膨胀节刚度常用多少

（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》

论膨胀节在换热器中的应用

在换热器的设计和使用中，我们经常要碰到带有膨胀节的换热器。这些膨胀节应用到换热器中到底能起到什么作用。

首先，膨胀节是一种能自由伸缩的弹性补偿元件，能有效的起到补偿轴向变形的作用。当管束和壳体由于温差和压力作用变形不一致时，能吸收变形能，自动调节壳体和管束中的应力大小。

其次，在筒体上加上一个波纹膨胀节来吸收换热管和筒体的变形差，将会改善管板受力状况，减小管板的厚度。

应用到膨胀节最多的换热器是固定管板式换热器。

在哪些情况下，我们需要在换热器上设置膨胀节。在设置膨胀节的时候，我们需要注意些什么。膨胀节在应用时应该注意得事项。

我们现在用实际项目中出现的案例分析一下，见下图：

本设备为硫回收项目中三级硫冷凝器。本设备为BKM形式的换热器。其壳程工作压力为0.15MPa，设计压力为0.4MPa，工作温度104~127.5°C，设计温度160°C，材质为Q345R；其管程工作压力为0.075MPa，设计压力为0.4MPa，工作温度228.4~130°C，设计温度250°C，材质为Q345R/0Cr18Ni9（其换热管材质为0Cr18Ni9）。在使用SW6计算的时候，计算显示需要设置膨胀节。

让我们来分析一下此换热器需要设

管道安装后进行压力试验时,施工验收规范要求要对管道上的膨胀节进行临时约束。约束的形式有采用螺杆和门形钢板两种。对临时约束的方法措施通过受力分析及强度校核计算进行比较,证明采用门形钢板加固方式使膨胀节出现了拉伸变形,加固的门型钢板产生了弯曲和拉伸塑性变形,容易造成事故。采用螺杆连接的加固方法螺杆只承受轴向拉力,不产生弯矩,应推荐使用。为相同企业在管道试压时

21年第5 00期

天津分

管道压力试验时对膨胀节的临时约束及其强度校核徐兰柱张玉红 (津二十冶建设有限公司，天天津 300 ) 031[摘要]管道安装后进行压力试验时，施工验收规范要求要对管道上的膨胀节进行临时约束。约束的形式有采用螺杆和

门形钢板两种。对临时约束的方法措施通过受力分析及强度校核计算进行比较，证明采用门形钢板加固方式使膨胀节出现了拉伸变形，加固的门型钢板产生了弯曲和拉伸塑性变形，容易造成事故。采用螺杆连接的加固方法螺杆只承受轴向拉力，不产生弯矩，应推荐使用。为相同企业在管道试压时提供借鉴。

关键词试压1前言

膨胀节约束

钢板

螺杆

强度

校核( )管道内截面积 s 1S '4/ =r x 7 r,"

某钢厂 200m高炉工程热风炉冷风管道试压 0 3施工，冷风管道系统的鼓风机出口压力

管道安装后进行压力试验时,施工验收规范要求要对管道上的膨胀节进行临时约束。约束的形式有采用螺杆和门形钢板两种。对临时约束的方法措施通过受力分析及强度校核计算进行比较,证明采用门形钢板加固方式使膨胀节出现了拉伸变形,加固的门型钢板产生了弯曲和拉伸塑性变形,容易造成事故。采用螺杆连接的加固方法螺杆只承受轴向拉力,不产生弯矩,应推荐使用。为相同企业在管道试压时

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管道压力试验时对膨胀节的临时约束及其强度校核徐兰柱张玉红 (津二十冶建设有限公司，天天津 300 ) 031[摘要]管道安装后进行压力试验时，施工验收规范要求要对管道上的膨胀节进行临时约束。约束的形式有采用螺杆和

门形钢板两种。对临时约束的方法措施通过受力分析及强度校核计算进行比较，证明采用门形钢板加固方式使膨胀节出现了拉伸变形，加固的门型钢板产生了弯曲和拉伸塑性变形，容易造成事故。采用螺杆连接的加固方法螺杆只承受轴向拉力，不产生弯矩，应推荐使用。为相同企业在管道试压时提供借鉴。

关键词试压1前言

膨胀节约束

钢板

螺杆

强度

校核( )管道内截面积 s 1S '4/ =r x 7 r,"

某钢厂 200m高炉工程热风炉冷风管道试压 0 3施工，冷风管道系统的鼓风机出口压力

管道安装后进行压力试验时,施工验收规范要求要对管道上的膨胀节进行临时约束。约束的形式有采用螺杆和门形钢板两种。对临时约束的方法措施通过受力分析及强度校核计算进行比较,证明采用门形钢板加固方式使膨胀节出现了拉伸变形,加固的门型钢板产生了弯曲和拉伸塑性变形,容易造成事故。采用螺杆连接的加固方法螺杆只承受轴向拉力,不产生弯矩,应推荐使用。为相同企业在管道试压时

21年第5 00期

天津分

管道压力试验时对膨胀节的临时约束及其强度校核徐兰柱张玉红 (津二十冶建设有限公司，天天津 300 ) 031[摘要]管道安装后进行压力试验时，施工验收规范要求要对管道上的膨胀节进行临时约束。约束的形式有采用螺杆和

门形钢板两种。对临时约束的方法措施通过受力分析及强度校核计算进行比较，证明采用门形钢板加固方式使膨胀节出现了拉伸变形，加固的门型钢板产生了弯曲和拉伸塑性变形，容易造成事故。采用螺杆连接的加固方法螺杆只承受轴向拉力，不产生弯矩，应推荐使用。为相同企业在管道试压时提供借鉴。

关键词试压1前言

膨胀节约束

钢板

螺杆

强度

校核( )管道内截面积 s 1S '4/ =r x 7 r,"

某钢厂 200m高炉工程热风炉冷风管道试压 0 3施工，冷风管道系统的鼓风机出口压力

动刚度与静刚度

静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度，动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度，即引起单位振幅所需要的动态力。

静刚度一般用结构的在静载荷作用下的变形多少来衡量，动刚度则是用结构振动的频率来衡量；

如果动作用力变化很慢，即动作用力的频率远小于结构的固有频率时，可以认为动刚度和静刚度基本相同。否则，动作用力的频率远大于结构的固有频率时，结构变形比较小，动刚度则比较大。 但动作用力的频率与结构的固有频率相近时，有可能出现共振现象，此时动刚度最小，变形最大。金属件的动刚度与静刚度基本一样,而橡胶件则基本上是不一样的,橡胶件的静刚度一般来说是非线性的,也就是在不同载荷下的静刚度值是不一样的;而金属件是线性的,也就是说基本上是各个载荷下静刚度值都是一样的;

橡胶件的动刚度是随频率变化的,基本上是频率越高动刚度越大,在低频时变化较大,到高频是曲线趋于平坦,另外动刚度与振动的幅值也有关系,同一频率下,振动幅值越大,动刚度越小

刚度

刚度

受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。材料的刚度由使其产生单位变形所需的外力值来量度。各向同性材料的刚度取决于它的弹性模量E和剪切模量G(见胡克定律)。结构的刚度除取决于组成材料的弹性模量外，还同其

主轴校核

通常只作刚度验算 1. 弯曲变形验算

（1）端部桡度y≤[Y] ≤0.0002L L—跨距，前后支承间的轴向距离 （2）前支承处倾角θB≤[θ] ≤0.001rad (3) 大齿轮处倾角θ≤[θ] ≤0.001rad 2.扭转变形验算 扭转角φ≤1°

支承简化与受力分析

Tmax?955?104?N???(N?mm) njN--电机功率； η--机械效率取（0.75～0.85）； nj--主轴计算转速

Fc'?2?Tmax?(N)， 其中d?0.5?Dmax? dFf'?0.35?Fc'?(N) Fp'?0.5?Fc'?(N) 由F?a?0.4?DmaxF' 作用在主轴端部的作用力

aFz?P?2?Tmax?(N) , 其中df—齿轮分度圆直径 df分解成水平面受力图：Fp； Fz1=Fz×cosθ； M=Ff×d/2 分解成垂直面受力图：Fc； Fz2=Fz×sinθ （注意各力和力矩的方向，和公式示图相反加负号）

Ⅰ刚性支承、弹性主轴 （指导书P34） 由传动力Fz引起的变形：

主轴端部桡度：y??P?a?b.c(l?a

主、次梁模板设计

采用10mm厚竹胶板50×100mm木方配制成梁侧和梁底模板,梁底模板底楞下层、上层为50×100mm木方，间距200mm。加固梁侧采用双钢管对拉螺栓(φ14)，对拉螺栓设置数量按照以下原则执行：对拉螺栓纵向间距不大于450mm。对拉螺栓采用φ14PVC套管，以便周转。

搭设平台架子，立杆间距不大于900mm，立杆4m，2m对接，梁底加固用3m、2m钢管平台、梁底加固钢管对接处加设保险扣件。立梁用一排对拉螺栓间距600mm，次梁侧面钢管与平台水平管子支撑，板、梁木方子中到中间距200mm。 ⑵梁模板设计

本工程转换层梁最大截面1125mm×1400mm，取此梁进行验算，跨度7.20m。梁底模板采用δ=14厚多层板，模板下铺单层木龙骨50×100木方，间距200mm。梁底用钢管做水平管，梁底加固采用钢管、扣件病及保险扣件。梁侧模板为δ=14厚多层板，设立楞为50×100木方，间距200mm,中间加两道φ12对拉螺杆，固定Φ48×3.5双根钢管横向背楞两道,拉杆间距500mm，计算梁底模木方、支撑。 模板支设见前设计图

木方材质为红松，设计强度和弹性模量如下：

fc=10N/mm2； fv=1.4N/mm2；fm=13N/mm

第9章 弯曲刚度问题

9.1 基本概念

9.1.1 梁弯曲后的挠曲线

吊车梁若变形过大，将使小车行走困难，还会引起梁的严重振动。因此，必须对梁的变形加以限制。

线，该曲线称为弹性曲线或挠度曲线，简称弹性线或挠曲线。

挠曲线：梁变形后的轴线。

性质：连续、光滑、弹性、极其平坦的平面曲线。 9.1.2 梁的挠度与转角

若梁的变形在弹性范围内，梁的轴线在梁弯曲后变为一条连续光滑曲

设有一具有纵向对称面的悬臂梁，在自由端处作用一集中力FP。FP力作用在梁的纵向对称面内，使梁发生平面弯曲。 一、挠度与转角

梁的变形可用以下两个基本量来度量。

1 / 28

⑴ 挠度

挠度：横截面形心沿垂直于轴线方向的位移。 梁轴线上各点（各截面）的挠度

w随着点（截面）的位置x的不同而

x的函数。

mm

改变 ，即各截面的挠度是截面位置坐标 挠度⑵ 转角

w符号规定：向下为正，向上为负。

挠曲线方程 单位：

转角：横截面绕中性轴转过的角度。用“?” 表示。 梁不同横截面其转角是不相同的，?是横截面位置坐标

转角方程 单位：

x的函数

rad? 的符号规定

主轴校核

通常只作刚度验算 1. 弯曲变形验算

（1）端部桡度y≤[Y] ≤0.0002L L—跨距，前后支承间的轴向距离 （2）前支承处倾角θB≤[θ] ≤0.001rad (3) 大齿轮处倾角θ≤[θ] ≤0.001rad 2.扭转变形验算 扭转角φ≤1°

支承简化与受力分析

Tmax?955?104?N???(N?mm) njN--电机功率； η--机械效率取（0.75～0.85）； nj--主轴计算转速

Fc'?2?Tmax?(N)， 其中d?0.5?Dmax? dFf'?0.35?Fc'?(N) Fp'?0.5?Fc'?(N) 由F?a?0.4?DmaxF' 作用在主轴端部的作用力

aFz?P?2?Tmax?(N) , 其中df—齿轮分度圆直径 df分解成水平面受力图：Fp； Fz1=Fz×cosθ； M=Ff×d/2 分解成垂直面受力图：Fc； Fz2=Fz×sinθ （注意各力和力矩的方向，和公式示图相反加负号）

Ⅰ刚性支承、弹性主轴 （指导书P34） 由传动力Fz引起的变形：

主轴端部桡度：y??P?a?b.c(l?a