專用金屬軟管上的波紋管如何選擇
專用金屬軟管一般由奧氏體不銹鋼、高鎳合金制造,是航空、航天、石油化工、船舶、核工程及各類儀表設備、調整配件中重要的彈性元件。因此,專用金屬軟管上的波紋管如何選擇也要細細斟酌,好的專用金屬軟管不僅工作能力強,使用壽命還長。
對于專用金屬軟管上的波紋管挑選,能通過其幾何結構,波紋管模塊類型挑選應依據構造的類型、形狀特征、應力和變形特點、精度要求和硬件條件及其材料特性等因素綜合進行考慮。
從幾何結構看,波紋補償器上波紋管屬于薄壁殼體結構,如果波紋管只承受軸向位移負載以及內壓負載,那么變形后結構仍然保持軸對稱,這時就可以選用軸對稱模塊;可是波紋管在工作中除了承受對稱負載外,通常同時承受橫著錯動、彎曲和扭轉等多種負載聯合作用,促使構造處在非線性不對稱狀態,因此用軸對稱模塊很難正確表述其變形狀態。
尤其對于波紋管的失衡問題,軸對稱單元有限元計算結果與實驗結論還有較大的差距。而殼結構的特點是一個方向的剛度比另外兩個角度的要小得多,在橫著力的作用下,大變形表現為大撓度、大旋轉,并且應力一般不是很大,在受到垂直方向力的作用時也能夠表現為大撓度、大旋轉大應變。
其次,從材料特性看,波紋管屬于材料非線性,軸對稱模塊很難滿足要求。同時,在動態響應分析中,用軸對稱模塊也難以很好的描述其動態的特點。在挑選其材料時除了考慮工作介質、工作溫度和外部環境外,還應注意晶間腐蝕的概率、水處理劑和管道清洗劑對材料的影響等,并在此基礎上結合波紋管材料的焊接、成形以及材料的性能價格比,優選出經濟實用的波紋管制作材料。
綜上所述,專用金屬軟管上的波紋管挑選因為波紋管的材料非線性、幾何非線性和大變形等非線性特性,選用材料時要根據波紋管使用性能要求,確定所需材料的厚度公差。