换热器用波纹膨胀节承受载荷有压力、位移、风和地震载荷等,一般主要考虑压力和位移载荷。因此波纹膨胀节设置于壳体上,所以压力是指换热器的壳程压力。
位移载荷可分为轴向位移、横向位移和角位移,对于换热器中波纹管,筒体直线度和刚性较好,因此不考虑横向位移和角位移。波纹膨胀节的轴向位移来自于两方面:压力载荷引起的位移和温差载荷引起的位移。壳程压力作用于管板上产生的轴向力,由管束与壳体组合结构承担,通过管束与壳体组合刚度可以计算该轴向力导致的位移,称之为压力位移。
当管程与壳程温差较大时,管束与壳体的膨胀节不一致,因此需要膨胀节补偿两者之间的膨胀差。这是一个管束与壳体变形协调的过程,通过管束与壳体之间材料线膨胀系数、壁温和两者刚度组合计算该位移,称之为温差位移。
因此,换热器用波纹膨胀节中的载荷可以分为压力、压力位移和温差位移,这几种载荷导致的波纹膨胀节应力和失效形式是不同的,需分别计算和评定。
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