膨脹節(jié)是固定管板換熱器中重要的撓性補(bǔ)償元件。膨脹節(jié)可以避免殼體和換熱管拉伸破壞，換熱管失穩(wěn)，換熱管從管板上拉脫等問題，不僅可以降低殼體與換熱管的軸向載荷，且可降低熱膨脹差所引起的管板應(yīng)力，從而適當(dāng)?shù)販p薄管板厚度。因此，膨脹節(jié)在殼體和換熱管之間的連接起著重要作用。

膨脹節(jié)形式

膨脹節(jié)的形式較多，按截面的形狀，有U 型、Ω形，S 型等，在固定管板式換熱器中，采用普遍的是U 形波形膨脹節(jié)

設(shè)置膨脹節(jié)的條件

在進(jìn)行固定管板換熱器的管板計(jì)算時(shí)，按有溫差的各種工況計(jì)算出的殼體軸向應(yīng)力σc，換熱管的軸向應(yīng)力σt，換熱管與管板之間的拉應(yīng)力q

中有一個(gè)不能滿足強(qiáng)度(或穩(wěn)定)條件時(shí)，就需要考慮設(shè)置膨脹節(jié)。

在管板強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，可能需要很厚的管板，此時(shí)可考慮設(shè)膨脹節(jié)以減薄管板，但要從材料情況，制造難度，經(jīng)濟(jì)合理綜合評(píng)估而定。

膨脹節(jié)的波數(shù)

在固定管板換熱器的工程設(shè)計(jì)中，常采用單波膨脹節(jié)，當(dāng)要求補(bǔ)償能力較大時(shí)，可采用雙波或多波膨脹節(jié)(多可同時(shí)設(shè)置6 個(gè)波)

當(dāng)由于所需軸向補(bǔ)償量很大時(shí)，可以增加膨脹節(jié)的波數(shù)(多可同時(shí)設(shè)置6

個(gè)波)。此外，為減小膨脹節(jié)的設(shè)置數(shù)量而又能保證滿足較大補(bǔ)償量的要求，可在室溫狀態(tài)下安裝時(shí)對(duì)膨脹節(jié)采取預(yù)拉或預(yù)壓措施。

如在工作狀態(tài)下膨脹節(jié)為軸向拉伸，則在安裝時(shí)對(duì)其進(jìn)行預(yù)壓縮，反之預(yù)拉伸，使其在工作狀態(tài)時(shí)由安裝時(shí)的預(yù)變形值進(jìn)行回彈而減少膨脹節(jié)在工作時(shí)軸向位移量e

過大而引起較大的應(yīng)力。

波形膨脹節(jié)的成形方法與熱處理

壓力容器用膨脹節(jié)波紋管的成形方法

整體成形方法：

(a) 液壓成形，包括多波一次成形和半波連續(xù)成形;

(b) 機(jī)械成形，包括脹接、液壓和旋壓成形。

半波成形組焊方法：

此方法系采用板料分瓣拼焊，半波整體沖壓成形，然后采用兩個(gè)半波件焊接而成。如GB16749中的HF 型和HZ 型的半層波紋管。

熱處理

(a) 冷作成形的碳素鋼、低合金鋼膨脹節(jié)需進(jìn)行消除冷作殘余應(yīng)力熱處理。

(b) 奧氏體不銹鋼膨脹節(jié)冷成形后不做熱處理。熱成形的不銹鋼膨脹節(jié)應(yīng)進(jìn)行固溶化處理。

壓力容器波形膨脹節(jié)類型

請(qǐng)輸入標(biāo)題

壓力容器波形膨脹節(jié)主要有ZD 型、ZX 型膨脹節(jié)，HF 型膨脹節(jié)和HZ 型膨脹節(jié)

(a) ZD 型膨脹節(jié)系大波高(h)，大波距(W)，厚壁的單層膨脹節(jié)，其h/w= 0.5～1.0。這種膨脹節(jié)在換熱器設(shè)計(jì)中常采用的一種型式。

(b) ZX 型膨脹節(jié)系小波高，單層或多層的薄壁膨脹節(jié)，共h/w=0.8～1.2。

(c) ZD 型、ZX 型膨脹節(jié)采用整體方法成形，此時(shí)波形管毛坯用鋼板卷制，不得有環(huán)焊縫。)

(d) HF 型膨脹節(jié)的波紋管型式與ZD 型、ZX 型一樣，都是U 形波紋管，其不同之處是成形方法，ZD、ZX 型采用整體成形，波峰處無環(huán)焊縫。HF

型是采用半波整體沖壓后，兩半波焊接而成，即波峰處有環(huán)焊縫�！　�(e) HZ 型膨脹節(jié)的成形方法與HF 相同，但其膨脹節(jié)是由帶直邊兩半波焊接而成

波形膨脹節(jié)的材料選用

(a) 在靜載荷作用或是循環(huán)次數(shù)很少的載荷作用下，且沒有特殊的耐腐蝕要求的一般工況，可采用碳鋼、低合金鋼作為膨脹節(jié)的材料。

但是如果其腐蝕裕量(C2)較大時(shí)，將增加碳鋼或低合金鋼膨脹節(jié)的厚度，而使其抗拉(或抗壓)的剛度K 值增大，其軸向補(bǔ)償能力減小，因此，GB 16749

標(biāo)準(zhǔn)提到當(dāng)腐蝕裕量C2>1mm 時(shí)，一般不采用碳鋼或低合金鋼制膨脹節(jié)，宜采用奧氏體不銹鋼制的膨脹節(jié)。

(b) 當(dāng)符合下面情況時(shí)，宜采用奧氏體不銹鋼制的膨脹節(jié)：

殼程殼體腐蝕裕量C2>1mm;循環(huán)次數(shù)較多的載荷作用; 低溫或高溫工況。

因此，奧氏體不銹鋼在一般工況下，具有優(yōu)良的耐腐蝕性，是常用的膨脹節(jié)材料。

(c) 但當(dāng)工作介質(zhì)中含有一定的氯化物，硫化氫，酸，堿等或工作溫度超出奧氏體不銹鋼使用溫度時(shí)，應(yīng)選用耐蝕合金或高溫合金來制造膨脹節(jié)。如Incoloy

800、825 和Inconel 600、625。我國相應(yīng)牌號(hào)為GB/T 15010 中的NS111，NS142 和NS312,NS336。

膨脹節(jié)與容器殼體的連接結(jié)構(gòu)

波形膨脹節(jié)與容器殼體的連接，一律采用全焊透的對(duì)接焊,在日本JIS B

8277?2003《壓力容器的膨脹節(jié)》標(biāo)準(zhǔn)中給出了波形膨脹節(jié)與容器殼體的不同連接結(jié)構(gòu)，共有5類。

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