隨著世界范圍內(nèi)環(huán)保意識的增強,人們對閥門的密封要求越來越高,特別是核裝置以及石油和化工等場合,要求閥門實現(xiàn)“零泄漏”。因 此,前蘇聯(lián)、德國、美國和日本等將金屬波紋管應用于閥門,使波紋管閥門作為一個新產(chǎn)品先在航空、航天、艦船和核工業(yè)等應用,并在石油和化工等行業(yè)得以推廣。
金屬波紋管的作用主要是實現(xiàn)測量、連接、轉(zhuǎn)換、補償、隔離、密封和減振等功能。在波紋管截止閥和閘閥中的作用主要是隔離、密封和補償功能,在自力式調(diào)節(jié)閥中,還與彈簧配套起到輸出力和開啟關閉閥門的作用。
用于波紋管閥門的金屬波紋管主要有液壓成型和焊接成型兩種,要根據(jù)實際使用的閥門閥體高度、位移量、耐壓能力以及剛度要求綜合考慮選擇何種形式的金屬波紋管。金屬波紋管的材料主要是奧氏體不銹鋼以及高溫合金鋼等,材料的選擇主要根據(jù)閥門實際使用介質(zhì)腐蝕性和使用溫度決定的。由于近年來國內(nèi)閥門行業(yè)發(fā)展非常,如何在波紋管閥門設計時選擇合適的金屬波紋管成為行業(yè)上迫切需要解決的問題。
在對金屬波紋管設計選型時, 先要明確金屬波紋管的行業(yè)術語。
波紋管———一種彈性、薄壁、有多個橫向波紋的管殼零件。
波紋管組件———由二個或二個以上零件組成,其中之一是波紋管, 波紋管是一個或多個串連,其他是法蘭等配件。
壁厚———成形波紋管的原始金屬管的管壁厚度,對多層波紋管則是各層壁厚的總和。
行程———以原始長度為基點, 波紋管壓縮位移與拉伸位移之和。
扭曲———長波紋管進行軸向壓縮時產(chǎn)生的柱失穩(wěn)。
公稱壓力———與波紋管機械強度有關的設計給定壓力。
公稱載荷———正常工作條件下允許的大載荷或滿量程值。通常是預期設計值。超載載荷一般限定在額定載荷的125%~150%。
額定位移———額定載荷下引起的位移,是正常使用條件下允許產(chǎn)生的工作位移。不產(chǎn)生塑性變形達到的位移為允許位移,工作位移一般是允許位移 的40%~50%。
波紋管剛度———使波紋管產(chǎn)生單位位移所需要的力,設計計算得出的剛度稱為公稱剛度或額定剛度,一般情況,公稱剛度不直接采用設計值,而是產(chǎn)品原形經(jīng)過測試后的修正值。
一次循環(huán)———波紋管隨閥桿從全開到全閉再到全開的運動過程。
循環(huán)壽命———波紋管在規(guī)定壓力、溫度和軸向行程下往復運動而不破壞的大循環(huán)次數(shù)。相同產(chǎn)品的壽命與波紋管工作狀態(tài)、循環(huán)次數(shù)、頻率、壓力和溫度等有關。
面積———彈性元件在單位壓力作用下,位移為零時轉(zhuǎn)換的集中力的大小。但面積隨壓力增加而變化,因此具有不恒定性, 在力平衡式儀表中, 要配對篩選,做到面積盡量一致。