国家标准 GB/T35990一2018 压力管道用金属波纹管膨胀节 Metalbelowsepansionjointsforpressurepiping 2018-03-15发布 2018-10-01实施中华人民共利国国家质量监督检验检疙总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/35990一2018 目次前言范围规范性引用文件 2 术语和定义 3 资格与职责 4.1资格 4.2职责分类 5.1膨胀节分类 5.2膨胀节的元件分类 5.3焊接接头分类 * 典型应用材料 7.1通用规定 7.2波纹管 7.3其他承压元件设计 8.1设计条件 8.2焊接接头系数 12 8.3许用应力 12 8.4膨胀节的设计 13 制造 18 9.1文件 18 9.2材料复验、分割与标志移植 18 9.3炽接 18 9.4波纹管成形 20 9.5热处理 20 o要求 20 20 0.1外观 0.2尺寸及形位公差 21 0.3无损检测 21 0.4耐压性能 223 10.5气密性(泄漏试验 24 24 0.6刚度 24 0.7稳定性
GB/T35990一2018 24 0.8疲劳寿命 24 0.9爆破试验 1 试验方法 25 1.1外观 225 1.2尺寸及形位公差 1l.3无损检测 n.耐压性能 n5 20 气密性(泄漏试验 6 1. 刚度 27 1.7稳定性 27 1.8疲劳寿命 27 1.9爆破试验 12检验规则 28 12.1检验分类 28 12.2出厂检验 28 12.3型式检验 29 29 13标志、包装、运输和贮存 13.1标志 29 包装、运输 13,2 30 13.3贮存 30 14安装 30 附录A资料性附录常用材料 31 附录B(规范性附录膨胀节的设计 33 B.1符号 33 B.2波纹管的设计 B.3膨胀节的位移 48 B4膨胀节的刚度、力和力矩 51 B.5内衬筒的设计 56 B.6外护套 58 B.7承力构件的设计 559 附录c(资料性附录)振动校核 64 C.1概述 64 64 C.2膨胀节的自振频率参考文献 6" I
GB/35990一2018 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由机械工业联合会提出本标准由全国管路附件标准化技术委员会(SAC/TC237)归口本标准起草单位:南京晨光东螺波纹管有限公司、航天晨光股份有限公司、中机生产力促进中心、国家仪器仪表元器件质量监督检验中心,江苏省特种设备安全监督检验研究院,秦皇岛市泰德管业科技有限公司、上海永鑫波纹管有限公司、秦皇岛北方管业有限公司、宁波星箭波纹管有限公司、石家庄巨力科技有限公司、沈阳仪表科学研究院有限公司、洛阳双瑞特种装备有限公司本标准主要起草人:陈立苏胡毅、刘永、王召娟、程勇、吴建伏、冯峰、于振毅、朱庆南、陈广斌、马力维、魏守亮、沈冠群、朱惠红、黄乃宁、陈四平、钟玉平、张爱琴
GB/35990一2018 压力管道用金属波纹管膨胀节范围本标准规定了压力管道用金属波纹管膨胀节的术语和定义、资格与职责、分类、典型应用、材料、设计制造、,要求,试验方法和检验规则,以及标志,包装,运输和贮存本标准适用于压力管道用整体成型的波纹管金属波纹管膨胀节(以下简称膨胀节) 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/T150.3压力容器第3部分设计 GB/T699优质碳素结构钢 GB/T713锅炉和压力容器用钢板 GB/T1591低合金高强度结构钢 GB 1958产品几何量技术规范(GPs)形状和位置公差检测规定 GB 28292002周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验 GB 3077 合金结构钢 GB 8274碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带 GB 3280不锈钢冷轧钢板和钢带 GB 3621 钛及钛合金板材 GB 3880 -般工业用铝及铝合金板材 GB 9112钢制管法兰类型与参数 GB 9113整体钢制管法兰 GB 带颈螺纹钢制管法兰 GB 对焊钢制管法兰 GB 9116带颈平焊钢制管法兰 GB 带颈承插焊钢制管法兰 GB 对焊环带颈松套钢制管法兰 GB 9119板式平媒钢制管法兰 GB 9120对焊环板式松套钢制管法兰 GB 9121 平焊环板式松套钢制管法兰 GB 9122翻边环板式松套钢制管法兰 GB 9124钢制管法技术条件兰 12777金属波纹管膨胀节通用技术条件 GB/T13402大直径钢制管法兰 GB/T20801.2一2006压力管道规范工业管道第2部分;材料 GB/T20801.42006 压力管道规范工业管道第4部分;制作与安装 GB/T20878不锈钢和耐热钢牌号及化学成分
GB/T35990一2018 GB/T24511承压设备用不锈钢钢板及钢带 GB50236一2011现场设备、工业管道焊接工程施工规范 GB/T359792018金属波纹管膨胀节选用、安装、使用维护技术规范 HG/T20592钢制管法兰(PN系列) HG/T20615钢制管法兰(Class系列 HG/T20623大直径钢制管法兰(Class系列 SH/T3406石油化工钢制管法兰 JB/T74钢制管路法兰技术条件 JB/T75钢制管路法兰类型与参数 JB/T79整体钢制管法兰 81 板式平焊钢制管法当 JB/T JB/T82对焊钢制管法兰 B/T83平焊环板式松套钢制管法兰 JB/T84对焊环板式松套钢制管法兰 JB/T85翻边板式松套钢制管法兰 JB/T4711压力容器涂敷与运输包装 NB/T47008承压设备用碳素钢和合金钢锻件 NB/T47013.2承压设备无损检测第2部分;射线检测承压设备无损检测第3部分;超声检测 NB/T47013.3 NB/T47013.4 承压设备无损检测第4部分;磁粉检测 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 NB/T47018承压设备用焊接材料订货技术条件 TsGZ0004特种设备制造、安装,改造、维修质量保证体系基本要求 TSGZ6002特种设备焊接操作人员考核细则 YB/T5354耐蚀合金冷轧板术语和定义 3 GB/T359792018中界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 波纹管bellows 由 -个或多个波纹和直边段构成的柔性元件 3.2 波纹 covolution 构成波纹管的基本柔性单元 3.3 直边段endtanmgent 波纹管端部无波纹的一段直筒 3.4 套箍colar 仅用于加强直边段的筒或环
GB/35990一2018 3.5 辅助套箍assistingcolar 为方便焊接而箍住直边段的环 3.6 加强件reimtoucingmembter 适用于加强U形和Q形波纹管,包含加强套箍、加强环和均衡环加强套箍是用于加强直边段及波谷的筒或环加强环和均衡环是用于加强波纹管波谷或波峰的装置,均衡环还具有限制单波总当量轴向位移范围的功能 3.7 压力推力pressurethrust 波纹管因压力引起的静态轴向推力 3.8 lpwstiom 中性位置 neutral 波纹管处于位移为零的位置 3.9 整体成型波纹管integralformimgbeows 无环向焊缝的波纹管资格与职责 4.1资格属于《特种设备目录》范围内的膨胀节,制造单位与人员应具有下列资格: 制造单位应按TSGZ0004的规定建立适用的质量保证体系,并取得《特种设备制造许可证》 aa b 焊接人员应按TsGZ6002的规定持有相应项目的特种设备作业人员证; 无损检测人员应按照国家特种设备无损检测人员考核的相关规定取得相应无损检测人员 c 资格 4.2职责 4.2.1用户或系统设计方的职责用户或系统设计方应以书面形式向膨胀节设计单位提出设计条件,并对其完整性和准确性负责 4.2.2膨胀节设计单位(部门)职责 4.2.2.1设计单位(部门)应对设计文件的完整性和正确性负责 4.2.2.2膨胀节的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样,必要时还应包括安装使用说明 4.2.2.3设计应考虑膨胀节在使用中可能出现的所有失效模式,采取相应的防止失效的措施,必要时向用户出具风险评估报告 4.2.2.4设计单位(部门)应在膨胀节设计使用期内保存全部设计文件 4.2.3制造单位职责 4.2.3.1制造单位应严格执行有关法规、安全技术规范及其相应标准,按照设计图纸制造、检验和验收膨胀节 4.2.3.2制造单位应按设计图纸进行制造,设计文件的变更必须由原设计单位(部门)进行,制造单位对
GB/T35990一2018 原设计的修改以及对承压元件(见5.2.1中的A,B)的材料代用,应事先取得原设计单位(部门)的书面批准 4.2.3.3每批膨胀节出厂时,制造单位至少应向用户提供以下技术文件和资料竣工图; a b 如果制造中发生了材料代用、无损检测方法改变、加工尺寸变更等,制造单位按照设计单位书面批准文件的要求在竣工图上作出清晰标注,标注处有修改人的签字及修改日期本标准规定的出厂资料,包括合格证、产品质量证明文件和安装使用说明书 5 分类 5.1膨胀节分类 5.1.1按照自身能否承受压力推力分类根据膨胀节自身能否承受压力推力将膨胀节分为非约束型和约束型两种型式,常用结构型式见表1 a 非约束型:自身不能承受压力推力的膨胀节,称为非约束型膨胀节 b)约束型:自身能承受压力推力的膨胀节,称为约束型膨胀节 5.1.2按照吸收位移类型分类根据膨胀节吸收位移的类型将膨胀节分为轴向型、角向型、横向型和万向型四种型式,常用结构型式见表1 轴向型:主要用于吸收轴向位移可以设计成非约束型或约束型 a 角向型:约束型膨胀节用于吸收角向位移当设置铵链时,用于吸收单平面角向位移;当设 b) 置万向环时,用于吸收多平面角向位移横向型:约束型膨胀节用于吸收横向位移当膨胀节中设置两根拉杆时,可用于吸收垂直于两拉杆构成平面的角向位移;设置双较链或双万向环的膨胀节也可用于吸收角向位移万向型;用于吸收多个方向位移可以设计成非约束型或约束型 d 表1常用膨胀节结构型式位移自身能否横向角向吸收位承受压力型式示意图移类型轴向多个单个多个单个推力类型平面平面平面平面单式轴非约束型向型轴向型外压轴非约束型向型
GB/35990一2018 表1(续位移自身能香横向吸收位角向承受压力型式示意图移类型轴向单个多个单个多个推力类型平而平而平面平面直管压力约束型平衡型 m 旁通直约束型轴向型管压力平衡型弯管压力只有约束型平衡型 2根拉杆单式约束型铵链型角向型单式万向约束型较链型复式只有约束型横向型拉杆型 2根拉杆
GB/T35990一2018 表1续位移自身能否横向角向吸收位承受压力型式示意图移类型轴向单个多个单个多个推力类型平面平面平面平面复式万向约束型较链型复式约束型横向型钞链型复式万约束型向角型复式非约束型自由型弯管压只有约束型力平 2根衡型拉杆万向型 0 直管压只有力平衡约束型 2根拉杆型拉杆直管压力平衡约束型万向钦链型注适用;o 有条件适用; 有限范围适用;X 不适用
GB/35990一2018 5.2膨胀节的元件分类 5.2.1 承压元件 5.2.1.1 主要承压元件(A) 组成压力边界的元件(含套箍及加强件),其失效会导致压力突发释放,见图1 5.2.1.2非主要承压元件(B) 承受压力推力的元件,见图1 5.2.2非承压元件 5.2.2.1与主要承压元件及非主要承压元件连接的部件(C 直接与A或B焊接的元件,见图1 5.2.2.2其他元件(D 除A、B或C部件以外的其他元件,见图1 外压轴向型 D 单式轴向型 a 复式拉杆型单式链型说明主要承压元件; -非主要承压元件; 与主要承压元件及非主要承压元件连接的部件; -其他元件; 预拉伸或运输拉杆; 如果是套箍或加强套箍,属A类元件图1常用膨胀节元件分类示意图 5.3焊接接头分类典型膨胀节媒接接头分为;w1w7七类,见图2所示
GB/T35990一2018 W1 承压管类、套箍及加强件纵向对接接头; W2波纹管纵向对接接头; w3承压管类环向对接接头,承压环类拼接对接接头 W4波纹管与连接件的焊接接头(塞焊对接接头,搭接接头、端部熔焊对接接头) w5除w3、w4外的连接承压元件(A与A、A与B)间的焊接接头; w6连接非主要承压元件(B与B)间的焊接接头 w7非承压元件(C与D)的焊接接头 w6 W6 W5 w5 Nnm W W5 W1 W3 W1 W2 w4 W4 W4 W3 图2焊接接头分类
GB/35990一2018 典型应用膨胀节的典型应用见GB/T359792018中第4章的规定材料 7.1通用规定 7.1.1选材应考虑材料的力学性能化学性能、物理性能和工艺性能应与其要实现的功能、工作条件和预期制造技术相适应 7.1.2与承压元件相连接的元件,所使用的材料不应影响与其相连接的承压元件的使用,尤其是通过焊接连接的各元件还应考虑材料的焊接性能 7.1.3膨胀节承压元件用材料的质量、规格与标志应符合相应材料标准的规定膨胀节制造单位从材料制造单位取得膨胀节承压元件用材料时,材料制造单位应保证质量,并 a 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齐全、清晰,并且盖有材料制造单位质量检验章; 按相应标准规定,在材料的明显部位作出清晰的标志 2 b 膨胀节制造单位从非材料制造单位取得膨胀节承压元件用材料时,应当取得材料制造单位提供的质量证明书原件或者加盖材料供应单位检验公章和经办人章的复印件;膨胀节制造单位应当对所取得的膨胀节用材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责 7.1.4膨胀节制造单位应按材料质量证明书对材料进行验收 7.2波纹管 7.2.1选用的材料应对系统生命周期内有可能遇到的所有腐蚀媒介有足够的耐腐蚀能力通常波纹管采用比系统中其他元件使用的更高耐腐蚀性能的材料制造 7.2.2所选用的材料应能满足波纹管成型和焊接工艺的要求 .2.3波纹管选用多层结构时允许每层材料不一样,但材料不宜超过两种 7.2.4常用的波纹管材料参见附录A 7.3其他承压元件 7.3.1与介质接触的元件选用的材料,应与安装膨胀节的管道中的管子的材料相同或不得低于管子材料,与管子焊接连接时应有良好的焊接性能,常用的材料见GB/T20801.2一2006 A 7.3.2非主要承压元件用材料应考虑其承压力推力等载荷下的安全性和可靠性，常用材料参见附录A 8 设计 8.1设计条件 8.1.1注意事项用户或系统设计方应至少按表2的内容提供设计条件,并应注意以下事项应按GB/T359792018中第4章的规定,考虑管线支承型式、位置,以及所要吸收位移的方 a
GB/T35990一2018 向和大小,确定最适合使用的膨胀节的型式位移及刚度,以满足管系及设备的受力要求应避免波纹管受扭,当扭转不可避免时,应提出扭矩的具体要求 b)波纹管的材料应与介质、外界环境和工作温度相适应,且考虑可能出现的腐蚀(特别注意应力腐蚀) 所选用的材料也应能够适应水处理或清洗管道所使用的化学药剂当有绝热层时,绝热层中渗透出的具有腐蚀性的物质也可能引起腐蚀如果介质的流速会引起波纹管共振,或对波纹产生冲蚀,应按B.5的规定设置内衬筒应按实际情况给出和确定最高工作压力、设计压力和试验压力,不应随意提高根据过高的压 dD 力设计,会过度加大波纹管的厚度,反而会降低波纹管的疲劳寿命,增加膨胀节对管系的作用力应按实际情况规定最高工作温度和最低工作温度在管线施工期间温度可能发生较大变化的地方,安装膨胀节时可能需要进行预变位应按实际情况规定位移值,采用过高的安全系数会提高膨胀节的柔性,降低膨胀节在承压状态下的稳定性膨胀节所要吸收的位移包括管道的伸缩量、与膨胀节相连接的设备、固定支架等装置的位移,以及在安装过程中可能出现的偏差(应避免膨胀节的安装偏差超出设计允许值) 如果位移是循环性的,还应规定预期的疲劳寿命对于会积聚或凝固的介质,应采取措施防止其滞留凝结在波纹内损坏膨胀节或管线 8 h)内衬简一般应顺着介质流动的方向设置若要避免流动介质在内衬筒后部受阻滞留,应说明需要在内衬筒上开设排泄孔或装设吹扫接管当可能出现回流时,应规定采用加厚的内衬筒防止内衬筒屈曲如果波纹管受到外来的机械振动(例如,往复式或脉动式机械所形成的振动),应说明振动的振 1 幅和频率设计膨胀节应避免波纹管共振,以排除突然发生疲劳破坏的可能性在现场可能还必须对膨胀节或系统的其他部件进行修改表2设计条件序号设计条件膨胀节型式公称尺寸DN,相关直径及安装尺寸材料连接端尺寸标准设计压力(公称压力压力(内压/外压)/MPa 最高工作压力试验压力最高工作温度最低工作温度温度/C 最高环境温度最低环境温度 10
GB/35990一2018 表2(续设计条件序号名称介质流速流向轴向(拉伸/压缩/mm 横向/mm 安装角向/(") 循环次数轴向(拉伸/压缩/mm 横向/mm 工况1 角向/(") 循环次数位移量及疲劳寿命轴向(拉伸/压缩/mm 横向/mm 工作工况2 角向/(" 循环次数轴向(拉伸/压缩)/mm 横向/mmt 工况" 角向() 循环次数波纹管材料与介质,外界环境和工况适应材料其他材料(如内衬简》绝热层绝热层的方式膨胀节的内部载荷膨胀节内衬重量 -膨胀节内流动介质的自重; -因介质流动产生的动态载荷相邻管道或设备产生的外部载荷 -相邻管道/设备未经支撑的重量(如管道和内衬等) 10 附加载荷管道预应力热载荷; -环境载荷(即雪载荷、风载等); 相邻设备的振动(即梨、压缩机,机器等) -冲击载荷即地震、爆炸载荷等); 因介质流动产生的动态载荷 1
GB/T35990一2018 表2(续设计条件序号轴向/(N/mm 1 刚度要求横向/(Nn /mm 角向/(Nnmm/"y 12 扭转扭矩/(Nmm) 13 其他附加信息如无损检测、外形尺寸,安装方位、压力试验产生的临时载荷等 8.1.2设计压力 8.1.2.1设计压力应不低于设计条件中规定的最高工作压力,宜为最高工作压力;需按公称压力选取时,设计压力取就近的公称压力 8.1.2.2当膨胀节同时承受内压和外压或在真空条件下运行时,设计压力应考虑在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差 8.1.3设计温度 8.1.3.1最高设计温度应不低于设计条件中规定的最高工作温度,最高设计温度不高于设计条件中规定的最低工作温度 8.1.3.2对于承力构件设计温度的确定,见B.7.3的要求 8.1.3.3在确定最低设计温度时,应充分考虑在运行过程中,大气环境低温条件对膨胀节金属温度的影响大气环境低温条件是指历年来月平均最低气温(当月各天的最低气温值之和除以当月天数)的最低值 8.2焊接接头系数焊接接头系数重见表3 表3焊接接头系数o 焊缝类别无损检测方法及检测范围焊接接头系数小不做无损检测 W1、w3 0.85 局部RT或U 100%RT或UT w2 100%PT或RT w4 100%PT 不做无损检测 0.85 w5、w6 有无损检测 w" 8.3许用应力 8.3.1许用应力应符合相应材料标准规定 12
GB/35990一2018 8.3.2波纹管设计温度低于20时,材料许用应力取20C的许用应力 8.3.3对于由不同材料组合的多层波纹管,其设计温度下许用应力按式(1)确定十十「o1 []0十[]0，- [o]'= 式中: [] -第i层材料在设计温度下的许用应力,单位为兆帕(MPa); -组合材料中第层的名义厚度,单位为毫米(m mm 8.4膨胀节的设计 8.4.1概述膨胀节的设计主要包括波纹管,波纹管连接焊缝结构、法兰,接管、内衬筒,外护套和非主要承压元件的设计其中,波纹管、内衬简、外护套和非主要承压元件的具体设计方法见附录B 有振动场合的膨胀节,还应进行相应的振动校核,具体方法参见附录C 8.4.2波纹管 8.4.2.1概述波纹管应有满足要求的耐压能力和吸收位移的能力设计中涉及众多的变量,例如波纹管的形式材料、直径、壁厚、层数、波高、波距、波数、,制造过程等,都会影响波纹管的性能波纹管的设计至少应考虑以下方面: 计算压力(内、外压)在波纹管内产生的最大压力应力,并限定最大应力值满足允许数值,从而 a 解决压力失效问题; b 计算基于失稳的极限设计压力从而解决因压力所造成的柱失稳仅内压)和平面失稳的失效问题; 计算外压周向稳定性,从而解决因外压造成的周向失稳的失效问题计算位移在波纹管内产生的最大应力和疲劳寿命,从而解决疲劳失效问题 d 8.4.2.2波纹管设计形式 8.4.2.2.1 波纹管形式有;无加强U形、加强U形及Q形 8.4.2.2.2疲劳寿命疲劳寿命应符合下列要求疲劳寿命计算 a 附录B给出的疲劳寿命的计算公式,仅适用于工作温度低于相关材料标准规定的蠕变温度范围若工作温度在蠕变温度范围内,其疲劳寿命的计算应借助高温测试数据,或经相同或更恶劣的工况下规格,形状类似波纹管的成功运行史证实 b 累积疲劳若波纹管在不同工况下,其累积疲劳利用系数U应按式(2)计算 "-只十景兴=空景- 式中: -设计寿命内第i种工况下总应力范围的疲劳寿命; n 13
GB/T35990一2018 -第i种工况下应力变化范围a 单独作用时允许的最大疲劳寿命 8.4.2.2.3内压失稳内压失稳计算应符合下列要求附录B给出的柱失稳计算公式是基于膨胀节两端固定的柱失稳极限设计压力(力.),其他支承条件,应按以下方法计算: 固定/较支:0.5力 -钞支/钞支:0.25p -固定/横向导向:0,25p -固定/自由:0.06p b 只有在工作条件下的实际波纹管金属温度低于蠕变温度范围,才能使用附录B中的平面失稳校核公式计算若实际波纹管金属温度在蠕变温度范围内,其失稳的计算应借助高温试验数据,或经相同或更思劣工况下规格,形状类似被纹管成功运行史证实 8.4.2.2.4波纹管刚度、工作力和力矩图3是简化表示的波致管位移-力特性,图中的AB段斜率为波纹管的理论弹性刚度.ACc段斜率为波纹管的有效刚度当计算膨胀节在管道系统中的力和力矩时,通常采用弹性刚度或有效刚度但当膨胀节用于敏感设备,需要更精确的力和力矩值时,应使用工作刚度进行计算波纹管的工作刚度在有效刚度的基础上考虑了压力、位移因素,侧壁偏转角及多层承压波纹管变形层间摩擦的影响对于横向和角向膨胀节,还应考虑内压影响产生的钦链的摩擦力,以及初始角位移的影响波纹管的有效刚度和工作刚度的及工作力和力矩计算公式详见B4！图3波纹管位移-力特性 8.4.2.2.5多层波纹管多层波纹管应符合下列要求对于承受内压的多层波纹管,在波纹管的每个外层的直边段上可开泄流孔,且泄流孔应保证除 a 了内部密封层之外的所有层都有一个与外部环境连通的孔 b 多层波纹管相对于单层的设计,在承压能力、稳定性、疲劳寿命以及刚度方面有所不同,表4中列出了几种不同的应用中多层相对于单层波纹管的特性 14
GB/35990一2018 表4多层波纹管性能当波形参数一致时多层波纹管相对于单层结构的特性波纹管设计准则 1to /n=o u/n> t/ tt/n 减小薄膜应力相同减小减小子午向弯曲应力 -般减小增大减小减小疲劳寿命 -般增加影响不大减少增加刚度减小增大增大 -般增大平面稳定性降低提高提高 -般提高降低提高提高 -般提高柱稳定性多层波纹管总壁厚; 注:n 层数; 单层波纹管壁厚 8.4.3波纹管连接焊缝结构波纹管连接焊缝结构应根据表5中给出的示意图设计表5波纹管连接焊缝焊接类型变化形式(允许A到D的组合颈部加强辅助套箍套箍序号通常设计 c(单个 D两个) 外搭接/角焊缝内搭接/角焊缝外搭接/坡口媒缝内搭接/坡口焊缝 15
GB/T35990一2018 表5(续炽接类型变化形式允许A到D的组合颈部加强套箍辅助套箍序号通常设计 C(单个 (两个 B 对接焊缝径向端焊缝内焊或外焊轴向端媒缝内媒或外焊注1:在波纹管承压侧反面的连接件、套箍及加强套箍,其与波纹管和直边段接触的一侧应倒圆或倒角注2有加强套箍的波纹管连接煤缝类型同套箍若是角焊缝,焊缝高度“a”应当符合公式;a>0.7no 如果波纹管直边段长度IL ,建议增加加强套箍套箍及加强套箍应通过华接或机械装置沿轴向固定对于对接媒缝,媒接多层波纹管有必要使用专用工具焊缝处直径Dw应满足;D Dm十0,2h,否则在波纹管稳定性计算中应将波纱管的波数增加一个进行 8.4.4法兰法兰的选用应满足膨胀节的设计条件,并应与其相连接的管道或设备上所配带的法兰相匹配,常用法兰标准见表6 非标法兰及非约束型膨胀节法兰的设计应按设计条件中规定的相应标准进行设计计算表6常用法兰标准标准号标准名称 GB/T9112 钢制管法兰类型与参数 GB/T9113 整体钢制管法兰 GB/T91l4 带颈螺纹饷制管法兰 GB/T9115 对焊钢制管法兰 16
GB/35990一2018 表6(续标准号标准名称带颈平焊钢制管法兰 GB/T91l16 GB/T9117 带颈承插焊钢制管法兰 GB/T9118 对焊环带颈松套钢制管法兰 GB/T9119 板式平焊钢制管法兰 GB/T9120 对焊环板式松套钢制管法兰 GB/T9121 平焊环板式松套钢制管法兰翻边环板式松套钢制管法兰 GB/T9122 GB/T9124 钢制管法兰技术条件 GB/T13402 大直径钢制管法兰 HG;/T20592 钢制管法兰(PN系列 HG/T20615 钢制管法兰(Clas系列 H(G/T20623 大直径俐制管法兰(Clas、系列 JB/T7485 钢制管路法兰石油化工钢制管法兰 SH/T3406 B/T74 钢制管路法兰技术条件 B/T75 钢制管路法兰类型与参数 JB/T79 整体钢制管法兰 JB/T81 板式平焊钢制管法兰 JB/T82 对焊钢制管法兰 JB/T83 平焊环板式松套钢制管法兰 JB/T84 对焊环板式松套钢制管法兰翻边板式松套钢制管法兰 JB/T85 8.4.5接管连接端的接管尺寸及壁厚应满足膨胀节的设计条件,并应与其相连接的管道或设备的接管相匹配中间接管的尺寸可以与连接端不同,但其壁厚应按设计条件中规定的相应标准进行设计计算 8.4.6内衬筒内衬筒的设置和计算应符合B.5的规定 8.4.7外护套外护套的设置应符合B.6的规定 8.4.8承力构件承力构件的设计应符合弹性理论设计规则见B.7,具体计算参考GB/T12777中相关内容 17
GB/T35990一2018 9 制造 g.1文件制造前制造单位应至少具备表7所示的文件表7文件文件类别文件设计图纸制造质量计划或流转卡波纹管成型工艺文件焊接工艺规程/媒接作业指导书工艺热处理工艺(适用时酸洗钝化工艺(适用时无损检测工艺压力测试工艺 9.2材料复验分割与标志移植 9.2.1材料复验 g.2.1.1对于下列材料应进行复验: 铬钼合金钢、含镍低温钢、不锈钢、镍及镍合金、钛及钛合金材料应采用光谱分析或其他方法进 a 行主要合金元素定性复查 b) 不能确定质量证明书真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要承压元件材料设计文件要求进行复验的材料 c 9.2.1.2材料复验结果应符合相应材料标准的规定或设计文件的要求 9.2.2材料分割材料分割可采用冷切割或热切割方法当采用热切割方法分割材料时,应清除表面熔渣和影响制造质量的表面层 g.2.3材料标志移植制造承压元件(A,B)的材料应有可追溯的标志在制造过程中,如原标志被裁掉或材料分成 9.2.3.1 几块时,制造单位应规定标志的表达方式,并在材料分割前完成标志的移植 9.2.3.2波纹管用材料、低温用钢、不锈钢及有色金属不得使用硬印标记当不锈钢和有色金属材料采用色码(含记号笔)标记时,印色不应含有对材料产生损害的物质,如硫、铅、氧等 9.3焊接 9.3.1焊接材料应符合GB50236一2011中第4章和NB/T47018的规定 18
GB/35990一2018 g.3.2焊接环境 9.3.2.1焊接宜在0以上、相对湿度不大于90%的室内进行;当施焊环境出现下列任一情况,且无有效防护措施时,禁止施焊: 焊条电弧焊时,风速大于8m/s; a b 气体保护焊时,风速大于2m/s; 相对湿度大于90%; c d)雨、雪环境; 焊件温度低于-20C ee 9.3.2.2焊件温度低于0C但不低于一20C时,应在施焊处100mm范围内预热到15C以上 g.3.3焊接工艺 9.3.3.1膨胀节施炽前,承压元件焊缝、与承压元件相焊的焊缝、熔人永久焊缝内的定位焊缝、承压元件母材表面堆焊与补媒,以及上述焊缝的返修(工)焊缝都应按NB/T47014进行炽接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺支持 g.3.3.2应在承压元件(除波纹管外)焊接接头附近的指定部位做焊工代号硬印标记,或者在焊接记录中记录焊工代号其中,低温用钢、不锈钢及有色金属不得采用硬印标记 9.3.3.3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应不少于 5年 9.3.4焊前准备 9.3.4.1施焊前波纹管与连接件的间隙应不大于波纹管总壁厚,且不大于表8的规定表8波纹管与连接件的间隙单位为毫米波纹管与连接件的间隙公称直径 DN<200 1.0 2002000 3,0 其他应符合GB/T20801.4 9.3.4.2 -2006中7.4的规定 9.3.5焊接接头 9.3.5.1w1、w3类焊接接头应符合下列要求焊缝余高应不大于表9的规定表9焊缝余高单位为毫米对接接头中厚度较薄者的名义厚度T 焊缝余高 T <6 1.5 <13 3.0 1325 5.0 19
GB/T35990一2018 b 卷制接管同一接管上的两w1焊缝间距不应小于200mm;组对时,相邻接管两w1焊缝间距应大于1001 mm; 9.3.5.2w2类焊接接头应符合下列要求管坯纵向焊接接头应无裂纹、气孔、咬边和对口错边,凹坑、下塌和余高均应不大于母材厚度的 a 10%,焊缝表面应呈银白色或金黄色,可呈浅蓝色; b 波纹管管坯上两相邻纵向焊接接头的间距应大于等于250mm,纵向焊接接头的条数以焊接接头的条数最少为原则,按所用材料宽度为基础进行计算; 管坯纵向焊接接头应采用机动或自动缸狐媒,等离子,激光焊等方法施焊; c d) 多层波纹管套合时,各层管坯间纵向焊接接头的位置应沿圆周方向均匀错开 g.3.5.3w4类焊接接头的焊缝余高应不大于波纹管总壁厚,且不大于1.51 mm 9.3.5.4w1与w1/w2间纵向焊接接头间的最小距离100mm; 9.3.5.5所有煤接接头表面应无裂纹,未焊透,未熔合,表面气孔,弧坑、未填满,夹渣和飞溅物;所有煤缝表面不应有咬边(w7允许咬边深度不大于1.5mm) 焊缝与母材应圆滑过渡;角焊缝的外形应圆滑过渡 g.3.6焊接返修(返工波纹管管坯纵向焊缝同一部位缺陷允许补焊一次,成型后的波纹管不允许返修;w4类连接焊缝同一部位缺陷允许补焊两次,其他焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次返修次数,部位和返修情况应记人产品的质量证明文件;如超过2次,返修前应经制造单位技术负责人批准 g.4波纹管成形 g.4.1多层波纹管,各层管坯间不应有水、油、夹渣、多余物等 9.4.2波纹管应采用整体成形的方法制造,常用的方法有;液压成形,机械胀形滚压成型等 g.4.3波纹管波峰、波谷曲率半径的极限偏差应为士15%的名义曲率半径 Q波形曲率半径的极限偏差应为士15%的名义曲率半径,开口距离的极限偏差应为士15%的名义开口距离 g.5热处理 g.5.1波纹管热处理当设计文件或相应规范有要求时,波纹管成形后应按相关材料标准的要求或按照材料生产厂家所推荐的方法进行相应的热处理 9.5.2其他零部件除波纹管外的其他零部件,应按相应规范的规定执行 10要求 0.1外观 0.1.1波纹管表面不准许有裂纹、焊接飞溅物及大于板厚下偏差的划痕和凹坑的缺陷不大于板厚下偏差的划痕和凹坑应修磨使其圆滑过渡波峰、波谷与波侧壁间应圆滑过渡允许有液压成型产生的模压痕、分型面 10.1.2波纹管处于自由状态下,加强环或均衡环表面应与波纹管材料贴合 10.1.3产品表面应光滑平整,无明显凹凸不平现象,无焊接飞溅物 20
GB/35990一2018 10.1.4产品的焊接接头表面应无裂纹、气孔,夹渣,焊接飞溅物和凹坑 0.1.5产品的不锈钢表面不宜涂漆产品的碳钢结构件外表面应涂漆,漆层应色泽均匀无明显流挂漏底缺陷的存在,但距端管焊接坡口50mm范围内不宜涂漆销轴表面、球面垫圈与锥面垫圈配合面应涂防锈油脂 10.2尺寸及形位公差 0.2.1波纹管波高、波距的极限偏差应符合表10的规定表10波高、波距极限偏差单位为毫米 12 1225 l00 尺寸 >25~38>38~50>50一63>63一76>76~88>88~100 士5%h 0.8 波高h 极限偏差士7%h 士4.2 士4.5 士4.7 士5.0 -0.8 波距极限偏差士1.5 士3.0 士3.4 士3.7 士4.0 士4.2 士4.5 士4.7" 士5.0 10.2.2同一件波纹管中最大,最小的波高之差及波距之差应符合表11中的规定表11波高、波距之差单位为毫米 12 >1225>25一38>385o>506o>6076>76~88>88100 尺寸 100 0.8 5%h且不大于4.5 波高h 之差 7%h 4.2 4.5 4.5 00.8 4.5 波距g之基 l.5 3.0 3.4 3." 4.0 4.2 4.5 4.5 4.5 10.2.3 产品出厂长度的极限偏差应符合表12的规定表12出厂长度的极限偏差单位为毫米 <1000 1000~3650 >3650 出厂长度极限偏差土3 士6 士9 10.2.4产品端面对产品轴线的垂直度公差应为1%的波纹管管坯直径，且不大于3.0mm 0.2.5产品两端面轴线对产品轴线的同轴度应符合表13的规定表13同轴度单位为毫米产品公称直径 200 200 中1.6 同轴度士1%的产品公称直径,且不大于p5.0 0.2.6连接端的公差(法兰、焊接端、螺纹连接按设计条件相关标准执行 10.3无损检测 10.3.1无损检测的实施时机 10.3.1.1焊接接头的无损检测应在形状尺寸检测,外观、目视检测合格后进行 21
GB/T35990一2018 10.3.1.2有延迟裂纹倾向的材料,应当至少在焊接完成24h后进行无损检测,有再热裂纹倾向的材料,应在热处理后增加一次无损检测 10.3.2w1、w3的无损检测要求 wI.w3对接接头应采用射线检测,名义厚度大于:0.mm的对接接头可采用超声检渊.检测 10.3.2.1 的技术要求应符合表14的规定表14w1、w3的无损检测要求检测技术等级检测范围检测方法合格级别全部 NB/T47013.2中ll 射线检测 AB 局部(20% NB/T47013.2中川 NB/T47013.3中I 全部超声检测局部(20% NB/T47013.3中lI 10.3.2.2无损检测范围应符合如下要求凡符合下列条件之一的焊接接头,应进行全部(100%)射线或超声检测 a 1) 设计压力大于或等于4.0MPa,且设计温度高于或等于400C或工作介质为可燃的 2 设计压力大于或等于10.0MPa的; 工作介质为极度或高度危害的 3 4 焊接接头系数取1.0的w1,w3对接接头; 钛及钛合金、镍及镍基合金 5 b 属于特种设备目录范围内的膨胀节,应对其焊接接头进行各焊接接头长度的20%,且不得小于250mm的局部射线或超声检测 0.3.3w2的无损检测要求 10.3.3.1波纹管管坯 10.3.3.1.1应对波纹管管坯媒接接头进行100%的渗透检测或射线检测 0.3.3.1.2对于波纹管管坯厚度小于2mm的焊接接头应进行渗透检测,渗透检测时不应存在下列显示 a)所有的裂纹等线性显示; 4个或4个以上边距小于1.5mm的成行密集圆形显示; b) 任一150mm媒接接头长度内5个以上直径大于1/2管坯壁厚的随机散布圆形显示 c 0.3.3.1.3对于波纹管管坯厚度不小于2mm且小于5mm的焊接接头应进行射线检测,检测技术等级AB级,射线检测合格级别应不低于NB/T47013.2中规定的级且不准许存在条形缺陷 0.3.3.1.4对于波纹管管坯厚度不小于5mm的焊接接头应进行射线检测,检测技术等级AB级,射线检测合格级别应不低于NB/T47013.2中规定的】级 10.3.3.2波纹管(成形后波纹管成形后应按表15的要求对其焊接接头进行渗透检测,检测结果应符合10.3.3.1.2的规定 22
GB/35990一2018 表15波纹管成形后w2的检测要求单位为毫米单层波纹管多层波纹管波纹管成形方法波纹管成形方法 DN 机械胀形机械胀形液压或相似方法液压或相似方法滚压滚压 S1.5 s1.0 <300 可及的内,外表面可及的外表面 l.5 l.0 <2.0 <1.2 可及的内表面 300 >2.0 可及的外表面接触工作介质的可及表面 10.3.4w4的无损检测要求 w4焊接接头应进行100%渗透检测,检测结果应符合10.3.3.1.2的规定 0.3.5w5、w6的无损检测要求凡符合下列条件之一的焊接接头,应进行100%渗透检测或磁粉检测(铁磁性材料应优先采用磁粉检测),检测合格级别不低于NB/T47013.5规定的I级或NB/T47013.4规定的I级 a 设计温度低于一40; D设计温度为一20C以下的主要承压元件材料中最低等级的材料为碳素钢,低合金钢,奥民体铁素体(双相)型不锈钢和铁素体型不锈钢的膨胀节,以及设计温度低于一196C的主要承压元件材料中最低等级的材料为奥氏体型不锈钢的膨胀节,且焊接接头厚度大于25mm的膨胀节; 设计压力大于或等于1.6MPa,且公称直径DN大于或等于500mm或(MPa)×DN(mm)大于或等于800 d)工作介质为极度或高度危害的; 铁索体型不锈钢,其他Cr-Mo合金钢; e 标准抗拉强度下限值R在540MPa及以上的合金钢 f 异种钢焊接接头、具有再热裂纹倾向或者延迟裂纹倾向的焊接接头 8 h)钢材厚度大于20mm的奥氏体型不锈钢、奥氏体-铁素体(双相)型不锈钢的煤接接头 10.4耐压性能 0.4.1产品在规定的试验压力下应无渗漏,结构件应无明显变形,波纹管应无失稳和局部坍塌现象对于无加强U形波纹管,试验压力下的波距与加压前的波距相比最大变化率大于15%,对于加强U形波纹管和Q形波纹管,试验压力下的波距与加压前的波距相比最大变化率大于20%,即认为波纹管已失稳试验一般采用水压试验,对于不适合作水压试验的应进行气压试验;试验时应采取有效安全措施内压水压试验压力应按式(3)和式(4)计算,取其中的较小值 10.4.2 外压水压试验压力应按式(3 计算品 p=1.5p E p=1.5p 廊 0.4.3内压气压试验压力应按式(5)和式6)计算,取其中的较小值外压气压试验压力应按式(5 23
GB/T35990一2018 计算 G p，=1.15p 可 E ，=1.15力 E丽式中 -试验压力的数值,单位为兆帕(MPa); 设计压力的数值,单位为兆帕(MPa); a. -室温下的波纹管材料的许用应力的数值,单位为兆帕(MPa); a] -设计温度下波纹管材料的许用应力的数值,单位为兆帕(MPa) 波纹管两端固支时柱失稳的极限设计内压的数值,单位为兆帕(MPa); 波纹管材料室温下的弹性模量的数值,单位为兆帕(MPa); E 波纹管材料设计温度下的弹性模量的数值,单位为兆帕(MPa) 0.5气密性(泄漏试验工作介质为极度或高度危害以及可燃流体的产品应进行气密性试验,试验压力等于设计压力,试验时产品应无泄漏、无异常变形当产品用气压替代水压试验时,免作气密性试验 10.6刚度产品用波纹管实测轴向刚度对公称刚度(厂家给定,且可按位移分段)的允许偏差为一55% 十30% 10.7稳定性产品在试验水压户，及波纹管处于设计允许最大位移情况下,应无渗漏,波纹管应无失稳和局部坍塌现象试验水压声按式(7)和式(8)计算,取其中的较小值 [Ca] 户=1.15p 厅 E1 力，=1.15p 式中 -试验压力,单位为兆帕(MPa); N 设计压力,单位为兆帕(MPa); 按相关标准取值的波纹管材料设计温度下的弹性模量,单位为兆帕(MPa); E 按相关标准取值的波纹管材料室温的弹性模量,单位为兆帕(MPa); [d] 按相关标准取值的试验温度下波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa) [o] -按相关标准取值的设计温度下波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa). 0.8疲劳寿命产品在设计位移量下,试验循环次数应不小于设计疲劳寿命的2倍 10.9爆破试验产品在爆破试验水压户,下,应无破损,无渗漏试验水压户，按式(9)计算 [a] (9 =3p [] 24
GB/35990一2018 式中: 爆破试验压力,单位为兆帕(MPa); p 设计压力,单位为兆帕(MPa); [] -按相关标准取值的试验温度下波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa); 按相关标准取值的设计温度下波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa). [d] 11 试验方法 11.1外观用目视的方法进行结果应符合10.1的规定 11.2尺寸及形位公差尺寸公差用精度符合公差等级要求的量具进行,形位公差按GB/T1958的规定进行结果应符合 0.2的规定 11.3无损检测射线检测按NB/T47013.2规定进行，超声检测按NB/T47013.3规定进行，磁粉检测按 NB/T47013.4规定进行,渗透检测按NB/T47013.5规定进行结果应符合10.3的规定 1.4耐压性能 1.4.1试验设备 11.4.1.1非约束型产品,试验时试验装置应保证膨胀节两端有效密封和有效固定;约束型产品,试验时试验装置应保证膨胀节两端有效密封和除产品长度方向外的5个自由度进行有效约束 11.4.1.2水压试验用水的氧化物离子最大含量为25mg/L,气压试验介质应为干燥洁净的无腐蚀性气体 11.4.1.3耐压性能试验应用两个量程相同的压力表,其精确度不低于1.6级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4倍的试验压力 11.4.2试验方法 11.4.2.1将被测产品两端密封,并使产品处于出厂长度状态 11.4.2.2沿圆周方向均分四个位置分别测量各个波的波距 11.4.2.3加压到设计压力后,再缓慢升压至规定的试验压力,保压至少10min,目视检测膨胀节,结果应符合10.4的规定 1.4.2.4测量原各个测量点处的波距,按式(10)计算加压前后最大波距变化率,结果应符合10.4的规定 lg T ×100% (10 gi max 式中加压前后最大波距变化率; 25
GB/T35990一2018 加压后第测量位置第个波的波距,单位为毫米(mm); qP 加压前第测量位置第个波的波距,单位为毫米(mm). go7 11.4.2.5型式检验和一批产品的首件检验时,应测量波纹管的最大波距变化率 11.5气密性(泄漏试验 11.5.1试验设备 11.5.1.1试验装置应保证产品两端有效密封和有效固定 1.5.1.2试验介质应为干燥洁净的无腐蚀性气体 11.5.1.3试验检测用水的氧化物离子最大含量为25mg/L 11.5.1.4试验应用两个量程相同的压力表,其精确度不低于1.6级压力表的量程为试验压力的2信左右,但不应低于1.5倍和高于4倍的试验压力 1.5.2试验方法 11.5.2.1将被测产品两端密封固定,使产品处于出厂长度状态 11.5.2.2缓慢升压至规定的试验压力,保压至少10min,目视检测 11.5.2.3产品应浸人氯化物离子最大含量为25mg/L.的水中检测;对不宜浸人水中的产品可用皂泡法对焊接接头检漏,结果应符合10.5的规定 11.6刚度 11.6.1试验设备试验设备应符合下列要求刚度测量装置; a b)位移测量分度值优于0.1mm 力指示精确度不低于1.0% c 11.6.2试样要求试验应用与产品相同的波纹管进行(当成品用波纹管由2个不同规格组成时,应各取2件,共4件波纹管),当产品为单式轴向型时,可直接用产品原样进行 11.6.3试验方法 11.6.3.1将产品用波纹管试样按图样规定的原始设计长度安装在刚度测量装置上,并连接固定好 1.6.3.2在设计位移范围内,按公称刚度分段范围,逐渐施加压缩、拉伸位移,记录其相应的力值读数和位移读数,绘制曲线,并按式(11,式(12)计算刚度,其结果应符合10.6的规定压缩刚度 Ky 1l1 S? 拉伸刚度 FL2一FL ( KL 式中: 压缩位置每个分段开始时的力值读数.单位为牛(N); F 压缩位置每个分段结束时的力值读数,单位为牛(N); F 26

压力管道用金属波纹管膨胀节GB/T35990-2018介绍

金属波纹管膨胀节是一种常见的补偿装置，广泛应用于各类压力管道系统中。它能够对于压力管道系统中由于热胀冷缩、振动等原因而产生的热位移和机械位移进行有效的补偿，从而保证了管道系统的正常运行。GB/T35990-2018是我国针对于压力管道用金属波纹管膨胀节制定的标准，下面将为大家详细介绍该标准的相关内容。

标准概述

GB/T35990-2018标准是由中国国家标准化管理委员会制定的压力管道用金属波纹管膨胀节的标准，于2018年开始实施。该标准适用于在压力介质中使用的金属波纹管膨胀节，包括角型波纹和横向波纹两种类型。标准中规定了金属波纹管膨胀节的术语、定义、分类、材料、制造、试验、检验、标志和包装等要求，旨在保证其安全性、可靠性和质量稳定性。

技术要求

GB/T35990-2018标准中对于金属波纹管膨胀节的技术要求主要包括以下方面：

材料：金属波纹管膨胀节必须选用符合标准的高品质材料，以确保其耐腐蚀性、耐高温性和耐磨损性。
制造：金属波纹管膨胀节的制造必须符合标准要求，并严格按照工艺流程进行加工和生产。
试验：金属波纹管膨胀节在出厂前必须经过多项试验，如弹性试验、水压试验、泄漏试验等，以确保其质量和安全性。
标志：金属波纹管膨胀节在出厂前必须进行标识，应该包括产品名称、规格型号、压力等级、制造商信息等内容。

应用领域

金属波纹管膨胀节广泛应用于石油、化工、电力、冶金、建筑等领域的压力管道系统中。这些管道系统往往存在着高温、高压、强腐蚀等复杂的工作环境，需要采用高品质的金属波纹管膨胀节来承受和补偿各种形位移。合理选择符合GB/T35990-2018标准要求的金属波纹管膨胀节，可以为管道系统提供更好的安全性、可靠性和经济效益。

总结

通过对于压力管道用金属波纹管膨胀节GB/T35990-2018标准的详细介绍，我们可以看到该标准的制定和实施对于保障我国压力管道系统的安全运行具有重要意义。在应用过程中，企业和用户应该注重选择符合标准要求的金属波纹管膨胀节，并按照标准要求进行使用和维护管理，以确保其质量和安全性。