膨胀节设计与应用内容简介

《膨胀节设计与应用》主要介绍了膨胀节的结构形式、设计原理，含膨胀节管系的支点受力分析，膨胀节波纹管的腐蚀、选材和膨胀节制造及安装等要求，并以大量工业应用实例，详细说明了膨胀节和含膨胀节管系的受力计算方法及设计步骤。

《膨胀节设计与应用》由多年从事膨胀节设计的一线专家编写，理论与实际结合，书中包含了18个不同类型的应用实例可加深对膨胀节设计规范和工程设计过程的理解。

第1章 概述

第1节 膨胀节的工业化应用

第2节 膨胀节国外标准和我国膨胀节技术发展简况

第3节 膨胀节的结构

第4节 热力管系膨胀节设计内容

第2章 含膨胀节管系受力分析

第1节 膨胀节的位移分类及受力

第2节 含膨胀节管系受力分析的基本知识

第3节 复式膨胀节管系受力计算

第4节 压力平衡型膨胀节管系受力计算

第5节 铰链型膨胀节管系受力计算

第6节 管系受力计算小结

第7节 中间导向支架的结构和设置

第8节 一端发生角位移的膨胀节受力计算

第9节 关于两铰链膨胀节管系受力计算

附录2.1 正交管系三铰链膨胀节角位移的计算

附录2.2 非正交管系三铰链膨胀节角位移的计算

附录2.3 复式膨胀节当量轴向位移的计算

附录2.4 两铰链膨胀节L管系铰链转角的计算

第3章 膨胀节波纹管的计算原理

第1节 波纹管的单波当量位移计算

第2节 波纹管的受力分析

第3节 波纹管的刚度

第4节 波纹管的失稳问题

第5节 波纹管的疲劳问题

第6节 波纹管自振频率的计算

第7节 波纹管的常用设计计算公式汇总

第8节 波纹管参数的优化和失稳问题的再讨论

附录3.1 一端固定的曲梁受力计算及分析

附录3.2 薄壁圆筒体的弹性稳定

第4章 膨胀节波纹管的选材、腐蚀和失效分析

第1节 一般要求

第2节 波纹管常用材料

第3节 波纹管腐蚀

第4节 波纹管常用材料特性

第5节 波纹管材料热处理问题

第6节 波纹管失效分析

第5章 膨胀节的设计实例

第1节 单式膨胀节的受力计算实例

第2节 复式膨胀节的受力计算实例

第3节 压力平衡膨胀节的受力计算实例

第4节 铰链膨胀节的受力计算实例

第5节 热力管系膨胀节设计中若干问题的讨论

第6章 膨胀节及主要附属构件的设计、制造和安装

第1节 一般要求

第2节 膨胀节主要附属构件及其设计

第3节 膨胀节波纹管成形方法

第4节 膨胀节的制造和验收

第5节 膨胀节的现场安装要求

参考文献2100433B

膨胀节是指能有效地起到补偿轴向变形的挠性元件。例如焊接在固定管板式换热器壳体上的膨胀节轴向柔度大、容易变形，可补偿管子和壳体因壁温不同产生的热膨胀差，降低它们的轴向载荷，从而减小管子、管板和壳体的温差应力，避免引起强度破坏、失稳破坏和管子拉脱破坏。膨胀节的种类较多，常用的有波形、环板焊接和夹壳式等结构，其中波形膨胀节应用最广泛，环板焊接膨胀节仅适用于常压或低压场合。

膨胀节金属膨胀节

①弯管式膨胀节

将管子弯成U形或其他形体（图1），也称涨力弯。是利用形体的弹性变形能力进行补偿的一种膨胀节。它的优点是强度好、寿命长、可在现场制作，缺点是占用空间大、消耗钢材多和摩擦阻力大。这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和长管道上。

②波纹管膨胀节

波纹管膨胀节是用金属波纹管制成的一种膨胀节。它能沿管道轴线方向伸缩，也允许少量弯曲。图2为常见的轴向式波纹管膨胀节，用在管道上进行轴向长度补偿。为了防止超过允许的补偿量，在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环，在与它连接的两端管道上设置导向支架。另外还有转角式和横向式膨胀节，可用来补偿管道的转角变形和横向变形。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产，缺点是寿命较短。波纹管膨胀节一般用于温度和压力不很高、长度较短的管道上。随着波纹管生产技术水平的提高，这类膨胀节的应用范围正在扩大。目前，波纹管膨胀节可用在最高压力6.0兆帕的管系中。

③套筒式膨胀节

套管伸缩节由能够作轴向相对运动的内外套管组成。内外套管之间采用填料函密封。使用时保持两端管子在一条轴线上移动。产品主要有套筒（芯管），外壳，密封材料等组成.用于补偿管道的轴向伸缩及任意角度的轴向转动.具有体积小补偿量大的特点适用于热水、蒸气、油脂类介质，通过滑动套筒对外套筒的滑移运动，达到热膨胀的补偿。

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，它可以随着管道的伸缩在外壳内进行自由滑动，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封，能耐高温，防腐蚀抗老化，适用温度-40至150，特殊情况下可达350.既能保证轴向滑动，又能保证管内介质不泄漏。

膨胀节非金属膨胀节

①橡胶风道膨胀节

风道橡胶补偿器分为FDZ、FVB、FUB、XB四种型号，由橡胶和橡胶一纤维织物复合材料、钢制法兰、套筒、保温隔热材料组成，主要用于各种风机、风管之间的柔性连接，其功能是减震、降噪、密封、耐介质、便于位移和安装，是环境保护领域中一种极为理想的减震、降噪、消烟除尘的最佳配套件。

②纤维织物膨胀节

织物补偿器主要为纤维织物、橡胶、等耐高温材料。能补偿风机、风管运行的震动及管道变形。纤维织物膨胀节可补偿轴向、横向、角向等产品，具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点，特别适用于电厂热风管道及烟尘管道。非金属补偿器中的纤维织物、保温棉体本身具有吸声、隔振的功能，能有效的减少锅炉、风机等系统的噪声和振动。结构简单、体轻，维修方便。

在石油化工行业，波纹管膨胀节的工况特点是：高温、腐蚀环境（S和Cl或并存〕和应力（残余应力或交变应力〕，调查结果表明，除一部分由于设计、应用、制造、安装等原因外，波纹管膨胀节发生失效的主要原因是腐蚀破坏，约占80%，另外还有蠕变失稳及疲劳破坏。