綜述   型號含義  連接方式   熱變形計算  安裝和使用  選型  使用和說明 結構  制造波紋膨脹節的一些細節 壓力容器波紋膨脹節參數 波紋膨脹節的分類 主要標準 計算方法 

　　  波紋膨脹節，習慣上也叫膨脹節，或伸縮節。由構成其工作主體的波紋膨脹節（一種彈性元件）和端管、支架、法蘭、導管等附件組成。主要用在各種管道中，它能夠補償管道的熱位移，機械變形和吸收各種機械振動，起到降低管道變形應力和提高管道使用壽命的作用。利用波紋膨脹節的彈性元件的有效伸縮變形來吸收管線、導管或容器由熱脹冷縮等原因而產生的尺寸變化的一種補償裝置，屬于一種補償元件。可對軸向，橫向，和角向位移的的吸收.壓力管道受到熱脹、冷縮、端點附加位移、管道支撐設置不當等因素的影響，可能會導致設備、管道的非正常運行。因此，管道的柔性設計是安全運行的重要保證之一。在彈性研究技術引入管道系統之前，管道補償只限于采用管道本身的結構來實現，例如采用合理布局以實現自然補償；采用方形管道實現補償；采用具有活動部件的套筒式補償器進行補償等。這些補償方式只局限于采用管道本身的安裝技術，或變位，或變形，或分解，因而不能徹底實現管道的更有效的補償：其一，采用變位、變形補償方式時，補償能力較差，占地面積大，施工困難；其二，采用管道分解的套筒式補償，雖補償能力有所提高，但密封部分問題較多，易泄露，維修量大，容易卡死。隨著彈性研究技術的引入，情況發生了巨大的變化：具有彈性補償能力的薄殼式波紋管立即成了管道補償技術中的一個熱點，并迅速推廣到各領域的管道工程中。波紋膨脹節成為管道中常用的柔性元件，它是由金屬波紋管和構件組成的具有伸縮功能的器件，能夠補償管道的熱變形、機械變形和吸收各種機械振動，起到降低管道變形和提高管道使用壽命的作用。

型號含義

　　1、軸向型內壓式波紋膨脹節(HZN)
　　舉例：0.6TNY500TF
　　表示：公稱通徑為Φ500，工作壓力為0.6MPa，(6kg/cm2)波數為4個，帶導流筒，碳鋼法蘭連接的內壓式波紋膨脹節。
　　2、軸向型外壓式波紋膨脹節(HZW)
　　舉例：0.6TWY500×8JB
　　表示：公稱通徑為500mm，工作壓力為0.6MPa(6kg/cm2)波數為8個，不銹鋼管連接的軸向型外壓式波紋膨脹節。
　　注：疏水口的設置按用戶要求。
　　3、軸向復式波紋膨脹節(HZF)
　　舉例：0.6FS100×20F
　　表示：工作壓力為0.6MPa，通徑DN=100mm，波數為20，法蘭連接的復式波紋膨脹節。
　　4、軸向復式拉桿波紋膨脹節(HFL)
　　舉例：0.6FSL200×12J
　　表示：工作壓力為0.6MPa，通徑DN=200mm，波數為12，接管連接的復式拉桿波紋膨脹節。
　　5、直埋式內壓波紋膨脹節(HZMNY)
　　舉例：1.6ZMS200×6J
　　表示：工作壓力為1.6MPa，公稱通徑為200mm，波數為6波，接管連接的直埋式>波紋膨脹節。
　　6、萬向鉸鏈波紋膨脹節(HWJ)
　　舉例：0.6WJY500×4F
　　表示：工作壓力為0.6MPa，公稱通徑為500mm，波數為4，碳鋼法蘭連接的萬向鉸鏈波紋膨脹節。
　　7、直管壓力平衡式波紋膨脹節（HZP）
　　舉例：0.6ZYP500×8/6－JB
　　表示公稱通徑為500，工作壓力為0.6MPa，大波紋膨脹節為8個波，小波紋膨脹節為16個波，連接形式為不銹鋼接管連接的直管壓力平衡式波紋膨脹節。
　　8、曲管壓力平衡式波紋膨脹節
　　示例：0.25QYP700×8/4JB
　　表示：公稱通徑為φ700mm，工作壓力0.25Mpa，波數為8/4，不銹鋼接管連接的曲管壓力平衡式波紋膨脹節
　　9、內外壓力平衡式波紋膨脹節(HNP)
　　舉例：1.6NP200*8j
　　表示：工作壓力為1.6Mpa，通徑DN=400mm，波數為4，接管連接的內外壓平衡式波紋膨脹節。
　　10、金屬柔性波紋膨脹節(HFJ)
　　示例：
　　(1)FXDA4500×4000F400
　　表示方形非金屬波紋膨脹節，長期工作≤100℃，內壁為4500×4000mm，法蘭連接，產品長度400mm
　　(2)YXDB800F250
　　表示圓形非金屬性波紋膨脹節，長期工作≤200℃，內徑為DN800mm，法蘭連接的波紋膨脹節，長度為250mm

連接方式

波紋膨脹節連接方式分為法蘭連接和焊接兩種。直埋管道波紋膨脹節一般采用焊接方式（地溝安裝除外）

熱變形計算

　　計算公式：X=a·L·△T
　　x 管道膨脹量
　　a為線膨脹系數，取0.03mm/m
　　L補償管線（所需補償管道固定支座間的距離）長度
　　△T為溫差（介質溫度-安裝時環境溫度）

安裝和使用

　　1、波紋膨脹節在安裝前應先檢查其型號、規格及管道配置情況，必須符合設計要求。
　　2、對帶內套筒的波紋膨脹節應注意使內套筒子的方向與介質流動方向一致，鉸鏈型波紋膨脹節的鉸鏈轉動平面應與位移轉動平面一致。
　　3、需要進行“冷緊”的波紋膨脹節，預變形所用的輔助構件應在管路安裝完畢后方可拆除。
　　4、嚴禁用波紋膨脹節變形的方法來調整管道的安裝超差，以免影響波紋膨脹節的正常功能、降低使用壽命及增加管系、設備、支承構件的載荷。
　　5、安裝過程中，不允許焊渣飛濺到波殼表面，不允許波殼受到其它機械損傷。
　　6、管系安裝完畢后，應盡快拆除波紋膨脹節上用作安裝運輸的黃色輔助定位構件及緊固件，并按設計要求將限位裝置調到規定位置，使管系在環境條件下有充分的補償能力。
　　7、波紋膨脹節所有活動元件不得被外部構件卡死或限制其活動范圍，應保證各活動部位的正常動作。
　　8、水壓試驗時，應對裝有波紋膨脹節管路端部的次固定管架進行加固，使管路不發生移動或轉動。對用于氣體介質的波紋膨脹節及其連接管路，要注意充水時是否需要增設臨時支架。水壓試驗用水清洗液的96氯離子含量不超過25PPM。
　　9、水壓試驗結束后，應盡快排波殼中的積水，并迅速將波殼內表面吹干。
　　10、與波紋膨脹節接觸的保溫材料應不含氯。

選型

　　波紋膨脹節它是以波紋膨脹節為核心的擾性元件，在管線上可作軸向、橫向和角向三個方向的補償。軸向波紋膨脹節為了減少介質的自激現象，在產品內部設有內套管，在很大程度上限制了徑向補償能力，故一般僅用以吸收或補償管道的軸向位移（如果管系中確需少量的徑向位移，也可以吸收軸向、角向和任意三個方向位移的組合；鉸鏈波紋膨脹節（也稱角向波紋膨脹節），它以兩個或三個波紋膨脹節配套使用（單個使用鉸鏈波紋膨脹節沒有補償能力），用以吸收單平面內的橫向變形；萬向鉸鏈（角向）波紋膨脹節，由兩個或三個配套使用，可吸收三維方向的變形量。

 使用和說明

1.確定波紋膨脹節的工作壓力等級 波紋膨脹節實際工作中一般根據管道的設計壓力直接確定膨脹節的公稱壓力，我廠產品的公稱壓力有0.25、0.6、1.0、1.6、2.5（Mpa）五個壓力設計，波紋膨脹節的公稱壓力是在設計溫度300℃時的數值，可根據溫度修正系數對公稱壓力等級進行修正。 

2.根據波紋膨脹節的實際使用情況，合理確定各段管線采用的波紋膨脹節的形式數量。各種管線看似走向曲折復雜，但是都是由一些形狀簡單的具體的典型管段，如直線管段、L形管段、Z形管段組成。直線管段采用軸向膨脹節；L形管段、Z形管段則采用單向鉸鏈型、復式自由型和復式鉸鏈型膨脹節；而空間管段則采用復式拉桿型和單、復式萬向鉸鏈型膨脹節，可根據波紋膨脹節的實際情況調整替代，如用一個橫向膨脹節替代多哥軸向波紋膨脹節，也是可取的。

波紋膨脹節的結構
 1.軸向型波紋膨脹節 普通抽向型 是基本的軸向膨脹節結構。其中支撐螺母和預拉桿的作用是支撐膨脹節達到最大額定拉伸長度和到現場安裝時調整安裝長度(冷緊)。如果補償量較大，可用兩節，甚至三節波紋管。使用多節時，要增加抗失穩的導向限位桿。 抗彎型 增加了外抗彎套筒，使整體具有抗彎能力。這樣可以不受支座的設置必須受4D、14D的約束，支架的設置可以將這段按剛性管道考慮。 外壓型 這種結構使波紋管外部受壓，內部通大氣。
外殼必須是密閉的容器，它的特點是： 1)波紋管受外壓不發生柱失穩，可以用多波，實現大補償量。 2)波紋內不含雜污物及水，停汽時冷凝水不存波紋內可從排污閥排掉，不怕冷凍。 3)結構稍改進也具有抗彎能力。 直埋型 它的外殼起到井的作用，把膨脹節保護起來.密封結構防止土及水進入。實際產品分防土型和防土防水型。對膨脹節的特殊要求是必須與管道同壽命。 一次性直理型 它的使用是裝在管線上后整個管線加熱升溫到管線的設計溫度范圍的中間溫度，管線伸長，波紋管被壓縮，兩個套筒滑動靠近，然后把它們焊死，再由檢壓孔打壓檢驗焊縫不漏即可。它的特點是： 1)焊死后波紋管再不起作用，它的壽命一次就夠。 2)波紋管的設計壓力按施工加熱的壓力設計。材質用普通碳鋼。
 2.橫向型波紋膨脹節 單向橫向型 它只能在垂直于鉸鏈軸的平面內彎曲變形。 萬向橫向型 它可以對不在一個平面內的空間管道進行各方向的補償變形。 大拉桿橫向型 它屬于萬向橫向型，除了可以承受較大的橫向變形，還能吸收中間長接管的熱變形。如果不需要用拉桿平衡內壓的推力，它還可以補償來自管線的軸向變形，即所謂“萬能膨脹節”。由干彎曲和軸向變形同時發生且軸向變形由兩個波紋管均擔，則要求它們的變形量要在膨脹節結構上給以限位，以便均勻分配各波紋管的變形量，使其各自的變形量都小超過額定值。 小拉桿橫向型 在需要由拉桿平衡內壓推力時，它可以進行橫向和自身熱變形補償。如不需拉桿平衡內壓推力，它可以承受軸向補償，這也是萬能膨脹節的一種。橫向膨脹節具有下列優點：① 能進行大位移補償。② 內壓引起的軸向力由自身的拉桿及鉸鏈平衡，使它的支架成為次固定支架，降低支架的造價。③ 拉桿橫向式還具有吸收軸向變形的能力，在變形較復雜的管線上可以發揮它的作用。④ 它更大的優點是由子在結構上受拉桿及鉸鏈的保護，對管道的安裝誤差甚至事故不像軸向膨脹節那樣敏感，有時即使有管道事故也不致損壞膨脹節。在管系設計中如果可能盡量用橫向型膨脹節。
 3.角向型波紋膨脹節
單向角向型 它只能彎曲變形，形成角位移。內壓推力由鉸鏈承受。
萬向角向型 萬向角向型波紋膨脹節特點是采用萬向鉸鏈，可以在過軸線的任何平面內彎曲。角向型一般由兩個或三個組合使用補償線位移。 波紋管配備相應的構件，形成具有各種不同補償功能的波紋膨脹節。按補償形式分為軸向型、橫向型、角向型及壓力平衡型。 軸向型 普通軸向型、抗彎型、外壓型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。 橫向型 單向橫向型、萬向鉸鏈橫向型、大拉桿橫向型、小拉桿橫向型。 角向型 單向角向型、萬向角向型。在一些特定情況還可以有特殊功能，如耐腐蝕型、耐高溫型。按特定場合的不同，分為催化裂化裝置用、高爐煙道用。按用于不同介質分為：熱風用、煙氣用、蒸汽用等。
 4.力平衡型波紋膨脹節 波紋膨脹節內壓推力比較大，易對相連的設備產生不良影響。力平衡型膨脹節通過自身結構使內壓引起的推力保持平衡.而不作用或很少作用于相連的設備，且能保持本身的軸向補償功能。 直管力平衡型 它由兩個工作波紋管，一個平衡波紋管及端板、平衡拉桿組成。其中的關鍵是平衡波紋管的有效面積必須是工作波紋管有效面積的兩倍，這樣工作波紋管內壓引起的向外側的軸向推力通過平衡拉桿被平衡波紋管因內壓引起的相反方向的推力所抵消，而無軸向推力輸出，管道或設備不再受力在正常的補償過程中，它自身的力平衡關系不變。 彎管力平衡型 這是用于管道轉彎處進行軸向、橫向或兩者組合補償。由工作波紋管和平衡波紋管及平衡拉桿、彎頭組成。平衡波紋管的有效面積必須與工作波紋管的有效面積相等，則內壓引起的軸向推力正好方向相反，大小相等。通過拉桿相抵消。橫向位移校大時可用兩個工作波紋管，如橫向位移和軸向位移都比較小，可用一個工作波紋管。 其它力平衡型 由于發展的需要，開發了適合于在不同情況下使用的各種力平衡式波紋膨脹節。一般都是根據內壓自身平衡的原理按特殊要求設計的。常見類型如： 1)套疊直管壓力平衡型膨脹節 2)外壓浮筒式膨脹節 3)內聯式直管壓力平衡式膨脹節 4)內壓并聯型膨脹節 5)旁管力平衡式膨脹節 力平衡型膨脹節主要用于設備之間或不適于設置固定支座的場合。而不適合用在需要很多膨脹節的長管線上。因它的造價很高，是相同使用參數的普通軸向膨脹節的四倍以上。 力平衡型和普通軸向型膨脹節不能在同一管線上串聯使用，否則平衡型和普通軸向型之間的支架將變成主固定支架，力平衡變得無意義。強調這點是因為曾經出現過對力平衡型膨脹節的錯誤理解和使用。
 5.特殊結構的波紋膨脹節 帶隔熱層在導流筒和波紋管之間加絕熱材料層。在絕熱材料和波紋之間的氣體是死區，與在導流簡內流動的高 溫介質幾乎隔絕。高溫介質的熱量只能通過絕熱層傳給波紋管，熱傳導緩慢。波紋管外面是大氣溫度，大 氣被加熱自然形成對流，起散熱作用，也可用人工強化對流。通過設計不同厚度的絕熱層，可以控制波紋 管的溫度，使其不超過波紋管材料的允許使用溫度。根據介質溫度的高低選用不同類型的絕熱材料。絕熱 材料起隔熱作用，也可用由外部通入高于管道的介質壓力的蒸汽或空氣代替，導流筒端部與端管之間配合 間隙相對要小些。由于連續通人氣體，在導流筒端部與端管之間的間隙不斷噴出氣體到管道內，使高溫介 質不能進入導流筒和波紋之間，波紋管的實際溫度不會高于汽或氣的溫度。 帶加強環 在U型波紋的波谷加剛性圓截面的圓環，能提高抗柱失穩和平面失穩的能力，從而提高耐壓能力。工 作壓力在2.5MPa以上時應用加強環比較合適，加強環截面可以是實心圓.也可以是空心圓環。如果采用加 穩定環措施，其抗失穩能力更強。 焊接結構 波紋管由焊接而成。特點是剛度小、補償量大、軸向尺寸小。缺點是耐壓強度低。為提高耐壓也可以 焊成多層。此外，其上藝技術要求高，成本高，它只適合在特殊場合使用。 矩形 它用于低壓、通風矩形管道。它的工作跟圓形波紋膨脹節相同，有軸向、角向、橫向及它們的組合。 波形一般為U 型和V 型。它的拐角結構型式常見的有三種，其中以圓弧轉角受力狀態較好。

制造波紋膨脹節的一些細節
波紋膨脹節表面不允許有裂紋、焊接飛濺物及大于板厚下偏差的劃痕和凹痕等缺陷。不大于板厚下偏差的劃痕和凹陷應修磨使其圓潤過渡。
 波紋膨脹節直邊段外徑的極限偏差等級，采用波紋膨脹節外套連接形式應為GB/T1801-1979表2和GB/T1802-1979表2中的H12級；采用波紋膨脹節內插連接型式時應為GB/T1801-1979表1和GB/T1802-1979表1中的h12級。
波紋膨脹節兩端面對波紋膨脹節軸線的垂直度公差應為1％的波紋膨脹節公差通經，且不大于3mm。公稱直徑不大于200mm的波紋膨脹節，波紋膨脹節兩端面軸線對波紋膨脹節軸線的同軸度公差應為∮2mm;公差通經大于200mm的波紋膨脹節，波紋膨脹節兩端面軸線對波紋膨脹節軸線的同軸度公差應為1％的波紋膨脹節公差直徑，且不大于∮5mm.
波紋膨脹節處于自由長度狀態下，加強環或均衡環表面應光滑并與波紋膨脹節材料緊密粘合。

 壓力容器波紋膨脹節參數

波紋膨脹節的分類
波紋膨脹節按是否能吸收管道內介質壓力所產生的壓力推力（盲板力），可分為無約束型波紋管膨脹節和有約束型膨脹節。
波紋膨脹節按波紋管的波形結構參數，可分為U形、Ω形、S形、V形（目前國內廠家多數采用U形）。
波紋膨脹節按波紋管的位移型式，可分為軸向型、橫向型、角向型及壓力平衡型波紋管膨脹節。
波紋管配備相應的構件，形成具有各種不同補償功能的波紋膨脹節。
按補償形式分為軸向型、橫向型、角向型及壓力平衡型。
軸向型：普通軸向型、抗彎型、外壓型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。
橫向型：單向橫向型、萬向鉸鏈橫向型、大拉桿橫向型、小拉桿橫向型。  
角向型：單向角向型、萬向角向型。  
以上是基本分類，每類都具備共同的功能。
波紋膨脹節在一些特定情況還可以有特殊功能，如耐腐蝕型、耐高溫型。按特定場合的不同，分為催化裂化裝置用、高爐煙道用。按用于不同介質分為：熱風用、煙氣用、蒸汽用等。

波紋膨脹節的主要標準
1、國內主要標準
GB/T12777-1999     金屬波紋膨脹節通用技術條件
GB/T15700-1995     聚四氟乙烯波紋膨脹節通用技術條件
CB1153-93      金屬波形膨脹節
GB12522-90      不銹鋼波形膨脹節 
GB16749-97      壓力容器波形膨脹節 
GJB1996-94        管道用金屬波紋膨脹節通用規范
CJ/T3016-93           城市供熱管道用波紋管膨脹節   
2、國外主要標準  
美國
EJMA  膨脹節制造商協會 
ASME美國機械工程師學會 B31.3 
ASME BPVC（鍋爐及壓力容器） Ⅱ-1-NC
ASME BPVC VⅢ-1 
MIL-E-17813F—（軍標）管道用金屬波紋膨脹節通用規范 
日本 JIS B 2352 
JIS B 8277（壓力容器膨脹節） 
德國 AD規范（壓力容器換熱器用）
英國 BS6129金屬波紋膨脹節

波紋膨脹節的計算方法
波紋膨脹節的設計計算是一個復雜的彈性力學間題，而且隨著波紋膨脹節在管道、設備、裝置上日益廣泛應用，波紋膨脹節的變形不再局限于彈性變形，而且有很大的塑性變形，僅僅用彈性力學的理論來分析將會產生較大誤差。由于波紋膨脹節是一個復雜的殼體，波紋膨脹節的工藝過程及使用條件對性能又有很大的影響，故不可能提出能適應各種條件的工程上實用的計算公式。海安手機網站作過大量的分析研究和實驗驗證工作，提出了不少工程設計使用的計算公式和圖表但是有的方法由于公式和圖表繁復，工程設計使用不方便；與實際應用情況偏差較大，難以保證工程上的安全可靠，均未能為工程界所接受。
目前，能夠符合工程實用要求的計算方法并不是很多，應用較普遍的主要有以下幾種方法：
1. 美國膨脹節制造商協會標準計算法（EJMA法） 
2. 美國凱洛格公司計算法（KELLOGG法） 
3. 日本東洋公司計算法（TOYO法）
4. 前蘇聯維赫曼等人提出的計算方法（維赫曼法） 
5. 前西德AD受壓容器規范計算法（AD法） 
6. 日本濱田一竹園提出的計算法（濱田一竹園法）