金属波纹管膨胀节的试验方法-「亿威仕」

金属波纹管膨胀节（以下简称"膨胀节"）膨胀节按工况可分为三种类型，见表 1。今天我们来学习关于金属波纹管膨胀节试验方法的内容。

表 1 膨胀节工况分类

1、耐压试验

1.1 膨胀节的耐压性能应通过压力试验进行检验。

1.2 一般应进行水压试验，在不适于进行水压试验的场合应进行气压试验，进行气压试验时应采取有效的安全措施。

1.3 试验时试验装置应保证膨胀节两端固定和有效密封，波纹管处于直线状态。

1.4 水压试验后应及时将水渍清除干净。当无法达到这一要求时，应控制试验用水的氯离子含量不超过 25mg/L。气压试验介质应为干燥洁净的压缩空气或惰性气体。

1.5 内压膨胀节的水压试验压力应按式（1）和式（2）计算，取其中的较小值。

p_t=1.5p[σ]_b/[σ]^t_b      …………………………（1）

p_t=1.5p_scE_b/E^t_b      …………………………（2）

内压膨胀节的气压试验压力应按式（3）和式（4）计算，取其中的较小值。

p_t=1.15p[σ]_b/[σ]^t_b      …………………………（3）

p_t=1.15p_scE_b/E^t_b      …………………………（4）

式中：

p_t——试验压力，单位为兆帕（MPa）；

p——设计压力，单位为兆帕（MPa）；

[σ]_b——室温下的波纹管材料的许用应力，单位为兆帕（MPa）；

[σ]^t_b——设计温度下波纹管材料的许用应力，单位为兆帕（MPa）；

p_sc——波纹管两端固支时柱失稳的极限设计内压，单位为兆帕（MPa）；

E_b——室温下的波纹管材料弹性模量，单位为兆帕（MPa）；

E^t_b——设计温度下波纹管材料的弹性模量，单位为兆帕（MPa）。

1.6 外压膨胀节的水压试验压力按式（1）计算，气压试验压力按式（3）计算。

1.7 耐压性能试验应用两个量程相同，并经检定合格的压力表。压力表的量程为试验压力的 2 倍左右，但不应低于 1.5 倍和高于 3 倍的试验压力。压力表的精度等级不应低于 1.6 级。

1.8 用于真空条件的膨胀节的耐压性能试验可用内压试验代替，试验压力应为 1.5 倍设计压差（压差值等于大气压值减真空度值），或者采用抽真空试验来检测。

1.9 试验时应缓慢升压，达到规定试验压力后保压至少 10min。

1.10 试验压力下目视检查膨胀节，结果应符合要求。

1.11 型式检验时应测量波纹管的最大波距变化率。

2、气密性试验

2.1 气密性试验应在耐压性能试验合格后进行，试验时试验装置应保证膨胀节两端固定和有效密封，波纹管以其自由长度处于直线状态。

2.2 气密性试验可与气压试验同时进行。

2.3 试验压力等于设计压力。

2.4 试验介质应为干燥洁净的压缩空气或惰性气体。

2.5 试验时应缓慢升压，达到规定试验压力后保压至少 10min。

2.6 可以用皂泡法对焊接接头检漏，小直径膨胀节可以浸入水槽内检漏，结果应符合要求。

3、刚度试验

3.1 刚度试验的位移测量装置精度不低于 0.1mm，力测量装置综合精度不低于 1.0%。

3.2 刚度试验前应将波纹管以自由长度置于试验装置内，对波纹管逐步施加位移至设计位移量，记录相应的力和位移值，得到力与位移的曲线，由最终的力除以最大位移得到波纹管的实测刚度。

3.3 无加强U形波纹管的实测刚度一般在无压力状态下测量。加强U形波纹管和Ω形波纹管的实测刚度应在设计压力下测量平均刚度，试验时压力波动值不大于试验压力的 ±10%。

3.4 刚度试验装置应保证能约束波纹管压力推力与位移反力，并能保证试验件一端固定，一端可动固定。

3.5 试验介质可为自来水、压缩空气、惰性气体和油等。

3.6 试验用压力表应符合 1.7 的要求。

3.7 刚度试验结果应符合要求。

4、稳定性试验

4.1 波纹管在位移状态下的稳定性能应通过稳定性试验进行检验。

4.2 试验压力应按式（2）和式（3）计算，取其中的较小值。

4.3 试验位移（压缩或拉伸位移）应为设计轴向位移量的 50% 或当量轴向位移量的 50%。

4.4 试验介质一般为水。

4.5 分别在压缩和拉伸位移状态下进行试验。试验过程中试验件两端不得发生移动。

4.6 试验前应测量波纹管各部位的波距。

4.7 试验时应逐级加压，每个级间压差不超过设计压力的 15%。在每次逐级加压后分别测量波纹管各部位的波距变化和中间一个波或两个波的横向挠曲。

4.8 试验用压力表应符合 1.7 的要求。

4.9 达到试验压力后保压至少 10min。试验结果应符合要求。

5、疲劳试验

5.1 设计温度低于材料蠕变温度的波纹管疲劳试验方法

试验方法如下：

a）试验应在专用的疲劳试验装置上进行，疲劳试验装置应保证能约束波纹管压力推力与位移反力，并能保证施加的轴向循环位移与波纹管轴线同轴。波纹管的初始状态以其自由长度处于直线状态。

b）试验波纹管应为所有其他型式检验项目合格的波纹管，波数不少于三个。试件中其他部件的结构可根据试验装置设计，以符合试验要求。

c）试验介质可为自来水、压缩空气、惰性气体或油等。

d）试验温度为室温。

e）试验压力等于设计压力，试验时压力波动值不大于试验压力的 ±10%。

f）试验循环位移应为轴向位移，试验循环位移范围应等于设计轴向位移量或设计当量轴向位移量。试验循环位移宜按对称轴向位移进行。

g）试验循环速率应以使位移在各波纹中均匀分配所需时间确定，且应小于 25mm/s。

h）试验用压力表应符合 1.7 的要求。

i）达到规定的试验循环次数后检查波纹管，试验介质为水时，波纹管应无漏水的现象；试验介质为气体时，皂泡检查波纹管表面应无漏气现象，结果应符合要求。

5.2 设计温度处于材料蠕变温度范围内的波纹管疲劳试验方法

设计温度处于材料蠕变温度范围内的圆形波纹管高温疲劳试验方法参见附录D，结果应符合要求。

6、爆破性能试验

6.1 性能要求

波纹管应有符合要求的爆破性能。波纹管在爆破试验压力下，应无破损、无渗漏。

6.2 试验方法

6.2.1 试验前应将试验件两端固定并有效密封，波纹管以其自由长度处于直线状态。

6.2.2 试验内压按式（5）计算。

p_b=3p[σ]_b/[σ]^t_b      …………………………（5）

式中：

p_b——爆破试验内压，单位为兆帕（MPa）；

p——设计压力，单位为兆帕（MPa）；

[σ]_b——室温下的波纹管材料的许用应力，单位为兆帕（MPa）；

[σ]^t_b——设计温度下波纹管材料的许用应力，单位为兆帕（MPa）。

6.2.3 试验介质一般为水。

6.2.4 压力表的要求见 1.7。

6.2.5 试验内压达到设计压力后，应逐级加压，级间压差不超过试验压力的 15%。级间观察波纹管外观，至规定的试验内压后，保压至少 10min。试验结果应符合要求。

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