双壁波纹管补偿器常见的几种失稳方式

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双壁波纹管补偿器作为管道热补偿元件，在石化、冶金、供热、电力等范畴被普遍地应用，经过不时探究研讨，常规的波纹管伸缩节设计计算已趋于成熟。但随着社会经济的开展，新的应用范畴的开发，关于波纹管伸缩节应用请求不时进步，相应的带来了许多新的问题。近年来，双壁波纹管补偿器在供热管道中大量应用，关于接受外压的金属波纹管的设计办法，GB12777、EJMA和ASME B31.3等国内外相关规范中均与接受内压的金属波纹管类似。但随着供热技术进步和节能技术的应用，金属波纹管伸缩节产品口径逐步增大，对其补偿性能指标也不时进步，双壁波纹管补偿器产品的失效时有发作，并且呈现了与内压金属波纹管有所区别的失效方式，需求对双壁波纹管补偿器进一步研讨。

常见的金属波纹管失稳方式有平面失稳和柱状失稳两种，双壁波纹管补偿器也可能呈现相似外压圆筒的弹性失稳和塑性失效。双壁波纹管补偿器工作时受拉伸，不会发作柱状失稳，因而失效方式可能是平面失稳或者外压失稳。

1）平面失稳

平面失稳指一个或多个波纹平面发作挪动或偏转，变形的特性是一个或多个波纹呈现倾斜或翘曲，表现为是波距变得不平均。形成平面失稳的缘由主要是由于沿子午向作用的弯曲应力过大，并在波峰和波谷构成了塑性铰。

2）外压失稳

双壁波纹管补偿器稳定性是将其视为一个与其长度相同的圆筒依照压力容器标准停止校核。外压容器失稳的定义时在外压作用下筒体忽然失去原有外形而被压瘪或呈现博文的现象，称为外压容器的失稳。失稳方式有侧向失稳、轴向失稳和部分失稳三种。

侧向失稳：主要接受侧向外压，变形为横截面由圆形变成波形（扁了、瘪了）；

部分失稳：部分外压，变形为部分径线由直线变成曲线；

轴向失稳：接受轴向外压，变形为径线由直线变为曲线。

双壁波纹管补偿器轴向为拉伸载荷，不需求校核轴向稳定性。依据EJMA第九版4.15所述，接受外压的金属波纹管的周向稳定性是将金属波纹管与相连接的接收作为一个整体来校核。

3）拉伸移位的影响

经过稳定性实验和非线性有限元计算研讨了金属波纹管在外压和移位同时作用下的稳定性，指出拉伸移位对金属波纹管的稳定性具有不利的影响。EJMA中平面失稳计算公式中增加了拉伸移位对极限压力的影响。关于双壁波纹管补偿器周向稳定性校核，是将金属波纹管视为轴向不发作变化的刚性外压圆筒，仅校核其径向接受外压的才能，并未思索实践工况中金属波纹管是发作轴向拉伸移位的弹性元件，目前相关规范中没有给出理论计算办法。

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