外壓金屬波紋管膨脹節的研究分析

　　金屬波紋管膨脹節作為管道熱補償元件，在石化、冶金、供熱、電力等領域被應用，經過不斷探索研究，常規的膨脹節設計計算已趨于成熟。但隨著社會經濟的發展，新的應用領域的開發，對于金屬波紋管膨脹節應用要求不斷提高，相應的帶來了許多新的問題。

　　近年來，外壓金屬波紋管在供熱管道中大量應用，關于承受外壓的金屬波紋管的設計方法，GB12777、EJMA和ASME B31.3等國內外相關標準中均與承受內壓的金屬波紋管相似。但隨著供熱技術進步和節能技術的應用，金屬波紋管膨脹節產品口徑逐漸增大，對其補償性能指標也不斷提高，外壓金屬波紋管產品的失效時有發生，并且出現了與內壓金屬波紋管有所區別的失效形式，需要對外壓金屬波紋管進一步研究。

　　根據系列原理分析和理論計算，得出以下結論：

　　1）在拉伸位移的條件下，外壓金屬波紋管發生了失穩。失穩的形式并非平面失穩，而是外壓局部失穩。

　　2）產生外壓失穩的原因是：一方面金屬波紋管側壁與圓弧連接處受到拉伸變形產生的彎矩和外壓載荷的共同作用，另一方面波峰受到了周向壓應力和徑向收縮變形共同作用，使金屬波紋管側壁與圓弧連接處和波峰出現了局部應力集中；

　　3）對金屬波紋管外壓穩定產生的拉伸位移范圍目前還無法確定，需要通過試驗數據和理論分析進一步研究；

　　4）在外壓金屬波紋管設計中應適當增加外壓穩定性，控制單波拉伸位移量，可參考GB12777-2008中單波額定拉伸位移公式。