GB/T16749-2018
压力容器波形膨胀节
Bellowsexpansionjointsforpressurevessel
- 中国标准分类号（CCS）J74
- 国际标准分类号（ICS）23.020.30
- 实施日期2019-04-01
- 文件格式PDF
- 文本页数57页
- 文件大小4.29M
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压力容器波形膨胀节
国家标准 GB/T16749一2018 代替GB/T16749一1997 压力容器波形膨胀节 Bellowsexpansionjointsforpressurevessel 2018-09-17发布 2019-04-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/16749一2018 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 通用要求 结构,分类与标记 材料 设计计算 制造 36 检验与验收 10检验规则 出厂要求 12贮存与安装 附录A资料性附录膨胀节波形参数 附录B(资料性附录)常用波纹管材料及近似对照
GB/16749一2018 前 言 本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草
本标准代替GB/T167491997《压力容器波形膨胀节》
与GB/T167491997相比,除编辑性修 改外主要技术变化如下 扩大了标准的适用范围 a 通过引用标准的方式,纳人有色金属材料被形膨胀节(见第2章.4.l.3.6.21相6.2.D -增加了波形膨胀节波形与结构,提高了设计参数,扩大了标准的适用范围(见1.2和5.1. 1997年版1.2,l.3和4.1.1 b)修订或增加了波形膨胀节设计计算和厚度限制的规定 -修订了无加强U形单层或多层波纹管及带直边波形膨胀节的设计计算(见第7章,l997 年版第6章) -增加了加强U形,Q形单层或多层波纹管设计计算(见第7章); 增加了波形膨胀节焊接接头分类、焊接接头高温强度降低系数(见4.3.1和4.3.3); -增加了由波纹管几何形状对轴向位移(轴向拉伸或轴向压缩)限制的规定(见7.8.l); -增加了压力容器波形膨胀节的波形结构及厚度范围要求(见5.1和7.2.1)
修订了波形膨胀节制造、检测与验收要求 c 提出波形膨胀节通用要求,明确选材、焊接,无损检测的基本要求(见第6章.8.2.8.5.和 8.5,2,1997年版第5章、7.2、7.5.1.1和7.5.1.2); 修订了U形波的尺寸公差;增加了Q波的尺寸公差;针对不同的焊接接头提出焊接、,无损 检测方法,无损检测比例、合格级别及波纹管热处理规定见8.7,8.5.3,8.5.4,8.5.5,8.5.6 和8.3,1997年版7.5.2、7.5.3、7.5.4和7.3); 修订了波纹管厚度成形减薄量的规定(见4.4和8.7.1.1,1997年版3.3); 在原标准无损检测胶片感光(RT)的基础上,增加了X射线计算机辅助成像检测见8.5.3 和8.5.5.1); 增加了波纹管与端管(或设备壳体)连接方式(见4.3.1.3)
d 增加了术语和定义、修订了用户、设计、制造等各方的资格与职责要求(见第3章、4.2.1和4.2.2,1997 年版3.I)
修订了波纹管型式与膨胀节标记(见5.2,1997年版4.2.2)
e f 修订了附录内容 将附录A内容修改为波纹管波形参数(见附录A,1997年版附录A); -删除原标准附录B(见1997年版附录B); 增加了波纹管常用材料及近似对照内容(见附录B)
本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(sAC/Tc262)提出并归口
本标准起草单位:合肥通用机械研究院有限公司、特种设备检测研究院、石化工程建设有 限公司,寰球工程公司、浙江工业大学,南京晨光东螺波纹管有限公司,南京三邦新材料科技有限公 司、秦皇岛市泰德管业科技有眼公司、石家庄巨力科技有限公司
本标准主要起草人:蔡善祥、寿比南,朱国栋,崔军、郭鹏举、陈朝晖、徐小龙、邢宪宁、卢志明、朱金花、
GB/T16749一2018 陈立苏、黄文凌、周景蓉、陈四平,朱惠红
本标准所代替标准的历次版本发布情况为: GB1501989; GB/T16749一1997
IN
GB/16749一2018 压力容器波形膨胀节 范围 1.1本标准规定了压力容器波形膨胀节(以下简称波形膨胀节)的术语和定义,通用要求、分类和标记、 材料、设计制造、检验与验收、检验规则、出厂要求、贮存与安装
1.2本标准规定的压力容器波形膨胀节适用于 压力容器用无加强U形、加强U形或Q形,承受内压或外压的单层或多层波形膨胀节,其中 a 波纹管符合7.2.1的规定
b 设计压力不大于12MPa
设计温度适用以下条件 钢材不超过GB/T150.22011列人材料的允许使用温度范围; 2 其他金属材料按相应引用标准中列人材料的允许使用温度确定
d 公称直径不大于4000mm. 设计压力(MPa)与公称直径(mm)的乘积不大于2.7×10'
1.3超出1.2所述范围的波形膨胀节,可参照本标准进行制造
1.4本标准不适用于下列波形膨胀节: 直接火焰加热用波形膨胀节; a b 非金属波形膨胀节; 核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的波形膨胀节
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T1502011所有部分)压力容器 GB/T713锅炉和压力容器用钢板 GB/T985.1气煤,焊条电弧煤、气体保护媒和高能束媒的推荐坡口 GB/T985.2埋弧焊的推荐坡口 GB/T1800.1一2009产品几何技术规范(GPS)极限与配合第1部分:公差、偏差和配合的 基础 GB/T1800.22009 产品几何技术规范(GPS)极限与配合第2部分;标准公差等级和孔、轴 极限偏差表 GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.2紧固件机械性能螺母 GB/T3098.6紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3274碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带 GB/T3280不锈钢冷轧钢板和钢带 GB/T3621钛及钛合金板材 GB/T3880(所有部分一般工业用铝及铝合金板、带材
GB/T16749一2018 GB/5310高压锅炉用无缝钢管 GB/T6479高压化肥设备用无缝钢管 GB/T8163输送流体用无缝钢管 GB/T9948石油裂化用无缝钢管 GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管 GB/T24511承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带 NB/T47011错制压力容器 NB/T47013.2承压设备无损检测第2部分;射线检测 NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分;超声检测 承压设备无损检测第4部分磁粉检测 NB/T47013.4 NB/T47013.5承压设备无损检测第5部分;渗透检测 NB/T47014承压设备焊接工艺评定 B/T4711压力容器涂敷与运输包装 JB/T4734 铝制焊接容器 JB/T4745钛制焊接容器 JB/T4756镍及镍合金制压力容器 YB/T5353耐蚀合金热轧板 YB/T5354耐蚀合金冷轧板 TsG212016固定式压力容器安全技术监察规程 3 术语和定义 GB/T1502011界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 公称直径nominaldiameter DN 以容器圆筒直径表示,分内.外径两个系列
由字母DN和无因次整数数字组成.代表波纹管的规格 注1;卷制、锻制端管圆筒),以内径(mm)作为波纹管的公称直径
洼2;管材制端管(圆简),以外径(mm)作为波纹管的公称直径
3.2 波纹管beows 波形膨胀节的柔性元件,由一个或数个相同的波纹和端部直边段构成
3.3 波纹convolution 波纹管的最小柔性单元
端部直边段endtangents 波纹管端部无波纹部分,即未起波的直筒
3.5 膨胀节 eXpansi0 onjoints 含有一个波纹管,用于吸收热胀冷缩等原因引起的设备(或管道)等尺寸变化的承压装置
3.6 加强件reinforeementpieee 用于加强U形和Q形波纹管,增强波纹管耐压能力的部件
注;加强件包括加强环(3.7)和均衡环(3.8).
GB/16749一2018 3.7 加强环reinforementrins 安装在波纹管波纹根部,与波谷型面吻合的部件,使用管材或棒材制造,增强波纹管耐压能力
3.8 均衡环equalizingrings 呈“T”形截面,位于波纹管波谷(峰)均匀各波纹轴向位移的部件
3.9 套箍 collarS 用于加强波纹管直边段的筒或环以及直边与波谷型面吻合的筒或环,增强直边段或波纹耐压能力
3.10 辅助套箍assistingcolars 为便于焊接而设置在直边段上的环 3.11 内衬筒sleeves 用于保持介质流动平稳和减小波纹管内壁与介质摩擦的衬筒
3.12 as-formedcondition 成形态 波纹管成形后未经固溶或退火处理有冷作硬化的状态
3.13 热处理态heat-treatelcondition 波纹管成形后经固溶或退火处理,无冷作硬化的状态
3.14 中性位置neutralposition 波纹管自由状态位移为零的位置
通用要求 4.1通则 4.1.1压力容器波形膨胀节的设计,制造、检验和验收除符合本标准规定外,还应遵守国家颁布的有关 法律、法规和安全技术规范
4.1.2采用铝、钛、镍及镍合金、错等其他金属制压力容器波形膨胀节,其设计、制造、检验和验收除符 合4.1.1的规定外,还应分别满足JB/T4734、JB/T4745、JB/T4756,NB/T47011的相应要求 4.1.3波形膨胀节设计、制造单位应建立健全质量管理体系并有效运行
4.1.4TSG21一2016管辖范围内的波形膨胀节,其制造应接受特种设备安全监察机构的监察
4.1.5对不能按照本标准及相应引用标准进行设计计算的波形膨胀节可按GB/T150.1一2011中4.1.6 规定的方法进行设计
4.2资格与职责 4.2.1资格 属于TsG21一2016管辖范围内的波形膨胀节,其制造单位和人员应具有下列资格 a 波形膨胀节制造单位应持有相应的特种设备制造许可证
依据TsG21一2016要求建立膨胀 节质量保证体系和管理制度并且有效运行,制造单位及其主要负责人应对压力容器波形膨胀
GB/T16749一2018 节的制造质量负责
b 波形膨胀节的焊接作业人员(简称焊工)应根据TsG21一2016规定,取得质量技术监督部门 颁发的相应项目的《特种设备作业人员证》后,方能在有效期间内担任合格项目范围内的焊接工作
波形膨胀节的无损检测人员应根据TSG21一2016规定,取得质量技术监督部门颁发的相应 资格证书后,方能承担与资格证书的种类和技术等级相对应的无损检测工作
4.2.2职责 4.2.2.1用户或设计委托方的职责 波形膨胀节的用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出波形膨胀节设计条件
设计条 件至少包括以下内容 波形膨胀节设计依据的主要标准、规范及设计参数(包括设计压力、设计温度、公称直径、设计 a 位移及材质要求); 波形膨胀节操作参数(包括工作压力、工作温度、介质组分及特性、工作位移及操作疲劳次 b 数), 设计需要的其他条件
4.2.2.2设计单位(部门)职责 设计单位(部门)的职责应符合下列规定 a 设计单位(或部门)及主要负责人应对波形膨胀节的设计质量负责,对设计文件的完整性和正 确性负责; b 波形膨胀节的设计文件至少应包括设计计算书设计图样、制造技术条件(包括检验和试验要 求),必要时还应包括安装与使用维修说明; 设计单位(或部门)应考虑波形膨胀节使用过程中可能出现的失效模式,提出采取防止失效的 措施,必要时向用户出具风险评估报告(相关标准或设计委托方要求时); 设计单位(或部门)应在波形膨胀节设计使用年限内保存全部设计文件
d 4.2.2.3制造单位职责 制造单位的职责应符合下列规定 应按设计文件的要求进行制造,如需要对原设计进行修改,应取得原设计单位同意修改的书面 a 文件,并对改动部位作出详细记载 制造前应制定完善的质量计划,其内容至少包括制造工艺控制点、检验项目和合格指标 b 对于设计单位或部门)出具的波形膨胀节风险评估报告中提出可能的失效模式与防止措施应 在产品质量证明文件中予以体现; 制造单位的质量检查部门在波形膨胀节制造过程中和完工后,应按本标准、图样要求和质量计划的 规定对波形膨胀节进行各项检验和试验,出具相应报告,并对报告的正确性和完整性负责; 每台波形膨胀节产品在设计使用年限内至少保存下列技术文件备查 质量计划; 1 2)制造工艺图或制造工艺卡; 3)产品质量证明文件; 4 材料质量证明文件及材料表; 焊接工艺和热处理工艺文件 6 制造过程中及完工后的检查、检验、试验记录;
GB/16749一2018 膨胀节原设计图和竣工图
4.3焊接接头分类与焊接接头系数 4.3.1焊接接头分类 4.3.1.1膨胀节受压元件之间的焊接接头分为A、B.C,D四类,如图1所示
焊接接头分类如下所示 波纹管纵向对接接头、端管(包括套箍及加强件)纵向对接接头、分瓣压制所有纵向拼接接头， a 均属A类焊接接头; b 波纹管与端管(或设备壳体)的环向对接接头(塞焊对接接头、端部熔焊对接接头,波纹管直边 段内插/外套的坡口对接接头)(见表1中焊接类型3,类型4,类型5),波纹管与波纹管连接的 环向对接接头,端管与设备壳体环向对接接头,均属B类焊接接头; 波纹管直边段与端管(或设备壳体)内插/外套的角向接头,套箍、加强件与波纹管或端管或设 备壳体)连接的角向接头(见表1中焊接类型1、2),法兰与端管(或设备壳体)连接的接头,均 属C类焊接接头; 凸缘与被纹管、端管与封头连接的接头,均属D类焊接接头 d 4.3.1.2非受压元件与受压元件的焊接接头为E类焊接接头,如图1所示
说明 丝堵(凸缘) -端板; -波纹管 支撑环; -端管(或设备壳体). 内衬筒; -法兰; 外护套
图1悍接接头分类
GB/T16749一2018 4.3.1.3波纹管直边与端管(或设备壳体)连接方式与焊接接头,见表1
表1波纹管直边与端管(或设备壳体)连接焊缝 焊接类型 变化形式(允许AD组合 序号 波根加强 套箍 辅助套箍 通常设计 (单个 C D(两个) 外套/角焊缝 内插/角焊缝 外套/坡口焊缝 内插/坡口焊缝 对接焊缝 在波纹管承压侧反面的连接件及套箍与波纹管和直边段接触的一侧应倒圆或倒角 有套箍的波纹管连接焊缝应符合 若是角焊缝,焊缝高度“a”应当符合公式;a习 s0.7n 如果波纹管直边段长度L,>0.5VmD,建议设置套箍; 套箍应通过焊接或机械装置沿轴向固定
注;内插(或外套)坡口焊缝节点(媒接类型3,类型4)参见GB/T3375锁底对接接头(V形坡口.
GB/16749一2018 4.3.2焊接接头系数 4.3.2.1焊接接头系数克应根据对接接头的焊缝形式及无损检测的长度比例确定
下标be、f、p和; 分别表示波纹管、套箍、紧固件、管子和加强件材料 4.3.2.2钢制压力容器膨胀节焊接接头系数按表2选取
表2焊接接头系数少 焊接接头形式 全部无损检测 局部无损检测 双面焊对接接头和相当于双面焊的全媒透对接接头 .0 0.85 单面炽对接接头 沿炽缝根部全长无垫板 0.70 4.3.2.3铝、钛、镍、错及其合金等有色金属的焊接接头系数按JB/T4734、JB/T4745,JB/T4756 NB/T47011的相关规定
4.3.3悍接接头高温强度降低系数 4.3.3.1适用范围 焊接接头高温强度降低系数w适用于设计温度>510C,由于在内压等持续性载荷长期作用下 其焊接接头高温强度低于母材强度,因此在第7章设计计算中,对承受内压的被纹管,加强件等引起的 周向薄膜应力应满足许用应力[叮]'与纵向焊接接头系数中乘积[o]',还应乘以焊接接头高温强度降 低系数w,即[]'u 4.3.3.2"选用规定 w选用按下列规定: 媒接接头高温强度降低系数w,见表3; aa b 对表3以外的材料,设计温度不高于510C时,取w=l;设计温度为815C时,取w=0.5;中 间温度数值采用差值法计算w;设计温度高于815C时,由设计者确定w 符合下列条件之一者,可不计焊接接头高温强度降低系数w 蠕变温度以下,对于CrMo钢、强韧型铁素体耐热钢、300系列奥氏体不锈钢、800镍基合 金和600镍基合金焊接接头长期工作强度不低于母材强度 各级温度下波纹管材料的许用应力、屈服强度、抗拉强度下限值符合TsG21一2016 GB/T150一2011及相应材料标准规定;材料设计温度范围不超过钢材允许使用温度; 波纹管焊接接头属全焊透结构,焊接材料满足焊材标准和本标准的要求,且保证焊缝金属 拉伸性能、冲击性能或其他性能不低于母材标准规定的下限值,且符合TsG212016、 GB/T1502011规定 设计压力和设计温度波动值不超过设计范围
GB/T16749一2018 表3焊接接头高温强度降低系数" 温度/C 材料 677 427 704 732760788 816 454482510538566593621 649 0.950.910.860.820.770.730.680.64 CrMo钢” cSEF(N+T)=- 0.950.91l0.86l0.820.77 CSEF.d(PwHT) 0.50.50.50.50.50.5 无填充金属的 300系列奥氏 体不锈钢及 镍基合金和600镍基合 800 金自熔焊 带填充金属的 300系列奥氏 0.950.91l0.860.820.770.730.680.64l0.590.550.5 体不锈钢及 800镍基合金 本表所列温度仅用于相应材料焊接接头高温强度降低系数w,材料的使用温度上限按GB/T150.22011相应 材料标准的规定
CM钢包括;0.5Cr0,.5Mo,Icr0.5Mo.l.25Cr0.5Mo,2.25CrlIMo,.3C-1Mo,Cr0.5Mo,CrlMo "电熔焊结构不准许用于454笔以上的c-0.5M钢
焊缝填充金属的碳含量>0.05%
埋狐焊焊剂的碱度>1.0.
"CSEF(强韧型铁素体耐热俐);CreepStrengthEnhancedFerritic
通过析出强化和细品化提高蠕变断裂强度的 铬钼铁素体钢 N十T;焊后正火十回火
无填充金属的自熔媒
媒后应进行固溶退火处理
4.4厚度附加量 厚度附加量按式(1)计算 =C+C;+C 式中 厚度附加量,单位为毫米(mm) -钢板或钢管的厚度负偏差,按相应钢板或钢管标准选取,单位为毫米(mm);当采用限定钢 板厚度负偏差值时,波纹管设计计算应将此限定值计人钢板的厚度负偏差C中
-腐蚀裕量,单位为毫米mm) 波纹管材料腐蚀裕量由设计单位根据设计条件,介质特性和相关标准确定
若设计文件无明确规 定,按下列要求取值 a 介质为压缩空气、水蒸气、碳素钢或低合金钢材料,取C=1mm;当C>1 时应选用奥氏 mm 体不锈钢(当不宜采用不锈钢材质时,选用其他耐蚀材料)
b 对有均匀腐蚀的介质,根据预期使用年限和介质对金属材料的腐蚀速率(或磨蚀速率)确定腐 蚀裕量
若无明确规定,介质腐蚀性极微时,对于奥氏体不锈钢、镍及镍合金等耐蚀材料,取 C;=0mm.
GB/16749一2018 对碳素钢或低合金钢材料波纹管,内压应力计算其厚度不包括腐蚀裕量Ca,位移应力计算其 厚度包括腐蚀裕量Ca -厚度成形减薄量,单位为毫米(mm m 波纹管厚度成形减薄量应符合式(33)要求
波纹管成形后的一层材料名义厚度按式(33)计算
结构、分类与标记 5.1膨胀节波形与结构名称 波形与结构名称见图2、图3图4)
波形参数参见附录A
整体成形 带直边环向焊接接头 b 图2U形厚壁波形与结构 母角 无加强U形薄壁波形与结构 加强环或均衡环薄壁波形与结构 a b 说明 -端板; 套箍; 加强环 -均衡环(端部); 内衬筒; -均衡环; -波纹管; 装运杆
图3U形薄壁波形与结构整体成形
GB/T16749一2018 内焊波纹管 外焊波纹管 说明 -端管; 套箍; -波纹管 挡板 加强环; 端管
图49波形与结构(整体成形 5.2膨胀节型式代号 膨胀节型式代号由结构代号、使用代号与波纹代号三部分组成,符号说明按表4的规定
表4膨胀节型式代号 明 型式代号 说 表示整体成形薄壁单层或多层金属波纹膨胀节(单层厚度=0.5mm3.0mm,层 ZX 数n<5 2D 结构代号 表示整体成形厚壁单层金属波纹膨胀节(单层厚度>3mm,仅适用于层数n=1) 23mm,仅适 表示由带直边两平波媒接而成厚壁单层金属波纹膨胀节单层厚度> HZ 用于层数川=l L( 表示用在立式设备上 I型 表示带丝堵,适用于单层无疲劳设计要求的 川 膨胀节
LCI 表示带内衬筒用在立式设 型 -表示无丝堵,适用于单层或多层有疲劳设计 皿 备上 使用代号 wI 要求的膨胀节
表示用在卧式设备上 I) 型 表示无丝堵,适用于带直边单层无疲劳设计 wCT 表示带内衬筒用在卧式设 要求的膨胀节 I 备上 波纱名称 波纹代号 结构代号 尤加强U形 ZX、ZD、HZ 波纹代号 2x 加强U形 Q形 ZX 10
GB/16749一2018 5.3膨胀节标记 5.3.1标记方法 DN一PN一n×！xNx(GB/T16749一2018 膨胀节 标准编号 波纹管材料牌号,见表5 波纹管波数 波纹管名义厚度,mm 波纹管层数 公称压力,MPa 公称直径,mm 膨胀节型式代号,见表4 名称 5.3.2标记示例 示例106Crl9Ni10卧式单层(厚度2.5mm)无加强U形4波整体成型无丝堵膨胀节(采用薄壁单层),其公称压力 PN0.6MPa、公称直径DNl000mm,则其标记为 -0.6一1×2.5×4(S30408)GB/T167492018 膨胀节2xwI)U1000- 示例2.06Cr19Ni10立式单层无加强U形(厚度6mm),2波整体成型带内衬套膨胀节(采用厚壁单层),其公称压力 PN0.6MPa、公称直径DN1000mm,则其标记为: 膨胀节ZDL.cI)U1000一0.6-1x6×2(S30408)GB/T16749一2018 示例3:06Cr19Ni10卧式加强U形(单层厚度2mm),2层4波整体成型无丝堵膨胀节(采用薄壁),其公称压力 PN4.0MPa、公称直径DN500mm,则其标记为 GB/T167492018 膨胀节2XwlJ500一4.0-2x2×4(S30408) 示例4:lnconel600立式2层2波Q形整体成型膨胀节(单层厚度2mm),带内衬套膨胀节,公称压力PN8.0MPa、 公称直径DN2300mm,则其标记为 膨胀节2XLc(I)02300一8.0一2×2×2(600)GB/T16749一2018 示例5:06Cr19Nil0立式单层(厚度3mm),2波带直边两半波焊接膨胀节含内衬套),公称压力PNl.6MPa、公称 直径DN273mm,则其标记为 膨胀节HZ1.cIU273一1.6一1x3×2(S30408>GB/T16749一2018 示例6:Q245R立式单层无加强U形(厚度12mm),2波整体成型带内衬套膨胀节(采用厚壁单层),其公称压力 PN2.5MPa、公称直径DN1400mm,则其标记为: 膨胀节ZDL.c)U1 400-2.5-1x12×2(Q245RGB/T16749一2018 材料 6.1通用规定 6.1.1波形膨胀节选材应考虑波形膨胀节的使用条件(设计压力,设计温度,介质特性和操作特点)、材 料性能(力学性能、物理性能、工艺性能和与介质的相容性波形膨胀节制造工艺及经济合理性;金属材 料延伸率应符合相应材料标准规定,并满足TsG21一2016要求;铝、钛、镍和错及其合金等有色金属材 11
GB/T16749一2018 料延伸率应符合JB/T4734JB/T4745、JB/T4756、NB/T47011的相关规定
6.1.2波形膨胀节受压元件的材料性能、质量、规格与标记应符合相应材料的国家标准或行业标准的 规定;材料制造单位应保证质量,并符合下列要求 按相应标准规定提供材料质量证明书(原件),材料质量证明书的内容应当填写齐全、清晰,且 a 印制可以追溯的信息化标识,并加盖材料制造单位质量检验章; b 材料制造单位应在材料的明显部位作出清晰、牢固的出厂钢印标记或采用其他可追溯的标记. 6.1.3膨胀节制造单位从非材料制造单位取得的膨胀节材料时,应取得材料制造单位提供的质量证明 书原件或者加盖材料经营单位检验公章和经办负责人签字(章)的复印件 6.1.4膨胀节制造单位应对所取得的膨胀节材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责
6.1.5膨胀节制造单位应按材料质量证明书对材料进行验收
投产前,认真核对质量证明文件、炉批 号,材料牌号和标记
并按相应标准规定和设计文件要求,认真检查材料表面质量
6.2波纹管 6.2.1波纹管材料除应符合材料标准规定外,还应符合下列规定: 碳素钢、低合金钢、高合金钢材料应符合GB/T150.22011及其附录B,附录C附录D的相 a 关要求;奥氏体不锈钢材料要求按GB/T24511选用,若材料厚度小于1.5mm,可选用 GB/T3280其钢板表面质量应为2B或2D b 铝、钛、镍、错及其合金等有色金属材料,其技术要求、限定范围牌号、压力和温度)及许用应 力,应符合TsG21一2016以及JB/T4734,JB/T4745、JB/T4756,NB/T47011的相关规定 采用国外材料制造波纹管时,应符合TsG;212016中2.1.2的规定
6.2.2波纹管制造过程中,应按以下规定作好标记移植 波纹管的材料禁止打硬印标记(包括材料标记焊工、检验员和无损检测印记); 一波纹管应采用绘制标记分布图,明确材料标记和其他印记(该图存人质量档案),其标记分布图 的表达方式由制造单位自行规定
6.2.3波纹管材料凡符合GB/T /T150.4一2011中5.1规定者均应复验,合格后方可使用
6.2.4常用波纹管材料按表5规定(常用波纹管材料及近似对照参见附录B)
其化学成分、力学性能 应符合相应的标准规定
奥氏体型钢材的使用温度高于或等于一196C时,可免做冲击试验
低于 -196C-253，由设计文件规定冲击试验要求
若奥氏体型俐材的使用温度高于525C时,钢中 含碳量应符合GB/T150.2一2011中3.6.3的规定
表5常用波纹管材料 材料供货 推荐使用 统 序号名称 --数字代号 材料牌号 标准编号 材料标记 状态 温度C Q235B Q235B 20300 GB/T3274 热轧 Q235c Q235c 0300 Q245R Q245R -20400 热轧/正火 Q345R GB/T713 Q345R -20350 波 GB/SA516-Gr70 GB/SA516-Gr70 热轧/正火 -20350 管 S30408 06Cr19Ni10 S30408 -196600 S30403 S30403 -253450 022Cr19Nil0 GB/T24511 固溶 C7N12Mo2 S3l608 S3l608 -253600 22Cl7Nil2Mo2" -253450 S31603 S31603 12
GB/16749一2018 表5(续 材料供货 推荐使用 序号名称统一数字代号 材料牌号 标准编号 材料标记 状态 温度C S32168 06Cr18Nil1T S32168 -253一550 10 06Cr25Ni2o -196575 S31008 GB/T24511 S31008 1 S31668 06Crl7Ni12Mo2T S31668 -253~500 12 13 NSl101(NSlll NS1101 -196800 14 NSl102(NSl12) NSl102 -196900 固溶 15 NS1402(NS142) NS1402 -196500 YB/T5353 16 NS3102(NS312 NS3102 -196650 YB/T5354 Ns3304(NS334 NS3304 -196~650 17 NS3305(NS335 NS3305 -196~400 18 NS3306(NS336) NS3306 -196一600 19 20 5052 GB/T3880 5052 -269200 21 TAl1 TAl 22 TA2 TA2 GB/T3621 <315 TA9 23 TA9 退火 TA1o TA1o 24 25 Zr-3 Zr3 <375 注1:序号5材料牌号栏中,GB/SA516-Gr70为GB/T150.22011材料篇标注
注2:序号13一序号19材料牌号栏中,牌号括号内为旧牌号,表示新旧牌号对照
6.3端管 6.3.1当端管公称直径DN<400mm选用无缝钢管时,除应符合GB/T8163,GB/T9948,GB/T l4976和GB/T5310.GB/T6479相应钢管标准规定外,还应符合GB/T150.2一2011中第5章的要求. 并按表6要求复验力学性能和压力试验
采用GB/T8163标准20无缝钢管设计压力不大于4.0MPa
奥氏体不锈钢无缝管设计温度高于或等于一196C时,可免冲击试验
表6公称直径DN400mm端管复验要求 设计压力p/NMPa 拉伸试验 冲击试验 金相检验 压力试验 低压 I01p
GB/T16749一2018 6.3.2 当端管公称直径DN>400mm时,选用板材卷制,此时材料性能应符合GB/T150.2一2011相 关规定
选用锻件时应符合6.4规定 6.4加强件 加强件(包括加强环,均衡环和套箍)等材料选用锻件时,应符合GB/T150.2一2011中第6章的规 定,锻件级别不低于级
对于设计压力大于或等于10MPa高压锻件,锻件级别不低于川级
6.5装运杆、装运螺栓或螺母 6.5.1自制的装运杆,装运螺栓或螺母,其材料选用及制造技术要求应按GB/T150.22011中第7章 的规定
6.5.2外购的装运螺栓或螺母等商品紧固件应符合下列要求: a 螺栓、双头螺柱的力学性能等级应符合GB/T3098.1的4.6级或8.8级要求;螺母的力学性能 等级应符合GB/T3098.2的5级或8级要求;不锈钢紧固件牌号06Crl9Ni10(S30408)应符合 GB/T3098.6的A2要求,牌号06Crl7Ni12Mo2(S31608)应符合GB/T3098.6的A4要求
b 装运杆和装运螺栓用螺母应使用1型或2型的螺母,不得使用薄型螺母 6.5.3装运杆和装运螺栓的硬度一般应比螺母稍高
设计计算 7.1符号说明 单个U型波纹的金属横截面积,单位为平方毫米(mm'),见式(2); A一叫er-十[-C rm十[h一2(rm]” 圆形波纹管有效面积,单位为平方毫米(mm'),见式(3); xD -个紧同件的金属横敲面积,单位为平方毫米(mmi) 个加强环的金属横截面积,单位为平方毫米(mm'); 个直边段套箍的金属横截面积,单位为平方毫米(mm'); 长度为L,端管的金属横截面积,单位为平方毫米(mm); A， 长度为L,加强环金属横截面积,单位为平方毫米(mm'); A B Q形波纹管o的计算修正系数,见表7; Q形波纹管a.的计算修正系数,见表7 B B -Q形波纹管f的计算修正系数,见表7 -端部加强件弯曲应力的计算系数见式(4); -0.2431十0.0168n十0.3024n U形波纹管o,的计算修正系数,见表8: U形波纹管d、f、f.的计算修正系数,见表9; o,计算的修正系数(见式97),取C,=2; C 低于蠕变温度的材料强度系数 Cw=1.5,用于退火态波纹管; ,用于成形态波纹管(L.5
GB/T16749一2018 o (11 K
=节 K 平面失稳系数
见式(12)
( K，= 白 成形方法系数,对于滚压成形或机械胀形K为1,对于液压成形K为0.6. K K -周向应力系数,取式(13)和式(14)中较大值,且不小于1
'大"(在设计压力入时,"处于拉伸状态 K，=" (13 K,-一'(在设计压力夕时
处于拉伸状态》 (14 直边段套箍截面形状系数,对于实心圆形截面K,为1.7,对于圆环形截面K，按式(15 计算: 1.7(D:一DD. K，=- (15 D一D 膨胀节整体轴向弹性刚度,下标u,r、t分别表示无加强U形、加强U形和Q形波纹管,单 K 位为牛每毫米(N/mm)
见式(16) 16 K，= 的计算系数
见式(17)
1、o 且人<1 (17 .5、D元 -波纹管的波纹长度,单位为毫米mm)
见式(18)
L=Ng (18 波纹管直边段套箍的长度,单位为毫米(mm)
外煤波纹管从波纹管连接环向焊接接头到第一个波中心的长度,单位为毫米(mm). 个紧固件的有效长度,单位为毫米(mm)
Q形波纹管波纹开口最大距离(见图6),单位为毫米(mm). 端管有效长度,单位为毫米(mm)
见式(19). ,= (19 VD, 1厚度下所需的端管最小长度,单位为毫米(mm)
见式(20). Lm Lm=1.5、D, 20 加强环有效长度单位为毫米(mm)
见式(21).
L，=、/D (21 加强环总长度,单位为毫米(mm) 内衬筒的长度,单位为毫米(mm) L ！ 波纹管的直边段长度,单位为毫米(m mm U形波纹管单波展开的长度,单位为毫米(mm)
见式(22) 22 -=2r们
十(g-本w-了 L、 -波纹管直边段伸出套箍的最大长度,单位为毫米(mm)
见式(23)
L 16
GB/16749一2018 m[可 -1. Lm 23 N 个波纹管的波数 N
-波纹管设计疲劳寿命,周次
[[N] -波纹管设计许用疲劳寿命,周次;取[N.]不低于3000次
见式(24)
N [[N.]一 24 nn N -波纹管操作疲劳寿命,周次 厚度为“'”波纹管材料的层数 疲劳寿命安全系数,ni>15
n 每个加强环所均布的筋板数量
刀e 设计压力,单位为兆帕(MPa) 波纹管两端固支时柱失稳的极限设计内压,单位为兆帕(MPa)
少 " 波纹管端部支撑条件变化时柱失稳的极限设计内压,单位为兆帕(MPa). 波纹管两端固支时平面失稳的极限设计压力,单位为兆帕(MPa)
p -诚距,单位为毫米Gmm. R 在内压作用下,波纹管承受的力与整体加强件所承受的力之比见式(25). A.E 25 R= A尿 R -在内压作用下波纹管承受的力与用紧固件连接的加强件所承受的力之比,见式(26)
儿-(+ (26 Q形波纹管的波纹平均半径,单位为毫米(mm). -U形波纹管波峰内壁曲率半径,单位为毫米(mmm)
U形波纹管波谷外壁曲率半径,单位为毫米(mm). U形波纹管波峰(波谷)平均曲率半径,单位为毫米(mm)
见式(27). r十r十 27 0形波纹管开口外壁曲率半径(见图6)单位为毫米(mm). 屈服强度系数,对于奥民体不锈钢Y按式(28)计算
对于镶基合金Y按式(29)计算
对于其他材料Y按式(30.
=1十9.94×10-2(KE一7.59×10-4(KE2一2.4×10-6KE)十2.21×10-sKE Y
28 Y=1十6.8×10-(Ke)一9.11×10-(Ke)十9.73×10(K皮一6.43×10(Ke" 29 30 Y=1 -纵向焊接接头系数,下标b,c、f,p和r分别表示波纹管、套箍、紧固件、端管和加强环材料 p -焊接接头高温强度降低系数(见4.3.3),下标b,c,f,p和r分别表示波纹管,套箍、紧固件、 c" 端管和加强环材料
2. 直边段套箍相对于中性轴在径向的抗弯截面模量,单位为三次方毫米(mm. 17
GB/T16749一2018 平面失稳应力相互作用系数,见式(31.
a=1十2'十VI一2十47 31
( 平面失稳应力比
见式(32). K 32 7- 3K
波纹管一层材料的名义厚度,单位为毫米(mm).
直边段套箍材料的名义厚度,单位为毫米(mm). -波纹管成形后一层材料的名义厚度,单位为毫米(mm)
见式(33)
--" - 33 容器圆筒(或端管)有效厚度,单位为毫米(mm)
内衬筒厚度,单位为毫米(mm) -内衬筒的最小厚度,单位为毫米(mm) min 端管的名义厚度,单位为毫米(mm)
加强环的名义厚度,单位为毫米mm) 材料的泊松比
对于不锈钢》=0.3
-压力引起的波绞管直边段周向薄膜应力,单位为兆帕(MPa)
压力引起的套箍周向薄膜应力,单位为兆帕(MPa)
压力引起的套箍周向弯曲应力,单位为兆帕MPa) 对于内焊波纹管,内压引起端管周向薄膜应力,单位为兆帕(MPa). 压力引起的波纹管周向薄膜应力,单位为兆帕(MPa)
-压力引起的波纹管加强环周向薄膜应力,单位为光帕(MPa). 压力引起的波纹管紧固件薄膜应力,单位为兆帕(MPa) 压力引起的波纹管子午向薄膜应力,单位为兆帕(MPa) 压力引起的波纹管子午向弯曲应力,单位为兆帕(MPa) 位移引起的波纹管子午向薄膜应力,单位为兆帕(MPa) -位移引起的波纹管子午向弯曲应力,单位为兆帕(MPa)
d R
成形态或热处理态的波纹管材料在设计温度下的屈服强度,单位为兆帕(MPa)
见式 34). 0.67CRaR 34 R R
室温下的波纹管材料的屈服强度,单位为兆帕(MPa). R
R -设计温度下的波纹管材料的屈服强度,单位为兆帕(MPa). -质量证明书中波纹管材料室温下的屈服强度(注:当无法取得材料质量证明书时,其室温 Ram 下的屈服强度采用材料标准规定的室温屈服强度,但应在设计文件中注明,单位为兆帕 MPa)
[a] -设计温度下材料的许用应力,下标b,cf、p、r分别表示波纹管、套箍、紧固件、端管和加强 件材料,单位为兆帕(MPa)
子午向总应力范围,单位为兆帕(MPa) 18
GB/16749一2018 表7a形波纹管
,"、的计算修正系数 6.6lr B B B Dmt 1.0 1.0 1.0 1.l 1.0 l.1 1.4 l.0 l.3 1.5 2.0 .0 2.8 1.9 3.6 1.0 2.3 4.6 1.1 2.8 5.7 1.2 3.3 6.8 l.4 3.8 8.0 1.5 4.4 10 9,2 l.6 4.9 1 10.6 5.4 1. 12 12.0 1.8 5.9 13 13.2 2.0 6.4 14 14.7 2.1 6.9 15 16.0 2.2 7.4 16 17.4 2.3 7.9 18.9 2.4 8.5 18 20.3 9.0 2.6 19 21.9 2.7 9.5 20 23.3 2.8 10.0 注:中间值采用差值法计算
表8U形波纹管的计算修正系数c l.82rm" 2r vD mtp 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 1.000o 1.0001.000 1.000 0,00 1.000 1.000 1.000 l.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.05 1.061 1.0661.1051.0791.057 1.0371.016 1.0060.9920.9800.9700.965 0.955 0.10 .128 1.137 1.1951.171 1.1281.0801.039 1.0150.9840.9600.9450.930 0.910 0.15 1.1981.2091.2771.271 1.2081.1301.067 l.0250.9740.9350.9100.890 0.870 0.20 .2691.2821.352l.374 1.294 1.1851.099 l.0370.9660.9150.8850.860 0.830 0.25 .340l.3541.424l.476 l.384 1.2461.l35 .0520.9580.8950.8550.825 0,790 0.30 1.411 1.4261.4921.5751.4761.3111.175 1.0700.9520.8750.8250.79o 0.755 19
GB/T16749一2018 表8(续 .82 r" VD.！ 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0.35 l.480 1.4961.559l.667 .571 1.3811.220 1.091 0.9470.8400.8000.760 0.720 1.547 l.5651.6261.753 l.4571.269 1.l160.9450.8330.7750.730 0.40 1.667 0,685 0.700 0.655 l.691 1.832 .766 1.539 1.324 0.825 0.45 1.614 .633 1.1450.946 0.750 0.5o 1.679 1.7001.757 1.6281.385 1.181 0.9500.8150,7300.670 0.625 1.905 .866 0.55 1.743 1.7661.8221.973 1.9691.7251.452 1.2230.9580.8000,7100.,645 0.595 0.6o 1.807 1.8321.8862,0372.0751.8301.529 1.2730,9700,7900,6880,620 0,.567 0.65 1.872 1.9502.0992.1821.9431.614 1.3330.9880.7850.6700.597 1.897 0.538 0.70 1.937 1.9632.o142.1602.2912.0661.7101.4021.0110.7800.6570.575 0.510 0.75 2.003 2.0292.0772.221 2.3992.1971.819 1.484 1.0420.7800.6420.555 0.489 0.80 2.0702.0962.l412.2832.,5052.336l.941 1.5781,081 0.7850.6350.538 0,470 0.85 2.138 2.1642.2062.345 2.080 1.1300.795 0.6280.522 0.452 2.603 2.483 .688 0.90 2.2062.2342.2732.4072.6902.6342.236l.8131.191 0.8150.6250.51o 0.438 0.95 2.2742.3052.3442.4672.7582.7892.412 1.957 1.2670.8450.6300.502 0.428 1.0 2.341 2.3782,4222.5212.8002,9432.6112.121 1.3590.8900.6400.500 0.420 注;中间值采用差值法计算
表9U形波纹管a、f、、的计算修正系数C 1.82rm VD.！ 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0.00 1.000 1.000l.000l.000 .0001.0001.000 1.0001.000l.000 l.000l.000 1.000 0.05 l.l16 1.0941.,092l.,066 1.0261.,0020,.9830.9720,9480,9300,9200.900 0,.900 ,052 0.867 1.21m 1.0000.9620.9370.892 0,8500,830 0.10 1.1741.1631.122 0,820 0.15 1.297 1.2481.2251.171 .07？7 0,9950.9380.8990.836 0.78o0.750 0.735 0.800 0.20 1.376 1.3191.281 1.217 1.1000,9890.9150.8600.7820.7300,7050,680 0.655 0.25 1.451 1.3861.336 1.26o 1.124 0.9830.8920.821 0.7300.6650.6400.610 0,.590 0.30 1.524 1.4521.3921.300 1.l47 0.9790.8700.7840.6810.6100.5800.550 0.525 1.597 1.4491.340 0.9750.8510.7500.6360.5600.5250.495 0.35 1,517 1.171 0,470 0.40 1.669 l.5821.5081.380 1.1950.9750.8340.7190.5950.5100.4700.445 0.420 .220 0.820 0.691 0.470 0.45 1.740 1.6461.5681.422 0.976 0.,557 0,4250,395 0.370 0.5o 1.812 1.7101.6301.465 0.667 0.523 0.3800.35o 0.325 .246 0.980 0.809 0.430 0.55 1.882 1.7751.6921.511 1.271 0.9870,7990.6460,4920.3920.3420.303 0.285 0.6o 1.9521.8411.7531.560 1.2980.9960.7920.6270.4640.36o0.3000.2700.252 20
GB/16749一2018 表9(续 .82 2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1." 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0.65 1.8131.6111.325 0,.7870,611 0.271 0,.213 2.020 1.908 1.008 0,439 0.330 0.233 1.9751.871 0.783 0.70 2.087 1.665 1.353 1.022 0.598 0.416 0.300 0.242 0.200 0.182 0.75 2.1532.0451.9291.721 1.3821.0380.780 0.2750.2120.174 0.152 0.586 0.394 2.217 2.1161.9871.7791.4151.0560.779 0.5760.3730.2530.1880.15o 0.80 0.130 0.85 2.282 2.1892.0481.838 .451 1.0760.780 0.5690.3540.2300.1670.130 0.l09 2.3492.2652.1191.8961.492 0,.781 0.5630.3360.2060.1460.112 0.90 1.099 0.090 2.3452.2011.951 1.1250.785 0.95 2.421 1.541 0.560 0.319 0.188 0.1300.092 0.074 2.305 1.1540.7920.561 0.1700.l15 2.50l 2.430 2.002 1.600 0.303 0.081 0.06l 注;中间值采用差值法计算
表10U形波纹管o的计算修正系数C, 1.82r r VD )mt 1.2 2.0 2.5 0.2 0.4 0.6 0.8 l.0 1.6 3.0 3.5 4.0 0.00 .0001.0000.9800.9500.9500.9500.9500.9500.9500.9500.9500.950 0,950 0.05 0.9760.9620.9100.8420.84们 0.8410.8400,84 0.8410.8400.8400.840 0,840 0.10 0.9460.9260.8700.7700.744 0.7440.7440.731 0.7310.7320.7320.732 0,732 0.15 0.9120.8900.8400.7220.657 0.6570.6510.6320.6320.6300.6300.630 0,630 0.20 0.8760.8560.8160.7000.5920.5790.5640.5490.5490.5500.5500.5500.550 0.25 0.8400.8230.7840,6800.5590.5180.4950.48l 0.4810.4800.4800.480 0,480 0.8030.7900.7530.6620.5360.5010.4620.4320,4210,4210,4210,421 0.30 0,421 0.35 0.7670.7550.7220.6400.541 0.5020.4600.4260.3880.3670.3670.367 0.367 0.40 0.7330.7200,.6960.6270.5480.5030.4580.4200.3690.3320.3280.322 0.312 0.45 0.7020.691 0.6700.6100.551 0.5030.4550.4l4 0.3540.3150.2990.287 0,275 0.50 0.6740.6650.6460.5930.551 0.5030.4530.4080.3420.3000.2750.262 0.248 0.55 0.6490.6420.6240.5850.5500.5020.4500.4030.3320.2850.2580.2410.225 0.60 0.6270.6220.6050.5790.547 0.5000.4470.3980.3230.2720.2420.222 0.205 0.6100.6060.5900.5740.5440.4970.4440.394 0.3160.2600.2280.208 0.65 0.190 0.70 0.5960.5930,5850.5690,5400.4940,4420,391 0.3090.2510.2150.194 0.176 0.75 0.5850.5830,.5770.5630.5360.4910.4390.3880.3040.2420.2030.182 0.1l63 0.80 0.5770.5760.5690.5570.531 0.4880.4370.3850.2990.2350.1950.171 0.152 0.85 0.5710.571 0.5660.5530.5260.4850.4350.384 0.2960.2300.1880.161 0.l42 0.90 0.5660.5660.5580.5460.521 0.4820.4330.3820.2940.2240.1800.152 0,134 0.95 0.5600.5600,5500.5400,5150.4790,4320,381 0.2930.2190.1750.1l46 0.126 l.0 0.5500.5500.5430.5330.5100.4760.4310.3800.2920.2150.1710.1l40 0.l19 注;中间值采用差值法计算 21
GB/T16749一2018 7.2波纹管设计 7.2.1波纹管设计要求 7.2.1.1一个波纹管包含一个或数个相同的波纹,每个波纹是轴对称的
位移是轴向的
7.2.1.2波纹管的波纹长度L,与波纹管直边段内直径(或波纹内直径)D的比值应符合式(35)的 要求 (35 L;/D，<3 7.2.1.3层数n,总厚度nt应符合式(36),式(37)的规定 (36 ZX型;n<5,川<101 mm ZD、HZ型:;n=1、nts30mmm (37 7.2.2波纹尺寸 7.2.2.1U形波纹见图5 U形波纹尺寸应符合下列规定 波峰内半径r和波谷外半径r.(见图5)按式(38)、式(39)设计
a r>3或r3t 38 S0.2rm 39 侧壁相对于中性位置的偏斜角(见图5)应符合式(40)规定,按式(41)计算
b -15" 8十15” 40 式中 =arcsin (41 -(-)(受 2r
波高按式(42)设计
D/3h2r 42 月;最大15 :最大15" b 图5U形波纹 22
GB/16749一2018 7.2.2.29形波纹(见图6 Q形波纹管尺寸应符合下列规定 在中性位置Q形波纹(见图6)应符合式(43),式(44)规定: a a 0.8 1.2 43 2h 44 r，31 b) 最大开口距离L见图6)应符合式(45)规定
0.75 45 Lnm 图6中性位置的9形波纹 7.3无加强U形波纹管计算 7.3.1范围 适用于结构代号ZX单、多层波纹管及ZD单层波纹管
材料为碳素钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、 镍、镍合金及耐蚀合金等
见图7
套箍 图7无加强U形波纹管 7.3.2应力计算 7.3.2.1压力引起波纹管直边段周向薄膜应力按式(46)计算 23
GB/T16749一2018 p(D,十nt)'LE (46 2[ntEL,(D十t)十.kE'L,D 7.3.2.2压力引起直边段套箍周向薄膜应力按式(47)计算 pD:LE'人 LmELD十+AEL.D 7.3.2.3压力引起波纹管周向薄膜应力按式(48)计算 pDK， g 2A 7.3.2.4压力引起波纹管子午向薄膜应力按式(49)计算 ph 49 2nt 7.3.2.5内压引起波纹管子午向弯曲应力按式(50)计算 ，-) (50 7.3.2.6位移引起波纹管子午向薄膜应力按式(51)计算
Etie (51 G5 2hC 7.3.2.7位移引起波纹管子午向弯曲应力按式(52)计算 5Et,e 52
3/'C 7.3.3应力范围 波纹管的子午向总应力范围应满足式(53)规定 =0.7(o 53 (a十a十d
十a 7.3.4应力校核 波纹管的各项应力应满足以下条件 a<内w[o] a b d
GB/T16749一2018 7.4.2.4压力引起波纹管周向薄膜应力按式(61)计算 H R d， K， .( 61) A.R 式中 对于整体加强件,R=R; 对于与紧固件相连的加强件,R=R3
7.4.2.5压力引起波纹管加强件周向薄膜应力按式(62)计算 62 小-武R) 7.4.2.6压力引起波纹管紧固件薄膜应力按式(63)计算
-“)K 7.4.2.7压力引起波纹管子午向薄膜应力按式(64)计算 0.76p(h一r (64 o3三 2 7.4.2.8压力引起波纹管子午向弯曲应力按式(65)计算 0.76 r" (- C (65 2n 7.4.2.9位移引起波纹管子午向薄膜应力按式(66)计算 Ee 2(h一尸m)C 7.4.2.10位移引起波纹管子午向弯曲应力按式(67)计算 5Epe 67 o
= 3(h一C,r)C 7.4.3应力范围 波纹管的子午向总应力范围应满足式(68)规定 o， 0.9[0.7(a十a)十d
十] 7.4.4应力校核 波纹管的各项应力应满足以下条件 <中u[o]; a O3 b g<中u[o]; O "'<内.,w.[o]
; d'十"
GB/16749一2018 b a<中w[a]; o'<内,w,[]
; d'十"
GB/16749一2018 d;内,w[o]; d<声.w.[o]
; d十d,
GB/T16749一2018 式(102),式(103),式(104)用于预测成形态或退火态波纹管的疲劳寿命,仅适用于设计疲劳寿命 N在10*~10"之间,且设计温度低于波纹管材料蠕变温度
7.8波纹管轴向位移及其作用力 7.8.1波纹管轴向位移 7.8.1.1波纹管单波轴向位移 单波轴向位移按式(106)计算 eN (106 7.8.1.2单波轴向位移计算与校核 由许用疲劳寿命[N]计算得到的波纹管单波轴向位移
亦称为单波额定轴向位移[e],要求波纹 管设计单波轴向位移《<[e]
从几何尺寸要求对单波额定轴向压缩位移[e.]和单波额定轴向拉伸位 移[e,]限制见式(I07),式(I08). (107 <[e] eenas 108 e
<[e] eems 式中: a 由波纹管几何尺寸确定单波最大轴向压缩位移e=应符合式(109)规定 (109 一2r
一"" 对于带均衡环的膨胀节,em应为均衡环之间的距离与按式(109)计算结果,取两者的较小值 b)由波纹管几何尺寸确定单波最大轴向拉伸位移ee应符合式(110)规定 110 =6rm 对于仅有轴向压缩位移工况e<[e]=[e],对于仅有轴向拉伸位移工况e.<[e.]=[e],对于 波纹管轴向拉、压循环位移范围,其波纹管设计单波轴向位移;e=(e.十e.)<[e]=[e]
对于[e,]或[e.,]中的较大值应<[Ce]
7.8.2波纹管压力推力与弹性刚度力 7.8.2.1波纹管压力推力按式(111)计算
F，=力A
1ll1 7.8.2.2波纹管单波弹性刚度力按式(112)计算
F=ef 112 外压计算 7.9 7.9.1多层波纹管有效层数的确定 承受外压的多层无加强和加强U形波纹管,公式中层数和波高的数值仅取决于有效承受外压的 在双层被纹管设计中,有效层数及有效层外压设计压力的确定拨式(13)稍式14)计算
层
当P,P时,两层都有效,且P=P
一P,(负压时取零 113 当P.>万时,仅内层有效,且P,=尸.-" (114 式中: P -平均绝对压力,单位为兆帕(MPa); 万=(P,十P)2 32
GB/16749一2018 -多层波纹管层与层之间的绝对压力,单位为兆帕(MPa); P.=P
十P P 波纹管外部的绝对压力,单位为兆帕(MPa); 波纹管外部的绝对压力,单位为兆帕(MPa) 外压设计压力,单位为兆帕(MPa). P 7.9.2外压波纹管承压能力计算 在外压工况下,U形波纹管承压能力按式(46)、式(48),式(49)式(50)进行计算和7.3.4a) 7.3.4b)、7.3.4d)应力评定,外部套箍和外部加强件均不包含在外压能力的计算范围内
注;本标准未涉及Q形波纹管承受外压时的设计
7.9.3外压周向稳定性校核 7.9.3.1校核要求 膨胀节用于真空条件或承受外压时,除应进行应力和疲劳寿命校核外,还应对U形波纹管及其相 连接的设备壳体或端管进行外压周向稳定性校核
7.9.3.2惯性矩计算 几 图11惯性矩计算 惯性矩按式计算(见图1 波纹管截面对1-1的惯性矩I按式(115)计算 a (2h一g) I1=Nnt 十0,.4q(h一0.2q? 115 48 被波纹管取代圆简部分(设备壳体或端管)截面对2-2的惯性矩1e按式(116)计算 b Lht (116 2-2 12(1一" 7.9.3.3惯性矩校核 惯性矩校核应符合下列规定 当管<1.时,将波纹管搜为当姐圆简校了9.3.4进行外压周向稳定性校核
其中当疑钢筒 直径取D
长度为波纹管波的长度L(=N),厚度为/II7L 同时波纹管未加支撑的直边段及每一侧圆筒均按7.9.3.4进行外压周向稳定性校核
b 1>1时,将彼纹管视为容器圆简的一部分,与容器圆筒作为一整体按了934进行外 压周向稳定性校核
33
GB/T16749一2018 7.9.3.4外压周向稳定性校核方法 外压周向稳定性校核方法按GB/T150.3一2011中第4章的规定
7.10内衬筒的设计 7.10.1膨胀节内衬筒设置 符合下列要求之一者,应设置内衬简: 要求保持摩擦损失最小及介质流动平稳的场合 a 介质流速较高,可能引起波纹管共振; b 存在磨蚀的可能应设置厚壁内衬筒; C d 介质温度高,需降低波纹管金属温度; 存在反向流动,应设置厚壁内衬简或伸缩(对插)内衬筒
7.10.2内衬筒厚度计算 7.10.2.1除7.1符号说明外,增加下列符号 长度系数,按式(l17)计算; L、<450mm .11l7 Ls450 450mm L.>
-流动加速度系数,容器因内件等介质发生湍流时,取C;=4 温度系数,按式(l18)计算 <150 < max .(118 E”/E r>150C 流速系数,按式(119)计算: Vm、s30m/s (119 75v-.>30m/s E” -内衬简在150C下的弹性模量,单位为兆帕(MPa) E 内衬简在设计温度下的弹性模量,单位为兆帕(MPa K 介质流动影响系数,对于液体,K=l;对于气体,K=2; 内衬简的长度,单位为毫米(G mm Ls 波纹管重量,包括加强件和波纹间液体的重量,单位为千克(kg)1 m1eff 通过波纹管或内衬筒介质的最大流速按式(120)计算(当无内衬筒时,要求V
GB/T16749一2018 7.11外护套 7.11.1外护套设置原则 膨胀节在运输、安装过程中,波纹管可能受到损伤及破坏时应设置外护套 7.11.1.1 7.11.1.2设计图样有要求时,应设置外护套
7.11.2外护套厚度确定 按照GB/T150.1一2011及内衬筒名义厚度式(123)确定
制造 8.1成形方法 xX、,ZD波纹管应采用整体方法成形,此时波纹管毛坯用钢板卷制只允许有纵向焊接接头,不准 8.1.1 许有环向焊接接头
见图2a),图3a)、图3b),图4
8.1.2HZ单层膨胀节允许钢板分瓣拼焊(拼焊的钢板不准许存在环向焊接接头),半波整体冲压,然后 采用两个半波零件焊接而成
见图2b). 8.2焊接 8.2.1一般规定 8.2.1.1波纹管管坯A类焊接接头宜采用自动焊
奥氏体不锈钢、镍及镍合金等有色金属材料波纹管 A类、B类焊接接头以及波纹管与端管连接的B类焊接接头宜采用氯弧焊接或等离子焊接的方法施焊
8.2.1.2波形膨胀节对焊接头和角焊接头应全焊透,其媒接接头坡口型式和尺寸应符合GB/T985.1、 GB/T985.2规定
8.2.13凡多层焊接要求层间无损检测的焊接接头,无损检测应在每层焊完,且清理、目视检查合格后 进行,表面无损检测应在射线照相检测及超声波检测前进行,经检测的煤缝评定合格后方可继续煤接 8.2.1.4多层波纹管套合时各层管坯间A类焊接接头位置应沿圆周方向均匀错开
各层管坯间不应 有水、,油、泥纱等污物
多层波纹管直边端口应采用氧弧焊或滚焊封边,使端口各层熔为整体
8.2.1.5波形膨胀节使用的焊接材料应符合TSG21一2016中2.2.6的规定
焊条、焊剂及其他焊接材 料的贮存库应保持干燥,相对湿度不大于60%
8.2.1.6焊接包括返修焊接)应在0C以上的室内进行,相对湿度不大于90%,否则应采取有效的保 护措施
当焊件温度低于0C时,应在施焊处100mm范围内采取预热措施
8.2.1.7施焊时,不得在非焊接处引弧,A类焊接接头焊接应有引弧板和熄弧板,板长不小于100mm 去除引弧板和熄弧板,应采用切除的方法,严禁使用敲击的方法,切除处应磨平
8.2.2A类焊接接头条数 8.2.2.1波纹管管坯根据板宽下料,下料前应进行材料标记移植,并保证转移标记的正确、清晰耐久
8.2.2.2波纹管无论采用何种方法成形(整体成形或半波整体冲压成形),其管坯A类炽接接头条数都 应以最少为原则(按板材宽度为基础计算),并且相邻两条纵向焊接接头间距不小于300mm. 8.2.3焊接工艺 8.2.3.1膨胀节施焊前,受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔人永久焊缝内的定位焊缝、受压元件 母材表面堆焊与补焊,以及上述焊缝的返修焊缝都应按NB/T47014规定进行焊接工艺评定或者具有 经过评定合格的焊接工艺支持
根据评定合格的焊接工艺,制定膨胀节的焊接工艺规程
焊工应严格 36
GB/16749一2018 遵守该规程,并有施焊记录
8.2.3.2应在受压元件(波纹管除外)焊接接头附近的指定部位打上焊工硬印标记,或在含焊缝布置图 的焊接记录中记录焊工代号
其中低温钢、不锈钢及有色金属不得采用硬印标记
8.2.3.3焊接工艺评定技术档案应保存至该工艺评定失效为止,焊接工艺评定试样保存期不少于5年
8.2.4焊缝表面形状尺寸及外观要求 8.2.4.1管坯A类对接头表面应与母材表面齐平或允许保留不大于波纹管名义壁厚10%均匀的焊 缝余高,保留均匀余高的焊缝表面应与母材表面圆滑过渡
煤接接头表面应呈银白色或金黄色 8.2.4.2焊缝表面的溶渣和飞溅物应清除干净,并不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、咬边、弧 坑,未填满和夹渣等缺陷
A类焊接接头不应有错边
内衬套的对接焊缝外表面应修平
8.2.4.3对焊接头修磨处的厚度不应小于母材厚度,修磨后的焊缝表面应符合8.2.4.1、8.2.4.2的规定
8.2.4.4角焊缝的外形应凹形圆滑过渡至母材
8.2.4.5多层波纹管直边端口焊接表面应平整.平面度不大于1mm,端口焊最小厚度不小于波纹管各 层名义壁厚之和,且不小于3mm. 8.2.4.6膨胀节采用内插或外套坡口连接时(见表1序号3、序号4),其波纹管直边与端管或设备壳体 连接的坡口焊接接头应全焊透,并符合下列要求 坡口焊接接头表面应符合8.2.4.1,8.2.4.2的规定,余高不大于波纹管壁厚,且不大于1.5mms a 有套箍复盖的坡口焊接接头表面应修平
b)波纹管直边与端管或设备壳体连接应紧密贴合公差见表18规定 当采用滚焊工艺对多层波纹管直边段端口进行封边时,切边后端口截面应保持全焊透,不得有 8.2.4.7 分层现象,滚焊焊缝有效宽度应不小于4mm
焊缝表面不得有过烧、击穿、裂纹、飞溅等缺陷
8.2.5焊缝返修 8.2.5.1焊缝返修应分析缺陷产生的原因,提出相应的返修方案,其返修工艺应符合8.2.3的有关规定， 并得到焊接技术负责人的同意
焊接接头同一部位原则上只许返修一次
整体成形后波纹管的A类 焊接接头不准许进行返修
8.2.5.2对经过一次返修仍不合格的焊缝,在第二次返修时,应有保证焊接质量的具体措施,并经过制 造单位技术负责人批准,返修结果也应经制造单位技术负责人认可 8.2.5.3返修后的焊缝应按8.5的规定重新进行检查,其返修次数、部位、返修情况和无损检查结果应 记人膨胀节的质量证明文件
8.3热处理 8.3.1 恢复性能热处理 冷作成形的波纹管,凡符合下列条件之一者,成形后进行恢复性能热处理 8.3.1.1 图样注明有应力腐蚀的介质; aa b 用于毒性为极度、高度危害介质; c 冷作成形碳素钢、低合金钢材料波纹管; d 奥氏体不锈钢、镍和镍合金、钛和钛合金等有色金属波纹管冷作成形后可不进行热处理,但符 合下列条件之一者,成形后应进行热处理: 1) 波纹管成形前厚度大于10mm. 波纹管成形变形率>15%(当设计温度低于一100,或高于510C时,变形率控制值 2 10%)
波纹管成形变形率ei(%)计算见式(9)
8.3.1.2当对成形温度、恢复材料供货热处理状态的热处理有特殊要求时,应遵循相关标准,规范或设 计文件的规定
37
GB/T16749一2018 8.3.2焊后热处理 波纹管包括DN>400mm板卷端管)焊后热处理根据材料、接接头厚度、介质危害程度等设计 要求按TsG212016,GB/T150-2011或设计图样规定
8.3.3热处理要求 8.3.3.1波纹管制造单位根据设计文件和标准规范的要求,热处理前编制热处理工艺
避免由于焊后 热处理导致的再热裂纹
8.3.3.2不得使用燃煤炉进行成形及焊后热处理
8.3.3.3热处理装置(炉)应配有自动记录曲线的测温仪表,并能自动绘制热处理时间与温度的关系 曲线 8.3.3.4对需要热处理的波纹管和端管(其热处理试样应随炉热处理),热处理后应复验材料性能及炽 接接头力学性能,其检测结果应符合相应标准规定或设计图样要求
8.3.3.5热处理试板的制备、检测与评定等应符合TsG21一2016,GB/T150.4一201l的规定
8.4波纹形状与表面质量 8.4.1波纹形状应均一,波峰、波谷与波侧壁间圆滑过渡,其表面不得有明显的凹凸不平和大于钢板厚 度负偏差值的划伤及焊接飞溅等其他缺陷
液压成形波纹管表面允许有轻微成型模分型面的痕迹
8.4.2制造中禁止在非焊部位引弧和避免钢板表面的机械损伤
对严重的伤痕ZD、HZ单层波纹管成 形后应进行修磨,使其圆滑过渡,修磨范围内的斜度至少为1:3
修磨后的一层壁厚应大于波纹管的 -层名义厚度减去钢板厚度负偏差，且修磨处的深度不超过波纹管一层名义厚度的5%,且不大于 0.3mm
膨胀节波形表面不许补焊
8.4.3加强环、均衡环或套箍表面应光滑
当波纹管在中性位置,加强环,均衡环或套箍表面与波纹管 直边端或波谷外壁紧密贴合,其贴合径向间隙应符合8.6.7的规定
8.5无损检测 8.5.1无损检测方法及其选择 波形膨胀节无损检测方法及无损检测方法的选择应符合TsG21一2016中3.2.10.1和3.2.10.2的 规定
8.5.2无损检测的实施时机 8.5.2.1波形膨胀节的媒接接头应按8.2.2和8.2.4规定的形状尺寸和外观检查合格后,再进行无损 检测
8.5.2.2对有延迟裂纹倾向的材料,至少在施焊24h后进行无损检测;对有再热裂纹倾向的材料,应在 热处理后增加一次无损检测
8.5.2.3波纹管A类焊接接头在波成形前无损检测,B类焊接接头在波成形后无损检测
对于HZ板 料分瓣拼焊半波整体冲压的径向拼接焊缝(A类焊接接头),在波纹管成形后进行无损检测
如果成形 前已经进行无损检测,则成形后按TsG21一2016中4.2.5.1(2)的规定对波峰(谷)圆弧区域到直边段再 进行无损检测
8.5.3射线检测包括胶片感光或数字成像)或超声检测 8.5.3.1波纹管A类,B类焊接接头应符合下列规定 波纹管A类、B类焊接接头应进行100%的射线检测
a b) ZX型波纹管直边与端管(或设备壳体)采用内插或外套连接的B类焊接接头(坡口对接接头 38
GB/16749一2018 或被端管,加强环,套箍等所覆盖的B类焊接接头(坡口对接接头)均应进行100%渗透或超声 检测
ZD型、HZ型波纹管与端管(或设备壳体)的B类焊接接头按设备壳体环缝的要求进行射线检 测或超声检测
8.5.3.2端管、加强件包括加强环、均衡环和套箍等)A类、B类焊接接头按GB/T150.4一2011中10.3 的规定进行射线检测或超声检测
8.5.4渗透检测或磁粉检测 8.5.4.1 凡符合下列条件之一的焊接接头表面应进行100%的渗透或磁粉检测 波纹管管坯厚度不大于2mm的A类焊接接头的内外表面; a b 多层波纹管两直边端部的端口焊接表面或滚焊封边表面， c ZxX型、ZD型,HZ型波纹管A类、,B类,C类、D类、E类对接接头和角接接头表面; d)ZX型波纹管直边与端管或设备壳体)采用内插或外套连接的B类焊接接头(坡口对接接 头),或被端管、加强环、套箍等所覆盖的B类焊接接头(坡口对接接头); x型、2D型、Hz型波纹管成形后A类焊接接头的内外可触及表面; e 多层焊要求层间表面无损检查的焊缝(见8.2.1.3); f g 缺陷的修磨表面
8.5.4.2碳索钢、低合金钢膨胀节焊接接头表面优先采用磁粉检测
8.5.5评定标准 射线检测包括胶片感光或数字成像)应符合下列要求 8.5.5.1 波纹管一层名义厚度大于或等于2mm的A类、B类焊接接头按NB/T47013.2规定进行 a 00%射线检测,其技术等级不低于AB级,检测结果l级合格 奥氏体不锈钢、镍及镍合金材料波纹管,当一层名义厚度小于2mm的A类、,B类焊接接头按 b NB/T47013.2规定进行100%射线检测,其技术等级不低于AB级,检测结果I级合格
8.5.5.2超声检测按NB/T47013.3规定进行,其检测技术等级和合格级别见表14
表14超声检测合格级别 检查方法 检测技术等级 检查范围 合格级别 全部 A类,B类接头 B 脉冲反射法 局部 超声检测 角接接头、T形接头 行射时差法 8.5.5.3渗透检测或磁粉检测应符合下列要求 渗透检测按NB/T47013.5规定进行,检测结果应满足下列要求 a 不准许存在裂纹等线性显示 1) 2)不准许在同一直线上存在4个或4个以上、间距小于1.5mm的圆形显示; 3)不规则分布的圆点状缺陷,在任意150mm焊接接头长度内不超过5个,单个缺陷直径小 于1/2波纹管有效壁厚
b)磁粉检测按NB/T47013.4规定进行,检查结果I级合格
39
GB/T16749一2018 8.5.6重复检查 8.5.6.1经射线检测或超声检测的A类、B类焊接接头,如有不准许的缺陷,应在缺陷清除干净后按 8.2.5的规定进行返修,并对该部位采用原探伤方法重新检查和评定
8.5.6.2磁粉检测或渗透检测发现的不准许缺陷,应按8.2.5和8.4.2的规定进行返修,并对该部位采 用原探伤方法重新检查和评定
8.6组装与套合 8.6.1波形膨胀节组焊时,应防止焊接飞溅和电弧烧穿波纹管,严禁在波纹管上引弧
8.6.2HZ型波纹管B类接头对口错边量按表15规定
表15Hz型波纹管B类接头对口错边量 单位为毫米 对口处的名义厚度！ B类接头对口错边量b 2/12 15%t,且不大于1.0 0%t,且不大于1.5 s1C 12<120 <5%1,且不大于2.0 20t40 8.6.3 D型.Hz型波纹管与设备壳体(或端管)的连接一般采用对接,其B类接头的对口错边量万应 符合下列规定 波纹管的壁厚与设备壳体(或端管)厚度相等,B类接头对口错边量b按表16规定
表16波纹管的壁厚与设备壳体(或端管)厚度相等B类接头对口错边量 单位为毫米 对口处的名义厚度" B类接头对口错边量D <25%t 6GB/16749一2018 8.7.1.2波纹管两端面应平行,并与中心线垂直,其垂直度公差不大于波纹管公称直径DN的1%,且 不大于3mm
8.7.1.3波纹管两端面应同心,其同轴度公差应符合表17的规定
表17波纹管同轴度公差 单位为毫米 公称直径DN 波纹管同轴度公差 DN<200 不大于波纹管公称直径DN的士0.5%,且不大于2 DN>200 不大于波纹管公称直径DN的士1%,且不大于5 8.7.1.4U形波纹管波峰、波谷曲率半径的允许偏差为10%的波峰、波谷名义曲率半径
波峰、波谷与 波侧壁间应圆滑过渡,夹角偏差符合-15"<8<十15"规定(见图5). 8.7.1.5U形波纹管尺寸公差(波距、波高、波纹长度)按表18规定
8.7.1.6Q形波纹管直边段直径公差与U形波纹管直边段直径公差相同(见表18)
Q形波纹管波纹 平均半径的允许偏差为士15%的波纹名义曲率半径
8.7.1.7Q形波纹管波形尺寸公差应满足式(124)计算值(见图6). a 0.8s s1.2 124 2h" 表18U形波纹管尺寸公差 单位为毫米 U形波纹管直边段直径公差 波距波高波纹长长度 公称直径DN 公差度公差公差 公差 对接式 外套式 内插式 N 外圆周长公差》 《被根外径公差 波根外径公差 150
GB/16749一2018 起进行压力试验,还应满足12.2.7的规定
g.1.3波形膨胀节在试验压力下不得有破坏,泄漏、失稳和局部坍塌
对于无加强U形膨胀节,在试验 压力下的波距与加压前波距之比大于1.15(即波距变化率大于15%),对于加强U形膨胀节和Q形膨 胀节,在试验压力下的波距与加压前波距之比大于1.20即波距变化率大于20%),即认为膨胀节平面 失稳
9.1.4对于介质毒性危害程度为极度、高度危害或设计上不准许有微量泄漏的波形膨胀节应进行泄漏 性试验(气密性试验),且应符合TsG21一2016中3.1.18的规定
膨胀节泄漏性试验(气密性试验)压 力等于设计压力
泄漏性试验(气密性试验)应在液压试验合格后进行
9.2性能试验 9.2.1 -般规定 9.2.1.1性能试验的试验件应是合格的原型波纹管,其他结构(如两端部分)可根据试验装置进行设计
凡是进行性能试验的产品均不得出厂 9.2.1.2性能试验每次抽取样品应在同批的产品中随机抽取两台,对于试验结果不合格,允许加倍重复 试验,若重复试脸结果仍有一项指标不合格,则认为性能试脸不合格
注同批的产品是指相同的设计、相同批原材料、相同的成形工艺和热处理、相同的规格尺寸
g.2.2刚度试验 g.2.2.1刚度测量装置 刚度测量在专用的试验装置上进行
刚度测量装置应满足下列要求 有可靠的位移限制装置和位移测量装置; a b 实测的波纹管位移范围允许偏差不大于士0.5%; 力指示精度不低于1.0%.
c 9.2.2.2 刚度测量方法 波纹管试件按设计图样规定的设计长度(中性位置)安装在刚度测量装置上,并检查确认安装合格 后,沿波纹管试件的变形方向缓慢施加所需的位移量(mm),记录相应的轴向力(N) 9.2.2.3刚度测量结果 -般情况,制造厂仅提供膨胀节理论刚度计算值
若用户要求,则应提供膨胀节的工作刚度或设计 位移量的刚度曲线
9.2.3疲劳寿命试验 9.2.3.1疲劳试验装置 膨胀节的疲劳试验在专用的试验装置上进行
疲劳试验装置应满足下列要求 有可靠的疲劳试验位移限制装置和位移测量装置,循环位移与循环速率可调节
a b 提供可靠的循环计数器,能够记录被测试波纹管失效前的总循环次数
保证施加的轴向位移与波纹管轴线同轴
实测的波纹管位移范围允许偏差不大于士0.5%
ce d)疲劳试验内压介质为水或不会导致发生危险的其他试验液体;干燥洁净的空气、氮气或其他 惰性气体
试验介质的安全要求应符合GB/T150.42011中第11章的相关规定 43
GB/T16749一2018 9.2.3.2疲劳试验温度与试件波数 设计温度低于材料蠕变温度的膨胀节,疲劳试验允许在室温下进行
对于设计温度超过材料蠕变 温度的膨胀节,应在设计温度下进行疲劳试验
疲劳试验波纹管的波数不得少于3个
9.2.3.3试验压力 试验压力与波动值应符合下列要求 室温下疲劳试验压力为设计压力,即 a P,=P 125 室温下疲劳试验压力,单位为兆帕(MPa)
设计压力,单位为兆帕(MPa)
P 疲劳试验在试验压力P,下进行,其压力波动值不大于试验压力的士10%
b g.2.3.4循环位移与循环速率 循环位移与循环速率应符合下列要求 波纹管在中性位置,其轴向位移量应以试验波纹管实际波形参数计算单波轴向位移量e,单波 a 位移量与多波位移量的关系见式(126)和式(127)
=e(N一0,7 126 薄壁多波位移量eN一 (127 厚壁多波位移量e、=e
N D)试验波纹管的循环位移应为轴向位移,试验循环位移范围等于设计轴向位移量;试验循环速 率应以位移在各波均匀分配所需时间确定,且不应大于25mm/s、 9.2.3.5试验结果评定 在9.2.3.19.2.3.4规定的疲劳试验工况和规定的位移循环疲劳试验中,波纹管壁厚应无穿透裂 纹
膨胀节试验循环疲劳次数N、应符合式(128)规定 N、>2[N.] 128 式中 试验循环疲劳次数,周次; Ns 波纹管设计许用疲劳次数,周次
N 9.2.4稳定性试验 9.2.4.1 试验设备 有可靠的试验位移限制装置和位移测量装置
耐压试验采用的压力表量程,试验介质与试验要求 符合GB/T150.4一201l中第11章的有关规定
9.2.4.2试验方法 试验方法应符合下列要求: a 稳定性试验的波纹管应是合格的原型波纹管(处于中性位置),试验前保证试件两端固定和有 效密封,并防止波纹管轴向长度变形、横向偏移或周向偏转
试验过程中两端部不得发生 移动
b 试验前应测量并记录波纹管各波的波距(沿波峰圆周均布,测点数量根据波峰直径确定，一般 不少于四点)
试验时压力逐级缓慢上升,每个级间压力差不超过预计失稳压力10%,在每次 44
GB/16749一2018 逐级升压后分别测量、记录波纹管各波的波距变化值
9.2.4.3试验结果评定 在试验压力下测量的最大波距与试验前无内压时波距之比,按9.1.3的规定确定平面失稳压力
0检验规则 0.1检验分类 产品检验分出厂检验和型式检验 10.2出厂检验 10.2.1波形膨胀节出厂前,应由制造单位质量检验部门逐台进行检验
检验合格后并出具合格证质 量证明书方可出厂或与设备组装
0.2.2检验项目和检验要求见表21
表21检验项目和检验要求 出厂检验型式检验 序号 检验项目名称 检验要求的章条 检验项目 6.1.6.2,6.3、 ,6.5 材料 、6.4、 8.1、8.2.3 成形方法与媒接工艺 炽缝外观和表面质量 8.2,18.,2.2,8.2.4,8.2.5、8.6,5 波纹形状与表面质量 8.4、8.6.18.6.6 尺寸及公差 4.4、7.10,2.4、8.6.2,8.6.3,8.6.78.7 无损检测 8.5 热处理 8.3 9.1 耐压试验与泄谢试验 11.2 标志检查 1c 出厂资料与油漆,包装 11.1,11.3 11 检验规则与要求 9.2.1 12 刚度试验 9,2.2 1 疲劳试验 9,2.3 14 稳定性试验 9.2.4 注 表示检验项目; 表示不检项目 10.3型式检验 10.3.1波形膨胀节在下列条件之一时,应进行型式检验 新产品鉴定或老产品转厂生产; a b)产品停产超过一年恢复生产; 45
GB/T16749一2018 正常生产后,因材料、结构、工艺有较大改变,足以影响产品性能 c d)合同中有规定; 国家质量监督检验机构提出要求
e 10.3.2检验项目和检验要求见表21和9.2.1的规定 1 出厂要求 11.1出厂资料 11.1.1产品出厂时,制造单位应提供出厂资料;对需要监督检验的波形膨胀节还应提供特种设备制造 监督检验证书
11.1.2出厂资料包括产品合格证(含产品数据表,产品竣工总图、产品质量证明文件和安装使用说明 书使用有特殊要求时,其内容和格式按GB/T150.4一2011和TSG21一2016的规定
11.2标志和铭牌 11.2.1波形膨胀节铭牌应耐大气腐蚀、固定在明显的适当位置,铭牌托架的高度应大于绝热层厚度
禁止使用聚氯乙烯自粘贴铭牌
1.2.2波形膨胀节铭牌至少应包括下列内容 产品名称,型号及产品编号; a bb 设计压力(MPa)、设计温度(C); e 耐压试验压力; 波纹管材料; d 介质名称; 设计许用疲劳寿命; 外形尺寸、总质量; 8 h 制造单位名称和许可证编号(适用时); 制造日期
对于设备同厂制造的膨胀节或经质量检查部门检查确认无适当位置固定铭牌的波形膨胀节,可不 单独提供波形膨胀节铭牌,但应在出厂质量证明文件中注明上述内容
11.2.3设置内衬筒的膨胀节应按7.10.2.3c)的规定,外表面醒目标出永久性介质流向箭头
11.3油漆,包装和运输 波形膨胀节的油漆,包装和运输除按JB/T4711规定外,还应符合下列要求 制造厂应提供保护罩和有正确保持膨胀节尺寸的措施,并防止与包装箱互相碰撞
a b) 含有铝、铅、锌等低熔点金属或它们的化合物组成的油漆,禁止接触不锈钢、镍与镍合金等有色 金属材料波纹管
运输杆涂黄色;介质流向涂红色;不锈钢,镍与镍合金等有色金属表面和煤 缝坡口附近不涂渎;法兰密封面涂防锈油脂;其余部件外表面涂防锈底漆
包装箱外面应写上“制造厂名称”“小心轻放”,“防雨防潮”等字样,并清晰可见 12贮存与安装 2.1贮存环境和要求 波形膨胀节应贮存在室内,其贮存环境和要求应符合下列条件 46
GB/16749一2018 室内环境应清洁、干燥、无腐蚀气氛 a b 注意防止堆放、碰撞和跌落等原因造成波纹管机械损伤 c 贮存期间应保证膨胀节标志清晰可见 d)装有内衬筒的膨胀节竖直放置时,内衬筒开口端向下
2.2安装要求 2.2.1安装之前,应检查波形膨胀节规格型号、内衬简方向等是否符合设计图样的要求
对不是与设 备同厂制造的波形膨胀节,还应复查出厂资料和质量证明文件
12.2.2管壳式换热器简体与内衬简膨胀节组装前,应考虑内衬简对管束组装的影响
并制定合适的 安装方法
12.2.3波纹管两端面轴向安装长度应符合设计图样要求
安装过程中严禁用拉伸,压缩,偏转波形膨 胀节的办法来调整设备组装(或安装)误差或不对中
禁止用扳手、手锤等敲击波纹管
12.2.4波形膨胀节吊耳或载荷起吊位置应在端管上
运输杆不能作为起吊装置
钢丝绳或其他工具 不准许直接装卸波纹管和波纹管覆盖物
组焊时应采用不含氯化物的石棉布或其他覆盖物保护波纹管,防止电孤烧穿、焊接飞溅等损伤 12.2.5 波纹管 膨胀节的外保温应采用松软材料保证膨胀节正常动作
对于奥氏体不锈钢膨胀节不得采用含 12.2.6 氯保温材料
当膨胀节与设备(或系统)一起进行耐压试验时除应符合9.1规定外,还应采取拉杆、拉板或连 12.2.7 接附件等措施约束(或承受)膨胀节上的压力推力和重量载荷
12.2.8膨胀节与设备现场安装就位完毕,应进行如下检查 拆除膨胀节装运螺栓等安全运输辅助装置,并将限位螺母调到设计位置上背紧
a 清除膨胀节波纹之间可能引起堵塞的异物
b 47
GB/T16749一2018 附 录 A 资料性附录) 膨胀节波形参数 A.1Zx型膨胀节波形参数(n<5),见表A.1
表A.1Zx型膨胀节波形参数 圆弧半径r或r 直边长度 公称直径DN波根外径D. 波高h 层数 波纹管长度1 mmm mm mmm mm mm mm 150 159 25 20 5,50 40 20 200 219 9,50 40 25 250 273 9,50 4rmN十2L 5 或Nq十2L 300 325 40 9.50 25 50 350 377 1l.50 25 400 426 50 1l.5o 30 450 50 11.50 30 500 50 1.50 30 550 11.50 50 30 60 600 14.25 30 650 60 30 14,25 700 60 14.25 30 60 750 14.,25 30 60 800 14.25 30 900 60 14.25 30 14.25 1000 60 30 1100 60 14.25 30 4rN+2L DN十2 1200 60 14.25 30 或Nq十2L 60 1300 14.25 30 60 1400 14.25 30 1500 60 30 14.25 1600 60 30 14,25 17.50 1700 80 40 40 1800 17.50 80 80 40 1900 17.50 80 40 2000 17.50 80 2100 17.75 40 80 2200 17.75 40 48
GB/16749一2018 表A.1(续》 公称直径DN 波根外径D 波高h 圆弧半径r或ri) 层数 直边长度L 波纹管长度1 mmm mmm mmmm mmm mm mmm 8G 40 2300 17.75 80 2400 17.75 40 40 2500 80 17.75 17.75 2600 80 40 2700 17.75 80 40 40 2800 17.75 80 80 40 2900 17.75 80 40 3000 17.75 80 3100 17.75 40 4r.N+2L. DN十2nng 或N十2L 3200 80 17.75 40 80 40 3300 17.75 17.75 3400 80 40 3500 17.75 40 80 3600 17.75 40 80 3700 80 17.75 40 80 40 3800 17.75 3900 80 17.75 40 4000 S90 50 18,00 被纹管名义壁厚,单位为毫米(mm). 注1: 注2: 波纹管波纹长度,L=Ng,单位为毫米(mm);其中:N一波数;波距q=4r单位为毫米(mm)
波纹管内直径,D=D,单位为毫米(mm). 注3:D 注4: -波根外径等于直边段外径,单位为毫米(mm. r'十r十"t 注5 6根据设计条件,允许对上述波形参数(h、广.或r,L.)进行调整 注 A.22ZD型、HZ型膨胀节波形参数(n=1),见表A.2
表A.2Z型,HHz型膨胀节波形参数(单层n=1) 公称直径DN 波根外径D 波高h 圆弧半径r或rn 直边长度L 波纹管长度IL mmm nmm mmm mnm mm m 150 159 30 12 表注(1): 150 159 45 20 4r.N+2L，或Ng十 -2L 40 15 0.25/D 200 219 表注(2): tp N(4-十m,.十)+2L 200) 219 55 20 或Nq+2L 250 273 50 20 49
GB/T16749一2018 表A.2(续) 公称直径DN波根外径D 波高h 圆弧半径r.(或rm 直边长度L 波纹管长度L mm mm mm mmm mm mmm 250) 273 65 25 300 325 60 20 表注(1) 300) 325 80 30 4rN+2L，或Ng十2L 377 70 25 350 表注(2) 0.25D N4rm十m,十m)2L 377 (350 80 30 或Ng十2L 400 426 70 30 400 426 95 30 450 80 30 (450) 05 30 500 85 30 (500 105 30 550 95 35 (550) 105 35 600 105 35 600) 125 35 650 1l5 35 (650) 125 35 700 125 35 750 125 35 表注(1): 800 125 35 m,N+2L，或Nq十2L 4rm 900 DN十2 125 35 0.25、D 表注(2): lp N(4r Ir十m,十m,)十2L 1000 150 45 或Nq+2L 45 1100 150 1200 50 45 300 150 45 1400 150 45 1500 150 45 1600 150 45 1700 150 45 1800 150 45 45 1900 180 2000 180 45 180 45 2100 50
GB/16749一2018 表A.2(续》 公称直径DN 波根外径D 波高h 圆弧半径r或rin 直边长度L 波纹管长度1 mmm mmm mmmm mmm nmmm mmm 45 2200 180 2300 180 S 2400 180 2500 180 45 18o 2600 45 2700 180 45 2800 180 45 45 2900 180 表注l): 3000 200 50 4rN十2L，或Nq十2L 3100 DN+2nt 200 50 0.25、D 表注(2) N(4rm十m.十mi)十2L 3200 200 50 或Ng十2L 200 50 3300 3400 200 50 3500 200 50 3600 200 50 3700 200 50 3800 200 50 3900 50 200 22o 55 4000 注1:ZD型波纹管 波纹管名义壁厚,单位为毫米(mm)
L， -波纹管波纹长度,L=Ng,单位为毫米(mm);其中:N一波数;波距q=4rm,rm一平均半径,单位 为毫米(mm)
-波纹管内直径,D=D单位为毫米(n D mm
r十r十mt mmo ZD型波纹管长度L=4rN+2L，或Nq+2L,单位为毫米(mm)
注2:HZ型波纹管 -波纹管名义壁厚单,位为毫米(n mm)
-波纹管波纹长度,L=N(4r.十m,十m,)),单位为毫米(mm);其中N波数;波距g=4r十m 十mi -波峰直边长度(见图10),单位为毫米(mm);m -波谷直边长度(见图10),单位为毫米(mm).
， D -波纹管内直径,D=D,单位为毫米(mm). r十r十丛 平均半径rm mm HZ型波纹管长度L=N(4rm十m十mi十2L，或Ng十2L,单位为毫米(mm). 注3:DN<650mm括号内波形参数为HZ型,其他波形参数为ZD型; DN>700mm波形参数为D型,也可为HZ型
注4根据设计条件,允许对上述波形参数(h、"或r.L.)进行调整
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