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中美膨脹節(jié)介紹及區(qū)別

時間：2021-08-09 來源：歐標(biāo)美標(biāo)壓力容器設(shè)計瀏覽：

2019年12月份有前同事因為沒太聽懂別人和他說的大波、小波膨脹節(jié)；問過我之后建議我寫篇膨脹節(jié)的介紹。春節(jié)在家窩著，想起來了就花點時間簡單寫寫，不寫計算過程因為計算99.9%都是軟件計算（常規(guī)軟件或分析軟件）。

在GB16749-97版是有小波和大波的說法的，小波高的就是薄壁膨脹節(jié)，大波高的就是厚壁膨脹節(jié)；對應(yīng)ASMEBPVC的標(biāo)準(zhǔn)薄壁波紋管（膨脹節(jié)）對應(yīng)的章節(jié)是附錄26，厚壁膨脹節(jié)對應(yīng)的是附錄5。

GB 16749-97表4-2 代號及說明

代號里的X就是xiao（小），D就是da（大）。再結(jié)合2018版膨脹節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)以及97版的膨脹節(jié)的數(shù)據(jù)就能準(zhǔn)確得出前面的小波對應(yīng)薄壁，大波對應(yīng)厚壁了。這個說法不是非常普遍，但也有人用一般來說四十左右甚至更老的人才會用這個說法（如果你很年輕說明你被身邊的人影響了）。

GB/T 16749-2018表4

GB 16749-97 ZX的結(jié)構(gòu)及尺寸

計算過程不做介紹新的SW6 4.0膨脹節(jié)（按2018版膨脹節(jié)標(biāo)準(zhǔn)）模塊目前不如SW6 3.1版，不能單獨計算膨脹節(jié)。我不想吐槽兩個版本的膨脹節(jié)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容上不連續(xù)的問題，沒詳細(xì)做全面對比只知道厚壁膨脹節(jié)平面失穩(wěn)壓力的公式有非常非常大的改變。美國的標(biāo)準(zhǔn)也會出現(xiàn)不連續(xù)（例如之前提到過的鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)）那是因為對基礎(chǔ)理論的研究有了新的進(jìn)展。中國標(biāo)準(zhǔn)的不連續(xù)大部分是借鑒對象改變。一段時間抄蘇聯(lián)，一段時間抄歐洲，過一段時間又抄美國；這倒是和中國足球很像。

厚壁膨脹節(jié)是有減薄量的一般是在12%~15%之間，圓弧半徑R要大于等于3倍的膨脹節(jié)的名義厚度（投料厚度）。增加波高h(yuǎn)和增大圓弧半徑R都能增加膨脹節(jié)的補償能力，如果壓力較高增加波高就要慎重了因為波高增加會降低膨脹節(jié)抵抗平面失穩(wěn)的能力。

如果用SW6和PV elite-Nozzle Pro./compress計算過同一個或相似的換熱器，會發(fā)現(xiàn)不銹鋼等膨脹節(jié)SW6計算1-2個波就能通過，用TEMA的分析法可能5個波都過不了，尤其是殼程壓力稍高的時候（例如大于1.6MPa）。我認(rèn)為國標(biāo)的規(guī)定和TEMA的規(guī)定都是有問題的。國標(biāo)的不銹鋼膨脹節(jié)只要疲勞通過就不管膨脹節(jié)的強度是否有問題（之前發(fā)過一篇膨脹節(jié)組合應(yīng)力判斷的）；TEMA9th/10th標(biāo)準(zhǔn)中膨脹節(jié)位移的計算多考慮了一次壓力在筒體上產(chǎn)生的軸向應(yīng)力（以后再寫文章證明我的觀點）。

結(jié)構(gòu)上的中國和美國的要求也是有差別的，主要體現(xiàn)在帶絲堵的膨脹節(jié)。奇葩結(jié)構(gòu)的在中國就不叫膨脹節(jié)了也不考慮其系數(shù)膨脹的能力了。2018年新版膨脹節(jié)標(biāo)準(zhǔn)沒有給出很詳細(xì)的帶絲堵的厚壁膨脹節(jié)只有個相對簡單的圖，詳細(xì)的可參考97版的膨脹節(jié)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是可以直接在膨脹節(jié)波峰處加絲堵的但是ASME標(biāo)準(zhǔn)是不允許直接在圓弧頂部設(shè)置絲堵的一定要帶直段且對直段長度是有要求的。注意GB/T 16749標(biāo)準(zhǔn)對厚壁膨脹節(jié)的厚度是有限制的要小于等于30mm