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EJMA标准膨胀节设计计算

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1. 形膨胀节几何参数输入
直边段外直径——1130mm

膨胀节层数——3
膨胀节一层的名义厚度——2mm
加强环的厚度——45mm
形圆环的内半径——65mm
形圆环中心线直径——1290mm
考虑到成型减薄后膨胀节单层的实际厚度——1.8718643mm
形圆环的平均半径——67.807796mm
总波数——2
加强环的平均直径——1175mm
直边段平均直径——1124mm

设计内压——11Mpa
膨胀节材料在设计温度下的弹性模量——1.77E+05Mpa
膨胀节材料在室温下的弹性模量——1.93E+05Mpa
加强环材料在设计温度下的弹性模量——1.79E+05Mpa
膨胀节纵向焊接接头系数——0.9
加强环纵向焊接接头系数——0.9
设计温度下的膨胀节材料许用应力——161Mpa
设计温度下的加强环材料许用应力——120Mpa
膨胀节材料室温下强度限——586Mpa
膨胀节材料设计温度下强度限——582.6Mpa
设计循环次数5000
一个波的轴向位移——8.03mm

膨胀节的形状因子——12.586259
随形状因子变化的系数——12.3184
随形状因子变化的系数——1.9585
随形状因子变化的系数——6.08954

膨胀节设计计算
2.设计参数输入
3.系数计算



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设计安全系数——15
疲劳寿命温度修正系数——0.997099

4.1内压引起直边段中周向薄膜应力——115.33732Mpaok!内压引起加强环中周向薄膜应力——127.53503Mpano ok!4.2内压在膨胀节中产生的周向薄膜应力——66.412022Mpaok!内压在膨胀节中产生的经向薄膜应力——140.62604Mpaok!4.3位移引起的膨胀节中经向薄膜应力——6.2558126Mpa位移引起的膨胀节中经向弯曲应力——216.17702Mpa组合应力——644.31096Mpa4.4失效循环次数——231141许用循环次数——15409ok!4.5一个波的理论轴向弹性刚度——8029.6469N/mm4.6基于柱状失稳的限制设计压力——13.950751Mpaok!4.应力和疲劳寿命校合膨胀节刚度计算柱状失稳压力校核（两端固定）内压引起的直边段和加强环中的周向薄膜应力

内压在膨胀节中所产生的周向和径向薄膜应力
位移在膨胀节中产生的径向薄膜应力和弯曲应力
疲劳寿命校核

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膨胀节常用标准

膨胀节常用标准

（1）国内膨胀节常用标准GB/T 12777《金属波纹管膨胀节通用技术条件》GB 16749《压力容器波形膨胀节》GB 12522《不锈钢波形膨胀节》（主要为船用）JB 2388《金属波纹管》JB/T 6169《金属波纹管》JB/T 6171《多层金属波纹膨胀节》CB 1153《金属波形膨胀节》CB 613《不锈钢波形膨胀节》CJ/T 3016《城市供热管道用波纹补偿器》HGJ 526《多层U型波纹管膨胀节系列》CD 42B3《单层U型波纹管膨胀节系列》CD 42A19《石油化工管道用U型膨胀节设计技术规定》GJB 1996《管道用金属波纹管膨胀节通用规范》（军用）（2）国外较有影响的标准美国《膨胀节制造商协会标准》（EJMA）美国机械工程师学会（ASME）《锅炉及压力容器》第Ⅷ卷第一分册附录26《压力容器和换热器膨胀节》美国机械工程师学会（ASME）B31.3《工艺管道规范》附录X《金属波纹管膨胀节》美国军用标准MIL-E《管道用金属波纹管膨胀节通用规范》原苏联标准：ГOCT 21744《多层金属波纹管技术条件》ГOCT 23129《补偿器用带加强环金属波纹管技术条件》ГOCT 24553《补偿器用带加强环单层金属波纹管技术条件》原“经互会”标准：CTCЭΒ 4351《波形膨胀节强度计算方法》英国BS 6129 PART 1《金属波纹膨胀节》德国AD 压力容器规范B13《单层波形膨胀节》法国CODAP C.8章《波形膨胀节设计规定》日本JIS B 8277《压力容器的膨胀节》JIS B 2352《波纹管膨胀节》（3）较有影响的公司标准美国M.W.Kellogg公司标准日本TOYO公司标准英国Teddington公司推荐尺寸系列德国HYDRA公司推荐的尺寸系列等无论国内或国外的膨胀节标准可分为两大类。

一类是规范类型的标准，即通用性的技术要求的标准，其中除对设计公式做出了具体规定外，对性能等不做具体规定，如美国EJMA标准、ASME标准、英国BS标准、我国的GB/T 12777标准等。

钢结构膨胀节设计

钢结构膨胀节设计

钢结构膨胀节设计膨胀节是一种重要的钢结构连接元件，用于吸收由于温度变化或结构变形而引起的热应力和结构运动。

本文旨在探讨钢结构膨胀节的设计原理、材料选用、安装与维护等方面的内容。

一、设计原理膨胀节的设计原理是基于材料的膨胀和收缩特性以及结构变形原理。

当钢结构受热或受力而发生膨胀时，膨胀节能够通过自由伸缩的特性吸收结构的变形。

其工作原理主要包括以下几个方面：1. 膨胀节的膨胀能力：通过合理选择膨胀节的材料和尺寸，确保其能够在允许的温度范围内承受结构的膨胀量，从而避免结构因温度变化而引起的应力集中和破坏。

2. 膨胀节的伸缩性：膨胀节需要具有足够的伸缩性，以适应结构的变形。

通常采用波纹形式的设计，通过材料的弯曲和伸缩来实现结构的运动吸收。

3. 膨胀节的连续性：膨胀节需要与结构的其他部分有良好的连接，确保在结构变形时能够正常工作，并防止其它连接部位的破坏。

二、材料选用钢结构膨胀节通常采用不锈钢或碳钢材料进行制造，具有良好的耐腐蚀性和强度。

材料的选择应根据实际工程环境和使用要求来确定。

1. 不锈钢材料：适用于潮湿、腐蚀环境和高温条件下的工程，如化工厂、石油、天然气等工业领域。

2. 碳钢材料：适用于大部分一般工程领域，如建筑、桥梁、隧道等。

碳钢材料具有较高的刚性和强度。

三、安装与维护钢结构膨胀节的安装和维护对于其性能和使用寿命具有重要的影响。

以下是安装与维护的几个关键点：1. 安装位置选择：根据结构的设计要求和膨胀节的功能，合理选择安装位置。

通常位于结构的连接节点或受力关键部位。

2. 安装预留尺寸：根据膨胀节的伸缩量和结构的变形情况，确定安装时的预留尺寸。

保证膨胀节在工作过程中有足够的伸缩空间。

3. 定期检查和维护：膨胀节需要定期进行检查和维护，确保其性能和功能正常。

包括检查材料的腐蚀情况、波纹的变形以及连接件的紧固情况等。

4. 注意安全使用：在使用过程中，注意对膨胀节进行安全监测，防止因长期使用或其他原因导致的性能下降或失效，确保结构的安全运行。

膨胀节的分类及管道变形计算范文

膨胀节的分类及管道变形计算范文

膨胀节的分类：一、按材质分为：金属膨胀接、非金属膨胀节。

■非金属膨胀节A、非金属柔性补偿器（膨胀节）可补偿轴向、横向、角向，具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点，特别适用于热风管道及烟尘管道。

B、非金属柔性补偿器（膨胀节）的特点：1、补偿热膨胀：可以补偿多方向，大大优于只能单式补偿的金属补偿器。

2、补偿安装误差：由于管道连接过程中，系统误差再所难免，纤维补偿器较好的补偿了安装误差。

3、消声减振：纤维织物、保温棉体本身具有吸声、隔震动传递的功能，能有效的减少锅炉、风机等系统的噪声和震动。

4、无反推力：由于主体材料为纤维织物，无力的传递。

用纤维补偿器可简化设计，避免使用大的支座，节省大量的材料和劳动力。

5、耐腐蚀性：选用的氟塑料、有机硅材料具有较好的耐温和耐腐蚀性能。

不耐高温，比金属差。

6、体轻、结构简单、安装维修方便。

8、价格低于金属补偿器。

■金属波纹补偿器（膨胀节）的特点及应用：A、金属波纹补偿器是用于吸收管线、导管或容器、设备由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的装置，它的金属波纹管是主要的补偿元件，广泛用于石油化工、电力供热、锅炉烟风道、钢铁冶金、水泥、船舶、机械等管线及设备的软连接，波纹管（补偿元件）材质：不锈钢、碳钢、不锈钢内衬聚四氟乙烯等。

B、耐高温、耐压一、按材质分为：金属膨胀接、非金属膨胀节。

■非金属膨胀节A、非金属柔性补偿器（膨胀节）可补偿轴向、横向、角向，具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点，特别适用于热风管道及烟尘管道。

B、非金属柔性补偿器（膨胀节）的特点：1、补偿热膨胀：可以补偿多方向，大大优于只能单式补偿的金属补偿器。

2、补偿安装误差：由于管道连接过程中，系统误差再所难免，纤维补偿器较好的补偿了安装误差。

3、消声减振：纤维织物、保温棉体本身具有吸声、隔震动传递的功能，能有效的减少锅炉、风机等系统的噪声和震动。

4、无反推力：由于主体材料为纤维织物，无力的传递。

EJMA中文

EJMA中文

4.10.2 内衬筒的推荐设计a．为了减少膨胀节的内衬筒在流动介质作用下发生振动的可能性，输送气体和蒸汽时，内衬筒的厚度应采取下列经验值：筒长，流速和介质温度可增大上表要求的内衬筒的最小厚度值。

厚度增加的因素应按照流动部分计算并相乘，结果与上表中的厚度值相乘，已得到可用的内衬管的最小厚度值。

c. 如果单个内衬筒的长度超过18英寸，以上厚度值应乘以√Ls/18，为内衬筒长度，单位为英寸。

d. 如果介质流速（V）超过100英尺/秒，以上厚度值应乘以√V/100。

如果在膨胀节上游10倍管径以内存在由阀门、三通、弯管等引起的湍流，用于计算内衬筒厚度的流速V ,应取作实际流速的4倍。

其他情况下，V的取值可根据实际测定及流体动力学公式计算而得出。

e. 如果介质温度超过300℉，以上厚度值应该等于Esc/Esh，其中Esc为300℉时内衬筒的弹性系数，Esh为介质温度下内衬筒的弹性系数。

f. 如果存在横向位移或角位移，必须减小内衬筒的直径，使它的外径与波纹管或接管的内径之间留有足够的间隙。

如果不允许减少内衬筒的直径，则必须使用加大尺寸的膨胀节，或者改用其他形式的膨胀节，或者对膨胀节进行冷紧。

g. 排泄孔应该与管道垂直安装，以便液体流入内衬筒中。

h. 为减小流动诱导振动的可能性而设计的内衬管不能替代1.2部分中所说的导向内衬筒。

i. 内衬筒的材料可以与波纹管相同，也可以采用不同的材料。

4.11外盖—圆形伸缩缝基于以下标准，外盖对所有的伸缩缝是特定的。

4.11.1流致振动当波纹管的由外流所致的漩涡脱落频率接近振动引起的自然频率时，可能会引起共振干扰从而产生破坏。

诱导波纹管产生共振干扰的最小的轴向和横向流速可通过下式计算：a）波纹管自由流的最小轴向流速其中，w为卷积高度（英寸）K sr为波纹管轴向总流速（英镑/英尺）W为包括介质流体在内的波纹管的重量（英镑）b）波纹管自由流的最小横向流速其中，D m为波纹管的平均直径（英寸）L b为波纹管的长度（英寸）K sr为波纹管轴向总流速（英镑/英尺）W为包括介质流体在内的波纹管的重量（英镑）当波纹管的实际这样流速超过以上各式相应值得75%时才可用。