平時(shí)Cwb取1.0；

Cp——U形波紋管σ4的計(jì)算系數(shù)，可按照表5.8.2的規(guī)定選取；

Cm——低于蠕變溫度的材料強(qiáng)度系數(shù)；熱處理態(tài)波紋管Cm可取1.5；成形態(tài)波紋管Cm可取1.5Ysm，1.5≤Cm≤3.0；

Ysm——屈服強(qiáng)度系數(shù)；對(duì)于奧氏體不銹鋼可按式5.8.2-9計(jì)算；對(duì)于鎳基合金可按式5.8.2-10計(jì)算；對(duì)于其他材料Ysm可取1；

Db——波紋管直邊段內(nèi)徑（mm）；

Dc——波紋管直邊段加強(qiáng)套環(huán)平均直徑（mm），Dc可按式5.8.2-11計(jì)算；

Dm——波紋管平均直徑（mm），Dm可按式5.8.2-12計(jì)算；

E——室溫下的彈性模量的數(shù)值；下標(biāo)b、c、f、p分別表示波紋管、加強(qiáng)套環(huán)、緊固件、管子（MPa）；

Et——設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量的數(shù)值；下標(biāo)b、c、f、p分別表示波紋管、加強(qiáng)套環(huán)、緊固件及管子（MPa）；

Fs——波紋管變形率（％），Fs可按式5.8.2-13計(jì)算；

h——波紋管波高（mm）；

k——計(jì)算系數(shù)，k可按式5.8.2-14計(jì)算且應(yīng)小于等于1；

Kf——成型方法系數(shù)，對(duì)于滾壓成型或脹壓成型Kf為1，對(duì)于液壓成型Kf為0.6；

Lb——波紋管的波紋長(zhǎng)度（mm），Lb應(yīng)等于Nq；

Lc——波紋管直邊段套箍的長(zhǎng)度（mm）；

Ld——U形波紋管單波展開(kāi)長(zhǎng)度的數(shù)值（mm），Ld可按式5.8.2-15計(jì)算；

Lt——波紋管直邊段長(zhǎng)度（mm）；

N——一個(gè)波紋管的波數(shù)；

n——厚度為“δ”波紋管層數(shù)；

p——設(shè)計(jì)壓力（MPa）；

q——波距（mm）；

rc——U形波紋管波峰內(nèi)壁曲率半徑（mm）；

rm——U形波紋管波峰（波谷）平均曲率半徑（mm）；

rr——U形波紋管波谷外壁曲率半徑（mm）；

δ——波紋管一層材料的名義厚度（mm）；

δc——直邊段加強(qiáng)套環(huán)材料的名義厚度（mm）；

δm——波紋管成形后一層材料的名義厚度（mm），δm可按式5.8.2-16計(jì)算；

σ1——壓力引起的波紋管直邊段周向薄膜應(yīng)力（MPa）；

——壓力引起的加強(qiáng)套環(huán)軸向薄膜應(yīng)力（MPa）；

σ2——壓力引起的波紋管直邊段周向薄膜應(yīng)力（MPa）；

σ3——壓力引起的波紋管子午向薄膜應(yīng)力（MPa）；

σ4——壓力引起的波紋管子午向彎曲應(yīng)力（MPa）；

［σ］t——設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，下標(biāo)b、c、f、p分別表示波紋管、加強(qiáng)套環(huán)、緊固件及管子（MPa）。

5.8.3　設(shè)計(jì)疲勞壽命［Nc］在100～10000之間，設(shè)計(jì)溫度低于425℃的成形態(tài)奧氏體不銹鋼和耐腐蝕合金波紋管的疲勞壽命應(yīng)按式（5.8.3-1）計(jì)算。

式中：e——計(jì)算單波總當(dāng)量軸向位移（mm）；

Cf——U形波紋管σ5算修正系數(shù)，可按表5.8.4-1的規(guī)定選取；

Cd——U形波紋管σ6的計(jì)算修正系數(shù)，可按表5.8.4-2的規(guī)定選取；

nf——設(shè)計(jì)疲勞壽命安全系數(shù)，nf大于等于10；

σ5——位移引起的波紋管子午向薄膜應(yīng)力（MPa）；

σ6——位移引起的波紋管子午向彎曲應(yīng)力（MPa）。

5.8.4　單波軸向的彈性剛度應(yīng)按下式計(jì)算：

5.8.5　穩(wěn)定性應(yīng)按下列公式計(jì)算：

1　波紋管兩端為固支時(shí)，柱失穩(wěn)的極限設(shè)計(jì)內(nèi)壓應(yīng)按下式計(jì)算：

對(duì)于復(fù)式膨脹節(jié)，計(jì)算psc時(shí)，N為兩個(gè)波紋管波數(shù)總和。

對(duì)于彎管壓力平衡型膨脹節(jié)的平衡波紋管，柱失穩(wěn)極限設(shè)計(jì)內(nèi)壓應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：psc——波紋管兩端固支時(shí)柱失穩(wěn)的極限設(shè)計(jì)內(nèi)壓的數(shù)值（MPa）；

——波紋管端部支撐條件變化時(shí)柱失穩(wěn)的極限設(shè)計(jì)內(nèi)壓的數(shù)值（MPa）。

2　波紋管兩端為固支時(shí)，平面失穩(wěn)的極限設(shè)計(jì)壓力應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：psi——波紋管兩端固支時(shí)平面失穩(wěn)的極限設(shè)計(jì)壓力的數(shù)值；

σ0.2y——成形態(tài)或熱處理態(tài)的波紋管材料在設(shè)計(jì)溫度下的的屈服強(qiáng)度，可按式5.8.5-4計(jì)算（MPa）；

σ0.2——室溫下的波紋管材料的屈服強(qiáng)度（MPa）；

——設(shè)計(jì)溫度下的波紋管材料的屈服強(qiáng)度（MPa）；

σ0.2m——波紋管材料質(zhì)保書(shū)中的屈服強(qiáng)度（MPa）。