管道波紋管作為彈性密封零件,首先要滿足強(qiáng)度條件,即其應(yīng)力不超過給定條件下的許用應(yīng)力。許用應(yīng)力可由極限應(yīng)力除以安全系數(shù)得出。根據(jù)波紋管的工作條件和對(duì)它的使用要求,極限應(yīng)力可以是屈服強(qiáng)度,也可以是波紋管失穩(wěn)時(shí)的臨界應(yīng)力,或者是疲勞強(qiáng)度等。要計(jì)算波紋管工作應(yīng)力必須分析波紋管管壁中的應(yīng)力分布。
管道波紋管設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是板殼理論、材料力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等。管道波紋管設(shè)計(jì)的參數(shù)較多,由于管道波紋管在系統(tǒng)中的用途不同,其設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)也不一樣。例如,用于力平衡元件,要求波紋管在工作范圍內(nèi)其有效面積不變或變化很??;用于測(cè)量元件,要求波紋管的彈性特性是線性的;管道波紋管用于真空開關(guān)管作真空密封件,要求波紋管的真空密封性、軸向位移量和疲勞壽命;用于閥門作密封件,要求波紋管應(yīng)具有耐壓力、耐腐蝕、耐溫度、工作位移和疲勞壽命。根據(jù)管道波紋管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可以把波紋管當(dāng)作圓環(huán)殼、扁錐殼或圓環(huán)板所組成。設(shè)計(jì)計(jì)算管道波紋管也是設(shè)計(jì)計(jì)算圓外殼、扁錐殼或團(tuán)環(huán)板。
計(jì)算管道波紋管的參數(shù)為剛度、應(yīng)力、有效面積、失穩(wěn)、允許位移、耐壓力和使用壽命。
管道波紋管從材質(zhì)上可分為金屬和非金屬兩種。
1.金屬波紋管是由構(gòu)成其工作主體的波紋管(一種彈性元件)和端管、支架、法蘭、導(dǎo)管等附件組成,屬于一種補(bǔ)償元件。利用其工作主體波紋管的有效伸縮變形,以吸收管線、導(dǎo)管、容器等由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化,或補(bǔ)償管線、導(dǎo)管、容器等的軸向、橫向和角向位移,也可用于降噪減振。
2.非金屬波紋管可以補(bǔ)償管道軸向、橫向、角向位移,具有無推力、簡(jiǎn)化支座設(shè)計(jì)、耐腐蝕、耐高溫、消聲減振等特點(diǎn),適用于熱風(fēng)管道及煙塵管道。