GB/T12777-2019
金属波纹管膨胀节通用技术条件
Generalspecificationformetalbellowsexpansionjoints
- 中国标准分类号（CCS）U50
- 国际标准分类号（ICS）47.020.30
- 实施日期2019-12-01
- 文件格式PDF
- 文本页数106页
- 文件大小7.76M
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金属波纹管膨胀节通用技术条件
国家标准 GB/T12777一2019 代替GB/T12777一2008 金属波纹管膨胀节通用技术条件 Generalspeeifieationtometalbelowsexpanstonjonts 2019-05-10发布 2019-12-01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/12777一2019 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 分类和标记 4.1分类 4.2型号和标记 l6 材料 16 5.l波纹管 5.2 受压件 17 5. 受力件 17 5.4许用应力 18 5.5材料检验 18 尺寸和偏差 18 6.l圆形波纹管 18 矩形被纹管 6.2 19 6.3受压筒节 19 6.4膨胀节 19 6.5尺寸和偏差检验 19 设计 20 设计条件 20 7.1 7.2焊接接头系数 23 波纹管 23 7.3 23 结构件 7.4 ?3 导流筒 7.5 7.0 装运固定件 23 77 保护罩 23 7.8 膨胀节 24 制造 24 8.1材料标志移植 24 8.2圆形波纹管 24 8.3矩形波纹管 24 8.4受压筒节 24 8.5焊接 24 25 8.6膨胀节 25 检验和试验
GB/T12777一2019 25 9.1外观检验要求 9.2外观检验方法 26 9.3焊接接头无损检测要求 26 27 9.4焊接接头无损检测方法 9.5试验要求 29 9.6试验方法 31 10检验规则 31 0.1检验分类 31 0.2型式检验 32 0,.3出厂检验 1 33 标志 33 l1.1铭牌 33 1.2介质流向标志 l.3装运固定件标志 33 33 12包装、运输和贮存 12.1包装和运输 33 12.2贮存 33 13选型 33 14安装使用要求 34 15 安全建议 34 附录A规范性附录)圆形波纹管的设计 35 附录B(资料性附录)矩形波纹管的设计 61 附录c资料性附录结构件的设计 67 附录D(资料性附录)波纹管高温疲劳试验 77 附录E(资料性附录选型 81 附录F(资料性附录安装使用要求 94 附录G(资料性附录安全建议 96 附录H(资料性附录其他材料波纹管疲劳设计方法 99 参考文献 101
GB/T12777一2019 前 言 本标谁按照GB/TI.1一209给出的规则起草
本标准代替GB/T127772008《金属波纹管膨胀节通用技术条件》
本标准与GB/T12777 2008相比,主要技术变化如下 修改了标准的适用范围见第1章,2008年版的第1章) 修改了规范性引用文件(见第2章,2008年版的第2章); -修改了术语和定义(见第3章,2008年版的第3章); 修改了膨胀节工况分类(见4.1.l,2008年版的4.1.l) 修改了膨胀节型式分类(见4.1.2,2008年版的4.1.2); -增加了膨胀节按约束压力推力分类见4.1.2) -增加了膨胀节的部件分类见4.1.3); -增加了焊接接头分类、焊接接头系数和焊接要求(见4.1.4、7.2和8.5); 修改了型号表示方法和标记示例见4.2.1和4.2.2,2008年版的4.2.1和4.2.2); 修改了常用波纹管材料牌号(见5.1.l,2008年版的5.1.l); 增加了多层波纹管各层可采用不同材料见5.l.2); 增加了不同材料组合的多层波纹管许用应力计算方法(见5.4.3); -修改了波纹管尺寸极限偏差的具体要求(见6.1.1,6.1.3,6.1.5和6.1.6,2008年版的5.6.1.1、 5,6,1.2、5.6.1.4和5.6,1.5); -增加了波纹管波高一致性要求(见6.1.2); 修改了端管焊接端对接坡口形式(见6.3.2,2008年版的5.6.3.2) -增加了波纹管膨胀节设计条件(见7.1) -增加了材料标志移植要求(见8.1); 修改了无损检测要求和方法(见9.3和9.4,2008年版的5.,5和6.3) -增加了波纹管成形后可及焊接接头的渗透检测要求(见9.3.2.4) 修改了耐压、气密和疲劳性能试验要求和试验方法(见9.5.l9.5.2,9.5.5,9.6.1,9.6.2和9.6.5， 2008年版的5.7、5.8,5.9,6.5,6.6和6.7); -删除了煤油渗漏试验见2008年版的6.6.2); 增加了刚度、稳定性和爆破性能试验要求及试验方法(见9.5.3,9.5.4,9.5.6,9.6.3,9.6.4和 9,6.6); 修改了型式检验和出厂检验项目和顺序(见10.2.2和10.3.1,2008年版的7.2.2和7.3.1); 修改了型式检验样品数量(见10.2.3,2008年版的7.2.3); 修改了型式检验和出厂检验判定规则(见10.2.4和10.3.3,2008年版的7.2.4和7.3.3); 修改了铭牌内容(见l1.1,2008年版的8.1); 修改了圆形波纹管设计计算公式(见附录A,2008年版的附录A); -增加了外压波纹管强度计算与评定方法(见A.2.6.1和A.2.6.2) -增加了波纹管累积疲劳寿命计算方法(见A.2.7); 修改了导流筒设计计算方法(见A.5,2008年版的A.5); -增加了保护罩设计计算方法(见A.6); 修改了矩形波纹管设计计算公式(见附录B,2008年版的附录B);
GB/T12777一2019 -增加了结构件设计通用要求(见C.2); -修改了圆形万向环的设计计算公式(见C.8.1,2008年版的C.7.1) -增加了波纹管高温疲劳试验(见附录D); -增加了选型(见附录E):; -增加了安装使用要求(见附录F):; -增加了安全建议(见附录G); -增加了其他材料波纹管疲劳设计方法(见附录H)
本标准由全国船用机械标准化技术委员会(SAC/TC137)提出并归口 本标准起草单位:船舶重工集团公司第七二五研究所、洛阳双瑞特种装备有限公司、南京晨光 东螺波纹管有限公司、石化工程建设有限公司、船舶工业综合技术经济研究院、沪东中华造船 集团)有限公司船舶重工集团公司第七一九研究所、寰球工程有限公司北京分公司中石化 洛阳工程有限公司、市政工程华北设计研究总院有眼公司,北京市煤气热力工程设计院有限公司 本标准主要起草人钟玉平、,张小文、刘岩,张爱琴,张道伟、牛玉华,赵思珍、,张美玲,耿海平,胡志敏 张世忧、李中央、宫玉才.杨良伸、孙蕾 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T12777一1991.GB/T12777一1999、GB/T127772008
IN
GB/T12777一2019 金属波纹管膨胀节通用技术条件 范围 本标准规定了金属波纹管膨胀节(以下简称“膨胀节”)的术语和定义,分类和标记,材料,尺寸和偏 差,设计,制造,检验和试验,检验规则,标志,包装、运输和贮存,选型,安装使用要求和安全建议
本标准适用于安装在管道中其挠性元件为金属波纹管的膨胀节的设计、制造、检验,选型、安装使 用,其他场合的膨胀节可参照使用
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/T150.32011压力容器第3部分;设计 GB/T1800.l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/T2059铜及铜合金带材 GB/T3280不锈钢冷轧钢板和钢带 钛及钛合金板材 GB/T3621 GB/T4237不锈钢热轧钢板和钢带 GB/T8163输送流体用无缝钢管 GB/T9711 石油天然气工业管线输送系统用钢管 GB/T12771输送流体用不锈钢焊接钢管 GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管 GB/T20801.2压力管道规范工业管道第2部分;材料 GB/T20801.4一2006压力管道规范工业管道第4部分;制作与安装 GB/T24511承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带 GB50235一2010工业金属管道工程施工规范 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/T4701o承压设备用不锈钢和耐热钢锻件 NB/T47013.2一2015承压设备无损检测第2部分;射线检测 NB/T47013.3一2015承压设备无损检测第3部分;超声检测 NB/T47013.5一2015承压设备无损检测第5部分;渗透检测 NB/T47013.10一2015承压设备无损检测第10部分;衍射时差法超声检测 NB/T47013.11一2015承压设备无损检测第11部分;:X射线数字成像检测 NB/T47013.14一2016承压设备无损检测第14部分X射线计算机辅助成像检测 NB/T47014承压设备焊接工艺评定
GB/T12777一2019 NB/T47018承压设备用焊接材料订货技术条件 YB/T5354耐蚀合金冷轧板 术语和定义 o 下列术语和定义适用于本文件
3.1 波纹管膨胀节bellows expansiomjoints 由一个或几个波纹管及结构件组成,用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道和(或)设备尺寸变 化的装置
3.2 圆形波纹管eireularbelows 膨胀节中由一个或多个圆形波纹及端部直边段组成的圆形挠性元件
对于加强U形波纹管和Q 形波纹管,包括加强环和均衡环
3.3 矩形波纹管reectangularbellows 膨胀节中由一个或多个矩形波纹及端部直边段组成的矩形挠性元件
3.4 单式轴向型膨胀节singleaxialexpansionjont 由 i一个波纹管和结构件组成,主要用于吸收轴向位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节 3.5 外压轴向型膨胀节 externalpresurizedaxialexpansionjoint 由承受外压的波纹管及外管和端环等结构件组成,主要用于吸收轴向位移而不能承受波纹管压力 推力的膨胀节
3.6 复式自由型膨胀节universaluntiedexpansionjoint 由中间管所连接的两个波纹管及结构件组成,主要用于吸收轴向与横向组合位移而不能承受波纹 管压力推力的膨胀节
3.7 比例连杆复式自由型膨胀节pantographlinkagesuniversaluntiedexpansionjoint 由中间管所连接的两个波纹管及比例连杆等结构件组成,主要用于吸收轴向与横向组合位移而不 能承受波纹管压力推力的膨胀节
3.8 单式铵链型膨胀节singlehingedespansionjoint 由一个波纹管及销轴、钦链板和立板等结构件组成,只能吸收一个平面内的角位移并能承受波纹管 压力推力的膨胀节
3.9 单式万向较链型膨胀节singlegimbalexpansionjoint 由一个波纹管及销轴、铵链板、万向环和立板等结构件组成,能吸收任一平面内的角位移并能承受 波纹管压力推力的膨胀节
GB/T12777一2019 3.10 复式拉杆型膨胀节 universltielexpansionjoint 由中间管所连接的两个波纹管及拉杆,端板和球面与锥面垫圈等结构件组成,能吸收任一平面内的 横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节
3.11 universalhin 复式铵链型膨胀节 lngedexpansionjoint 由中间管所连接的两个波纹管及销轴、较链板和立板等结构件组成,只能吸收一个平面内的横向位 移及角位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节
3.12 复式万向铵链型膨胀节universalsimbalexpansionjoint 由中间管所连接的两个波纹管及十字销轴、较链板和立板等结构件组成,能吸收任一平面内的横向 位移及角位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节
3.13 弯管压力平衡型膨胀节elbowpresurebhalaneexpansionjint 由一个工作被纹管或中间管所连接的两个工作波纹管和一个平衡波纹管及弯头或三通,封头、拉 杯,端板和球面与雉面垫圈等结构件组成,主要用于吸收袖向与横向组合位移并能平病被纹管压力推力 的膨胀节
3.14 直管压力平衡型膨胀节in-linepresurebaancedexpansionjoint 由位于两端的两个工作波纹管和位于中间的一个平衡波纹管及拉杆和端板等结构件组成,主要用 于吸收轴向位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节
3.15 旁通直管压力平衡型膨胀节bypassin-linepressurealaneedexpansionjoint 由两个相同的波纹管及端环,封头,外管等结构件组成,主要用于吸收轴向位移并能平衡波纹管压 力推力的膨胀节
3.16 复式铵链直管压力平衡型膨胀节uniersalhingelin-linepressurebalaneedexpansionjoint 由位于两端的两个工作波纹管和位于中间的一个平衡波纹管及销轴、钦链板和立板等结构件组成 主要用于吸收轴向位移和一个平面内的横向位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节
3.17 复式万向铵链直管压力平衡型膨胀节universalgimbalim-linepressrebalancedexpansionjoint 由位于两端的两个工作波纹管和位于中间的一个平衡波纹管及销轴、较链板、万向环和立板等结构 件组成,主要用于吸收轴向位移和任一平面内的横向位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节
3.18 外压直管压力平衡型膨胀节externalpressurizedin-linepressurebalaneedexpansionjoint 由两个承受外压的工作波纹管和一个承受外压的平衡波纹管及端管、接管,外管、端环组件等结构 件组成,主要用于吸收轴向位移并能平衡波纹管压力推力的膨胀节
3.19 加强环reinforeingrings 波纹管中用来增强波纹管耐压能力的圆形或圆环形截面部件
3.20 均衡环equallizingring 波纹管中用来增强波谷和波侧壁耐压能力并使各波纹压缩位移均匀的“T”形截面部件
GB/T12777一2019 3.21 加强套环reinforeingcollars 波纹管中用来增强端部直边段耐内压能力的圆环形部件,也称为套箍
3.22 护环assistingcollars 用来保护波纹管直边段,不起增强端部直边段耐内压能力作用的圆环形部件,也称为辅助套箍
3.23 导流筒internalsleeve 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,也称为内衬筒
3.24 保护罩cover 保护波纹管外表面免受异物触及或机械破坏的装置,也称为外护套
3.25 拉杆tierods 补偿横向位移的约束型膨胀节中用来承受波纹管压力推力的受力杆
采用两根拉杆时,可以补偿 角位移,角位移的方向与拉杆平面垂直
3.26 比例连杆pan antegmphnkit ages 复式膨胀节中将膨胀节位移平均分配给两组波纹管的连杆机构,该连杆机构不能承受波纹管的压 力推力
3.27 成形态as-formelcondition 波纹管成形后未经固溶或退火处理的状态
3.28 热处理态heat-treatelcondition 波纹管成形后经固溶或退火处理的状态
3.29 压力推力pressurethrust 波纹管受压力作用产生的静态推力
分类和标记 4.1分类 4.1.1膨胀节工况分类 膨胀节按工况分为三种类型,见表1.
GB/T12777一2019 表1膨胀节工况分类 设计压力p" 设计温度T" 类型 工作介质 MPa <150 真空度低于0.085MPa 非可燃、非有毒、非易爆气体 0<力<0.25 <150 非可燃,非有毒,非易爆 真空度低于0.085MPa >150 非可燃,非有毒,非易爆气体 0<<0.25 150
GB/T12777一2019 说明 波纹管; -中间管; -端管
图3复式自由型膨胀节 说明: -端管; -波纹管; -中间管; 比例连杆; 销轴; -承重板; 鞍座 图4比例连杆复式自由型膨胀节
GB/T12777一2019 说明 -端管; 副钦链板; -销轴; -波纹管; 主绞链板; -立板
图5单式铵链型膨胀节 说明 -端管; 立板 -铵链板 -销轴; 万向环; 波纹管
图6单式万向铵链型膨胀节
GB/T12777一2019 说明: -端板; -拉杆; -中间管; -波纹管; -球面、锥面垫圈; -端管 图7复式拉杆型膨胀节 说明: -端管; 立板; 销轴; -主钦链板 -中间管; 波纹管 副钦链板 图8复式铵链型膨胀节
GB/T12777一2019 说明: -端管; -波纹管; 中间管; 主较链板; 十字销轴; 副钦链板 立板
图9复式万向铵链型膨胀节 说明: -端管 -端板; -中间管; 工作波纹管 三通; 平衡波纹管 -拉杆; 球面、锥面垫圈; -封头
图10弯管压力平衡型膨胀节 10
GB/T12777一2019 UU元 说明 -端管; -工作波纹管; -拉杆 平衡波纹管; -端环; -端板 图11直管压力平衡型膨胀节 全外压 a b 内外压组合 说明 -端管(); -端环 接管; 波纹管; 撑环; 平封头 外管; -端管(2) 图12旁通直管压力平衡型膨胀节 11
GB/T12777一2019 说明 -端管; -工作波纹管 钦链板; 平衡波纹管; 中间管组件 销轴; 立板 图13复式铵链直管压力平衡型膨胀节 说明: -端管; 工作波纹管; 钦链板" 平衡被纹管 -中间管组件; 销轴 万向环; -立板
图14复式万向铵链直管压力平衡型膨胀节 12
GB/T12777一2019 AM AM AAH 说明 -端管; -端环; -端环组件; -工作波纹管; 平衡波纹管; -接管; -外管 图15外压直管压力平衡型膨胀节 4.1.3膨胀节的部件分类 4.1.3.1膨胀节的组成部件 膨胀节由波纹管和结构件组成,其中结构件分为受压件,受力件和非受压(力)件
4.1.3.2波纹管(P0 起位移补偿等作用的部件(含加强环、均衡环和加强套环),其失效会导致膨胀节功能的丧失,见 图16
4.1.3.3受压件(P1) 直接与带压介质接触的部件,其失效会导致压力突然释放,见图16
4.1.3.4受力件(P2) 承受波纹管压力推力的部件(如钦链板、拉杆等),其失效会导致膨胀节约束功能的丧失,见图16
4.1.3.5非受压(力)件(P3,P4) 非受压(力)件分为P3和P4(见图16): 与受压件或受力件连接的部件(P3); a 13
GB/T12777一2019 b 除P3部件以外的其他部件(P4). P3P4P0 P4 P3P1P3" Po ！r Pr P1P1P3P1 P1P 单式轴向型 b 外压轴向型 P0 Po P0 P2 P O242M4 PP2 单式钦链型 d 复式拉杆型 如果是加强套环,则为PO. 图16膨胀节部件分类示意图 4.1.4焊接接头分类 4.1.4.1膨胀节中波纹管、受压件、受力件的焊接接头分为如下四类(见图17) 波纹管纵向对接接头(包括加强环、均衡环和加强套环),受压筒节(包括接管类和端管)纵向对 a 接接头,分瓣压制所有纵向拼焊接头、端环类拼焊接头,均属A类焊接接头; b 波纹管与受压筒节的环向接头,受压筒节环向对接接头,均属B类焊接接头; 平板法兰、端板、端环,立板等与受压筒节连接的接头,加强套环、端均衡环与受压筒节连接的 c 搭接接头,均属c类焊接接头 d 受压筒节与封头连接的接头,检测管与波纹管直边段连接的接头,均属D类焊接接头
4.1.4.2其他焊接接头为E类焊接接头,见图17
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GB/T12777一2019 Al" 闪 图17焊接接头分类 4.1.5波纹管型式分类 膨胀节中波纹管型式及代号见表3
表3波纹管型式及代号 波绞管型式 代号 无加强U形 加强U形 Q形 4.1.6端部连接型式分类 膨胀节端部与管道或设备的连接型式及代号见表4
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GB/T12777一2019 表4膨胀节端部连接型式及代号 膨胀节端部连接型式 代号 H 焊接 法兰 4.2型号和标记 4.2.1型号表示方法 膨胀节型号表示方法如下 -设计位移的数值,单位为毫米(mm)或度("). 公称尺寸的数值;圆形管道为公称直径,单位为毫米(mm); 矩形管道为长边×短边,单位为毫米(mm); -10倍设计压力的数值,单位为兆帕MPa): 膨胀节端部连接型式代号(见表4); 波纹管型式代号(见表3): 膨胀节型式代号(见表2)
注;对于存在组合位移的膨胀节(代号FZ.FZB.wP,FJP,FwP等),设计位移分别表示设计轴向位移和设计横向位 移,轴向位移在前,横向位移在后,位移之间用“/”号连接
4.2.2标记示例 4.2.2.1设计压力为1.6MPa,公称尺寸为1o00mm,设计轴向位移为205mm,端部连接为焊接型式 波纹管为无加强U形的外压轴向型膨胀节,标记为 膨胀节GB/T12777一2019wZUH16-1000-205 4.2.2.2设计压力为6.0MPa,公称尺寸为800mm,设计轴向位移为35mm,设计横向位移为10mm. 端部连接为法兰型式,波纹管为Q形的弯管压力平衡型膨胀节,标记为 膨胀节GB/T127772019wP(OF60-800-35/10 42.2.3设计压力为0.1MPa,矩形管道尺寸为600mmx900mm,设计轴向位移为20mm,端部连按 为法兰型式,波纹管为无加强U形的单式轴向型膨胀节,标记为 膨胀节GB/T12777一2019DZUF1-600×900-20 4.2.2.4设计压力为1.0MPa,公称尺寸为400 mm,设计角位移为3",端部连接为焊接型式,波纹管为 无加强U形的单式钦链型膨胀节,标记为 膨胀节GB/T12777一2019DJUH10-400-3 5 材料 5.1波纹管 5.1.1波纹管用材料应按工作介质、外部环境和工作温度等工作条件选用
常用波纹管材料见表5
5.1.2多层波纹管各层可采用不同材料
5.1.3加强环或均衡环常用材料见GB/T20801.2,GB/T24511,NB/T47008,NB/T47010
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GB/T12777一2019 表5常用波纹管材料 材料牌号 标准号 序号 材料交货状态 美国 美国 S30403 S30403 S30400 S30408 S31008 S31008 GB/T3280 S31603 S31603 GB/T4237 S31608 S31600 ASMESA240 固溶 GB/T2451l S22053 S32205 S32100 S32168 S39042 No8904 S31254 1d NSl101 N08800 1 NSl102 N08810 ASMESB409 12 NSl104 N0881l 退火 13 ASMESB424 NS1402 N08825 YB/T5354 AsMEsB168 NS3l02 N06600 14 NS3304 N10276 15 ASMESB575 固溶退火 NS3305 No6455 16 17 No6625Gradel 退火 AsMEsB443 NS3306 18 N06625Grade2 固溶退火 1s NO4400 ASMESB127 退火 20 N06626 SAEAMS5879 退火 TA1 21 Gradel GB/T3621 ASMESB265 退火 TA2 2 Grade2 23 BFe30-1-1 C71500 GB/T2059 ASMESB171 软态 注:表中所列ASME和SAE的标准号为与美国材料牌号对应的标准 5.2受压件 膨胀节中端管、法兰等受压件用材料,应与安装膨胀节的管道中的管子材料相同或优于管子材料
常用受压件材料见GB/T20801.2,GB/T24511、NB/T47008,NB/T47010
5.3受力件 膨胀节中拉杆、皎链板、万向环、销轴及其连接附件等承受波纹管压力推力的受力件用材料应按其 工作条件选用
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GB/T12777一2019 5.4许用应力 5.4.1许用应力应符合相应材料标准规定
5.4.2设计温度低于20C时,取20C的许用应力
5.4.3不同材料组合的多层波纹管设计温度下的许用应力按式(1)计算
[[]心十[]o十十[o]o [o]'= ，+ 0 十 式中 [] 第层材料在设计温度下的许用应力,单位为兆帕(MPa); -第i层材料的名义厚度,单位为毫米(mm) 5.5材料检验 用检查材料牌号、外观质量和质量证明书的方法进行材料检验,结果应符合5.1、5.2和5.3的要求 尺寸和偏差 6 6.1圆形波纹管 6.1.1U形波纹管波高、波距的极限偏差应按表6执行,波纹长度的极限偏差应按表7执行
表6U形波纹管波高、波距的极限偏差 单位为毫米 波高,波距尺寸 13 >1325 >2538 >38~50>50一64 >6475 >7589 >89 极限偏差 士1.0 士1.5 土2.5 士3.0 士3.5 土4.0 土4.5 土5.0 表7U形波纹管波纹长度的极限偏差 单位为毫米 <13 >1325 >2538 >38~50 >5064 >6475 波纹长度尺寸 士2.5 士3.5 极限偏差 士l.0 士1.5 士3.0 士4.0 >7589 >89~120 波纹长度尺寸 >120315 >315500 >500800 >800 极限偏差 士4.5 士6.0 士6.5 士5.0 士5.5 士7.0 6.1.2同一件U形波纹管中波高的一致性要求应按表8执行
单位为毫米 表8U形波纹管波高一致性要求 波高尺寸 13 >13一25 >2538 >3850>50一64 >64一75 >7589 >89 最大,最小值之差 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 1.0 1,5 4.5 6.1.3波纹管直边段外径的极限偏差应按表9执行
单位为毫米 表9波纹管直边段外径的极限偏差 公称直径 <200 >200~500 >5001000>1000~150o>15002000>2000~3000 >3000 士1.0 士1.5 士2.0 士2.5 士3.0 士3.5 士4.5 极限偏差 18
GB/T12777一2019 6.1.4U形波绞管波峰,波谷曲率半径的极限偏差应为士15%的波纹名义曲率半径,波峰、波谷与波侧 壁间应圆滑过渡
6.1.5n形波纹管波纹平均半径的极限偏差应为士15%的波纹名义平均半径,Q形波纹截面的圆度公 差应为士20%的波纹名义平均半径
6.1.6波纹管两端面对波纹管轴线的垂直度公差应为1%的波纹管直边段外径，且不大于3mm
直边 段外径不大于200mm的波纹管,波纹管两端面轴线对波纹管轴线的同轴度公差应为2mm;直边段 外径大于200mm的波纹管,波纹管两端面轴线对波纹管轴线的同轴度公差应为1%的波纹管直边段 外径,且不大于5mm
6.2矩形波纹管 6.2.1波纹管波高、波距、波纹长度的要求按6.1.1的规定
6.2.2波纹管边长和对角线的标准公差等级应为GB/T1800.1一2009表1中的IT17级,其极限偏差 为士IT17/2,且不大于8mm
6.3受压筒节 6.3.1 卷制的圆形受压筒节尺寸应符合GB502352010中5.4的要求
与管道或设备相连接的端管焊接连接端对接坡口见图18
端管壁厚大于相接管子壁厚时,应按 6.3.2 GB/T208o1.4一2006中7.4.3a)的要求削薄
10'土！ 30土2.5" 30"士2.5" 端管壁厚<20" 端管壁厚>20mm mmm b 图18端管焊接连接端对接坡口形式 6.3.3矩形受压筒节边长和对角线的标准公差等级应符合6.2.2的要求 6.4膨胀节 膨胀节外连接端面间尺寸的极限偏差见表10
表10膨胀节外连接端面间尺寸的极限偏差 单位为毫米 膨胀节外连接端面间尺寸L. 极限偏差 L900 土3 900
GB/12777一2019 表11续) 序号 设计条件 拉伸位移/mm 22 23 压缩位移/mm 预变位安装 横向位移/ 2 /mmm 25 角位移/(") 26 拉伸位移/mm 27 压缩位移/mm 设计 横向位移/nmm 28 位移和疲 劳寿命 D 角位移() 30 设计疲劳寿命/次 31 拉伸位移/mm 32 压缩位移/mm 33 工作 横向位移/mm 34 角位移/(") 35 设计疲劳寿命/次 36 端管 37 波纹管 材料 38 导流筒 39 隔热层 40 总长/mm 41 规格 最大径向外形尺寸/mm 42 总重/kg 43 轴向刚度/(N/mm) 44 刚度 横向刚度/(N/mm 45 弯曲刚度/[Nm/(" 46 振动频率(Hz)/振幅(mm 47 安装膨胀节所在管系试验压力/MPa 48 其他要求 表12矩形波纹管膨胀节设计条件 序号 设计条件 膨胀节名称 膨胀节型号 公称尺寸:长边×短边/mm×mm) 综合要求 数量 制造及验收标准 安装方位
GB/T12777一2019 表12(续) 设计条件 序号 拐角类型 焊接;长边×短边×壁厚/G mm×mm×mm 连接方式 法兰;法兰参数 10 连接件材料 1 设计压力/MPa 12 压力 最高工作压力/MPa 工作压力/MPa 13 设计温度/ 14 15 飞 最高工作温度！ 16 温度 工作温度/ 设计条件 17 最低环境温度/C 18 " 安装温度/ 19 名称 20 流速/m/s 介质 21 流向 密度/(g/emr) 22 23 拉伸位移 /mm 24 压缩位移/mm 25 横向位移;平行于短边/mm 位移和疲 26 横向位移;平行于长边/mm 劳寿命 27 角位移:平行于短边/(" 角位移;平行于长边/( 28 设计疲劳寿命/次 29 30 波纹管 31 材料 导流筒 32 隔热层 33 总长/mm 34 规格 最大径向外形尺寸/mm 35 总重/kg 36 轴向刚度/(N/mm) 37 横向刚度;平行于短边/(N/n /mm 38 刚度 横向刚度;平行于长边/(N/mm) 39 弯曲刚度;平行于短边/[Nm/")] 40 弯曲刚度;平行于长边/[Nm/")] 22
GB/12777一2019 表12(续) 序号 设计条件 4 振动频率(Hz)/振幅(mm 安装膨胀节所在管系试验压力/MPa 42 43 其他要求 7.2焊接接头系数 7.2.1焊接接头系数C应根据对接接头的焊缝形式及无损检测的长度比例确定
7.2.2波纹管的纵向焊接接头按9.3.,2.1的要求检验合格时,C、=1.0
7.2.3膨胀节结构件焊接接头系数规定如下 双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头 a 全部无损检测C
=1.0; -局部无损检测C
=0.85 b 单面焊对接接头(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板) 全部无损检测C
=0.9; -局部无损检测C
=0.8
7.3波纹管 7.3.1圆形波纹管的设计见附录A
7.3.2矩形波纹管的设计参见附录B
7.4结构件 膨胀节中受压件及受力件等结构件的设计参见附录c
7.5导流筒 7.5.1膨胀节导流筒的设计见附录A中A.5
7.5.2工作介质温度高于波纹管材料的允许使用温度上限时,宜在导流筒与波纹管之间的环形空间内 填充与工作介质温度和介质特性相适应的隔热材料,隔热材料应与导流筒或端管可靠固定 7.5.3工作介质含有粉尘时,应在导流筒开口端设置防尘装置,防尘装置应与导流筒或端管可靠固定 且导流筒开口端不宜向上
7.5.4工作介质为液体或燕汽且向上流动时,导流筒应设排液孔
7.6装运固定件 7.6.1膨胀节应设置装运固定件,使膨胀节在运输和安装期间保持正确的长度
膨胀节安装后进行系 统压力试验前应将装运固定件拆除或松开
安装过程中需要预变位时,预变位前应将装运固定件拆除
7.6.2膨胀节质量大于200kg时宜设置起吊装置
7.7保护罩 膨胀节保护罩的设计见附录A中A.6
23
GB/T12777一2019 7.8膨胀节 膨胀节中波纹管直边段与受压筒节(法兰)的连接型式宜采用内插或外套结构
制造 8 8.1材料标志移植 8.1.1波纹管(Po)、受压件(P1)和受力件(P2)的材料应有可追溯的标志
在制造过程中,如原标志被 裁掉或材料分成儿块时,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
8. .1.2波纹管用材料不得采用硬印标记 8.1.3有耐腐蚀要求的不锈钢和有色金属,不得在耐腐蚀面采用硬印标记
8.1.4低温膨胀节受压件,受力件不得采用硬印标记
8.2圆形波纹管 8.2.1圆形波纹管管坏只允许有纵向焊接接头,不准许有环向焊接接头
8.2.2管坯纵向焊接接头条数见表13,各相邻纵向焊接接头间距不应小于250mm
表13管坯纵向焊接接头条数 管坯外径D. 管坯外径D. 焊接接头条数 焊接接头条数 mm mm D250 1800
GB/T12777一2019 0%
奥氏体不锈钢和镍基合金的焊接接头表面应呈银白色或金黄色,亦可呈浅蓝色
钛材的焊接接 头表面应呈银白色或金黄色
g.1.1.2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等缺陷
不大于板厚 下偏差的划痕和凹坑应修磨使其圆滑过渡
g.1.1.3加强环或均衡环表面应光滑
g.1.1.4波纹管处于自由状态下,加强环或均衡环表面应与波纹管波谷外壁紧密贴合，且不得有异物 夹杂
g.1.1.5波纹的形状应均匀一致,波峰、波谷与波侧壁间圆滑过渡
波纹管表面允许有轻微的模具 压痕
9.1.1.6多层波纹管直边段端口当采用电阻缝焊时,焊接接头表面不得有过烧、击穿、裂纹、飞溅等 缺陷
g.1.2矩形波纹管 9.1.2.1所有对接焊接接头表面应无裂纹、气孔,咬边,凹坑、下塌
奥氏体不锈钢和镍基合金的焊接接 头表面应呈银白色或金黄色亦可呈浅蓝色
9.1.2.2波纹管表面应符合9.1.1.2的要求
9.13受压件 焊接接头表面应无裂纹、气孔、弧坑和焊接飞溅物
g.1.4膨胀节 9.1.4.1波纹管与受压简节的连接焊接接头表面应无裂纹、气孔,夹渣、焊接飞溅物、咬边和凹坑,余高 应不大于波纹管壁厚,且不大于1.5mm
g.1.4.2不锈钢和耐蚀合金波纹管及所有不锈钢结构件表面不宜涂漆
所有碳钢结构件外表面应涂防 锈底漆,但距端管焊接坡口50mm范围内不应涂漆
法兰密封面、销轴表面、球面垫圈与锥面垫圈配合 面应涂防锈油脂
9.1.4.3铭牌内容应符合11.1要求,介质流向标志应符合11.2要求
g.1.5焊接接头 9.1.5.1所有焊接接头表面的熔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
9.1.5.2对接焊接接头修磨处的厚度不应小于母材厚度,修磨后的焊接接头表面应符合9.1.5.1的 规定
角焊缝的外形应圆滑过拨至母材 9.1.1.3 9.2外观检验方法 目视或用适当倍数的放大镜进行外观检查;不进行无损检测的圆形波纹管管坯纵向焊接接头应用 5倍以上放大镜进行外观检查;检查结果应符合9.1的要求
g.3焊接接头无损检测要求 9.3.1无损检测方法和实施时机 9.3.1.1 膨胀节的焊接接头无损检测应在形状尺寸和外观检查合格后进行
26
GB/12777一2019 g.3.1.2膨胀节的对接接头应采用射线检测,超声检测或者渗透检测
射线检测包括胶片感光成像、X 射线数字成像,X射线计算机辅助成像;超声检测包括衍射时差法超声检测(TOFD),可记录的脉冲反 射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测
g.3.1.3对有延迟裂纹倾向的材料,至少应在施焊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
9.3.2圆形波纹管 g.3.2.1波纹管成形前,对于I类膨胀节,管坯焊接接头可不进行无损检测;对于类膨胀节,应对每个 波纹管接触工作介质的管坯焊接接头进行100%渗透检测或射线检测;对于皿类膨胀节,应对所有管坯 焊接接头进行100%渗透检测或射线检测
9.3.2.2渗透检测法只适用于管坯厚度不大于2mm的焊接接头
9.3.2.3渗透检测结果不应存在下列显示: 所有的裂纹等线状显示; a b 四个或四个以上边距小于1.5mm 的成行密集圆形显示; c 任何直径大于1/2管坯壁厚的圆形显示,或直径大于2mm的圆形显示; n焊接接头长度内五个以上的随机散布圆形显示
d)任一150mm g.3.2.4对于材料标准中规定的断后伸长率低于35%的材料,圆形波纹管成形后,应对所有可及焊接 接头表面进行100%渗透检测,结果应符合9.3.2.3的要求
9.3.2.5波纹管管坯厚度小于2mm的焊接接头进行射线检测,合格等级应不低于NB/T47013.2 2015规定的I级;波纹管管坯厚度不小于2mm的焊接接头进行射线检测,合格等级应不低于 NB/T47013.22015规定的I级
9.3.3矩形波纹管 所有对接焊接接头的内、外表面均应进行100%渗透检测，结果应符合9.3.2.3的要求
9.3.4受压件 9.3.4.1受压简节A,B类焊接接头一般应进行局部射线检测,检测长度不应小于各焊接接头长度的 20%,且不小于250mm,并应包含每一相交的焊接接头,合格等级应不低于NB/T47013.2一2015规定 的皿级
9.3.4.2对于介质为可燃、有毒、易爆的类膨胀节,其受压筒节A,B类焊接接头一般应进行100%射 线检测,合格等级应不低于NB/T47013.,2一2015规定的I级
9.3.4.3端环类拼焊接头可进行100%超声检测，合格等级应不低于NB/T47013.32015或 NB/T47013.10一2015规定的I级
9.3.5膨胀节 9.3.5.1波纹管与受压简节的连接环向焊接接头应进行100%渗透检测,结果应符合9.3.2.3的要求
g.3.5.2c,D和E类焊接接头的无损检测按照制造单位要求执行
g.4焊接接头无损检测方法 9.4.1圆形波纹管管坯纵向焊接接头的渗透检测按NB/T47013.5一2015规定的方法进行,结果应符 合9.3.2.3的要求
9.4.2圆形波纹管管坯纵向焊接接头的射线检测按NB/T47013.2一2015,NB/T47013.11一2015或 NB/T47013.14一2016规定的方法进行,技术等级不低于AB级,结果应符合9.3.2.5的要求
27
GB/T12777一2019 g.4.3矩形波纹管的对接煤接接头的渗透检测按NB/T47013.5一2015规定的方法进行,结果应符合 9.3.3的要求
g.4.4受压件焊接接头的射线检测按NB/T47013.22015,NB/T47013.112015或NB/T47013.14 2016规定的方法进行,技术等级不低于AB级,结果应符合9.3.4.1或9.3.4.2的要求
9.4.5端环类拼焊接头的超声检测按NB/T47013.3一2015或NB/T47013.102015规定的方法进 行,技术等级不低于B级,结果应符合9.3.4.3的要求
g .4.6波纹管与受压简节的连接环向焊接接头的渗透检测按NB/T47013.52015规定的方法进行 结果应符合9.3.5.1的要求
9.5试验要求 g.5.1耐压性能 9.5.1.1膨胀节应有符合要求的耐压性能
膨胀节在规定的压力下应无渗漏，结构件应无明显变形波 纹管应无失稳现象
9.5.1.2试验压力下,对于无加强U形波纹管,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n形波纹管,波距与加压前的波距相比最大变化率大于20%,即认为发生了平面失 稳;当波纹管中间波突然出现横向挠曲时,即认为发生了柱失稳;当外压波纹管突然出现波峰塌陷时,即 认为发生了周向失稳
类膨胀节可不进行耐压试验 9.5.1.3 9.5.2 气密性能 9.5.2.1用于可燃流体介质、有毒流体介质、真空度高于0.085MPa的膨胀节应进行气密性试验
膨胀 节在规定的压力下应无泄漏
9.5.2.2当设计文件有要求时,应进行泄漏试验
泄漏试验包括氨检漏试验,卤素检漏试验和复检漏试 验,应按相关标准规定的试验方法和要求进行
9.5.3刚度性能 波纹管应有符合要求的刚度性能
制造单位应提供波纹管计算弹性刚度
型式检验和用户要求时 提供实测刚度
实测刚度应不大于1.3倍计算弹性刚度
g.5.4稳定性能 波纹管应有符合要求的稳定性能
在规定的压力和位移下,波纹管应无失稳现象,失稳判据见 9.5.l1.2
9.5.5疲劳性能 波致管应有符合要求的疲劳性能
波纹管在规定的试验位移循环次数内应无泄耐
9.5.5.1 9.5.5.2对于设计温度低于材料蠕变温度的波纹管,圆形波纹管试验循环次数应大于设计疲劳寿命的 2倍,矩形波纹管试验循环次数应大于设计疲劳寿命
9.5.5.3对于设计温度处于材料蠕变温度范围内的波纹管,圆形波纹管试验循环次数应大于计算平均 失效循环次数
9.5.6爆破性能 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
28
GB/12777一2019 g.6试验方法 g.6.1耐压试验 9.6.1.1膨胀节的耐压性能应通过压力试验进行检验
9.6.1.2一般应进行水压试验,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
9.6.1.3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
9.6.1.4水压试验后应及时将水溃清除干净
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
g.6.1.5内压膨胀节的水压试验压力应按式(2)和式(3)计算,取其中的较小值 ，=1.5A[d]/[o] p p=1.5p.En/E 内压膨胀节的气压试验压力应按式(4)和式(5)计算,取其中的较小值
p，=1.15p[]/[]
p,=1.15p、E/E 式中 试验压力,单位为兆帕(MPa); 设计压力,单位为兆帕(MPa); a 室温下的波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa) 设计温度下波纹管材料的许用应力,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); 日 -室温下的波纹管材料弹性模量,单位为兆帕(MPa); E 设计温度下波纹管材料的弹性模量,单位为兆帕(MPa)
9.6.1.6外压膨胀节的水压试验压力按式(2)计算,气压试验压力按式(4)计算
9.6.1.7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僧 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 g.6.1.8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
9.6.1.9试验时应缓慢升压,达到规定试验压力后保压至少101 min
g.6.1.10试验压力下目视检查膨胀节,结果应符合9.5.1的要求
9.6.1.11型式检验时应测量波纹管的最大波距变化率
9.6.2气密性试验 9.6.2.1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
9.6.2.2气密性试验可与气压试验同时进行
试验压力等于设计压力 9.6.2.3 g.8.2.4试验介质应为干燥洁净的压缩空气或惰性气体 9.6.2.5试验时应缓慢升压,达到规定试验压力后保压至少10min.
g.6.2.6可以用皂泡法对焊接接头检漏,小直径膨胀节可以浸人水槽内检漏,结果应符合9.5.2的要求
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GB/T12777一2019 g.6.3刚度试验 g.6.3.1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%
9.6.3.2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
9.6.3.3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Q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土10%
9.6.3.4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
9.6.3.5试验介质可为自来水、压缩空气、惰性气体和油等
g.6.3.6试验用压力表应符合9.6.1.7的要求
刚度试验结果应符合9.5.3的要求
9.6.3.7 9.6.4稳定性试验 9.6.4.1 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
9.6.4.2试验压力应按式(2)和式(3)计算,取其中的较小值
9.6.4.3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%
9.6.4.4试验介质一般为水
9.6.4.5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
g.6.4.6试验前应测量波纹管各部位的波距 9.6.4.7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
9.6.4.8试验用压力表应符合9.6.1.7的要求
g.6.4.9达到试验压力后保压至少10min
试验结果应符合9.5.4的要求 g.6.5疲劳试验 9.6.5.1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 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 a 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
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 b 结构可根据试验装置设计,以符合试验要求
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
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士10%
e 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
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25m mm/S
8 h 试验用压力表应符合9.6.1.7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9.5.5.1和9.5.5.2的要求
30
GB/T12777一2019 9.6.5.2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9.5.5.1 和9.5.5.3的要求
9.6.6爆破试验 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
9.6.6.1 9.6.6.2试验内压按式(6)计算
6 p=3p[o]/[] 式中 -爆破试验内压,单位为兆帕(MPa); 设计压力,单位为兆帕(MPa); " [[]
室温下的波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa); [] -设计温度下波纹管材料的许用应力,单位为兆帕(MPa) 9.6.6.3试验介质一般为水
g.6.6.4压力表的要求见9.6.1.7
9.6.6.5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9.5.6的要求
0检验规则 10.1检验分类 本标准规定的检验分类如下 型式检验; a b)出厂检验 0.2型式检验 0.2.1检验时机 膨胀节在下述情况之一时,应进行型式检验
产品定型、老产品转厂生产; a b 产品停产超过一年后复产; 正式生产后产品结构、材料或工艺有重大改变,足以影响产品性能 c 合同中有规定 d 主管机关有要求
10.2.2检验项目和顺序 膨胀节型式检验项目和顺序见表14
0.2.3检验样品数量 膨胀节的型式检验样品至少为两件 10.2.4判定规则 10.2.4.1膨胀节检验样品全部检验项目符合要求,判为型式检验合格
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GB/T12777一2019 0.2.4.2当出现下列情况之一时,判为型式检验不合格
材料不符合要求; a b 耐压性能中波纹管出现失稳现象 e 稳定性能不符合要求; d)疲劳性能不符合要求; 爆破性能不符合要求
e 10.2.4.3其他项目若有不符合要求的,允许返修复验,若复验符合要求,仍判膨胀节型式检验合格
若 复验仍有不符合要求的项目,则判为膨胀节型式检验不合格
10.3出厂检验 0.3.1检验项目和顺序 膨胀节出厂检验项目和顺序见表14
10.3.2检验样品数量 膨胀节的出厂检验应逐件产品进行
10.3.3判定规则 全部检验项目符合要求的膨胀节,判为出厂检验合格 10.3.3.1 10.3.3.2当出现下列情况之一时,判为出厂检验不合格 材料不符合要求; a b) 耐压性能中波纹管出现失稳现象
10.3.3.3其他项目若有不符合要求的,允许返修复验,若复验符合要求,仍判膨胀节出厂检验合格
若 复验仍有不符合要求的项目,则判为膨胀节出厂检验不合格
表14膨胀节检验项目和顺序 型式检验 出厂检验 试验方法 序号 项目名称 的章条号 检验项目 要求的章条号 检验项目 要求的章条号 材料 5.1、5.2,5.3 5.1,5.2,5.3 5.5 6.1.1,6.1.2 6,1,6,2、 尺寸 6.1l.6,6.2、 6.5 6.3、6.4 6.3、6.4 外观 媒接接头检测 9.3 9.3 耐压性能 9.5. 9.6.1 气密性能 9.5.2 9.5.2 9,6.2 刚度性能 9.6.3 稳定性能 9.5.4 9.6.4 疲劳性能 9.5.5.2 9.6.5. 爆破性能 9.5.6 9.6.6 注;“
"为检验项目;“ ”为不检项目
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GB/12777一2019 标志 1.1铭牌 每个膨胀节都应装有永久固定、耐腐蚀的铭牌,铭牌上至少应注明下列内容 膨胀节型式(型号); a 出厂编号 b 膨胀节设计压力和设计温度; c d)膨胀节设计位移和设计疲劳寿命 外形尺寸、总重量; f 制造单位名称; 出厂日期
g 1.2介质流向标志 膨胀节装有导流筒时,应在膨胀节外表面标出醒目的永久性介质流向箭头
1.3装运固定件标志 膨胀节装运固定件应涂黄色油漆
12包装,运输和贮存 12.1包装和运输 2.1.1膨胀节的包装与运输应符合JB/4711的要求
12.1.2膨胀节交货时应提供“质量证明文件”和“安装使用说明书”等随带文件
“质量证明文件”中至 少应包括下述内容: 膨胀节的型式,型号和出厂编号 a 膨胀节的设计温度,设计压力,设计疲劳寿命和设计位移; b 波纹管和受压筒节、法兰、封头等受压件的材质证明书 c 膨胀节的外观检查、尺寸检查、焊接接头检测和耐压试验等项目出厂检验结论及检验员与制 d 造单位的印章; 膨胀节生产所依据的标准
e 12.2贮存 膨胀节宜存放在清洁、干燥和无腐蚀性气氛的室内场地
注意防止由于堆放、碰撞和跌落等原因造 成波纹管机械损伤
装有导流筒的膨胀节竖直放置时,导流筒开口端应朝下
13 选型 膨胀节的选型参见附录E
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GB/T12777一2019 14安装使用要求 膨胀节的安装使用要求参见附录F
15安全建议 膨胀节的安全建议参见附录G 34
GB/12777一2019 附 录 A 规范性附录 圆形波纹管的设计 A.1符号 个U形波纹的金属横截面积,单位为平方毫米(mm'); A
一no,[2开r
十2、一2.h-2r (A.1 个紧固件的金属横截面积,单位为平方毫米(mm'); A 个加强件(包括加强环和均衡环)的金属横截面积,单位为平方毫米(mm') A 个直边段加强套环的金属横截面积,单位为平方毫米(mm'); A 长度为L,的管道金属横截面积,单位为平方毫米(mm); A 长度为L,的加强环金属横截面积,单位为平方毫米(mm') A 圆形波纹管有效面积,单位为平方毫米(mm) A TD A.2 n形波纹管的计算修正系数,见表A.1l; B B n形波纹管o,的计算修正系数,见表A.l; B -Q形波纹管f,的计算修正系数,见表A.l; 直边段加强套环弯曲应力的计算系数; A.3 C
=-0.2431十0.0168n十0.3024n U形被纹管
,的计算修正系数,见表A.2 U形波纹管历.、/.、.的计算修正系数,见表A.3 低于蠕变温度的材料强度系数 C=1.5用于热处理态波纹管 A.4 C=1.5Y[用于成形态波纹管(1.5
GB/T12777一2019 (A.11 D=D十h十n对于“U”形截面 对于“Q”形截面 D-=D.十2m十3十/十要十-十朋 A.12 圆环截面外径,单位为毫米(m mm D D 加强环平均直径,单位为毫米(m mm; 与波纹管连接的管子平均直径,单位为毫米(mm); D E 室温下的弹性模量
下标b.e.f,p、和r分别表示波纹管,加强套环、紧固件、管子,导流 简和加强件的材料,单位为兆帕(MPa). E" 设计温度下的弹性模量
下标b,c、f、p、s和r分别表示波纹管、加强套环、紧固件、管子、 导流筒和加强件的材料,单位为兆帕(MPa) 计算单波总当量轴向位移,单位为毫米(mm); [e] 由[N.]得到的设计单波额定轴向位移,单位为毫米(mm); -单波当量轴向压缩位移,单位为毫米(mm); 单波当量轴向拉伸位移,单位为毫米(mm); e" 由[e]得到的单波额定当量轴向压缩位移,单位为毫米(mm); [eg [[e 由[e得到的单波额定当量轴向拉伸位移,单位为毫米(mm) 允许最大单波当量轴向压缩位移,单位为毫米(mm); eem具x 允许最大单波当量轴向拉伸位移,单位为毫米(mm). eetmax 轴向位移“”引起的单波轴向位移,单位为毫米(mm) 横向位移“y”引起的单波当量轴向位移,单位为毫米(n mm e" 角位移“8”引起的单波当量轴向位移,单位为毫米(mm e0 具有角位移的单式波纹管,由内压引起的单波当量轴向位移,单位为毫米(mm) e 开bDmK明sin(0/2)(L A.13 式中,拉伸时取“十”,压缩时取“ 多波数波纹管或一系列无导向而相连的波纹管基于失稳的最大轴向压缩位移,单位为毫米 exse mm); -每个直边段加强套环筋板的轴向力,单位为牛(N); -[0.25x(D一D;)十e.]蠕变温度以下) A.14 F [O.25r(D一D)](蠕变温度范围内 A.15 F -波纹管变形率,%; F
=100. A.16 /手吓 ” 波纹管压力推力,单位为牛(N) 波纹管单波轴向弹性刚度,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 位为牛每毫米(N/mm); 波纹管单波工作刚度,下标u、r、t分别表示无加强U形、加强U形和Q形波纹管,单位为 牛每毫米(N/mm); f
=f(a<1.5R队.2 A.17) 36
GB/T12777一2019 (A.18 、=0.67f(a>1.5R -膨胀节自振频率,单位为赫兹(Hz); G -设计温度下波纹管材料的剪切弹性模量,单位为兆帕(MPa); E G A.19 十 -波高的数值,单位为毫米(n mm; K， 平面失稳系数; K2= A.20 t K 平面失稳系数; A.21 K 2m0 单个波纹管的整体弹性刚度,单位为牛每毫米(N/ mm K K A.22 成形方法系数,对于滚压成形或胀压成形K为1,对于液压成形K为0.6; K， -周向应力系数,取下列算式中较大值且不小于1; 2(4十e,十ew+ 土e K，一 L在设计压力卢时,e、和e，处于拉伸状态) 2n A.23 2(g 二aY土(在设计压力声时 e、和e，处于压缩状态 K A.24 K 截面形状系数,见表A.5; K， -波纹管扭转弹性刚度,单位为牛米每度[N
m/"] K -e,的计算系数; 3L？一3LL， K
= A.25 3L一6LL
十4E K 膨胀节整体轴向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/mm) K， 膨胀节整体横向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/mm); K -膨胀节整体弯曲刚度,单位为牛米每度[Nm/(")] K
-横向位移波距影响系数; A.26 K用=1+0.0094y 对于单式波纹管 K前=1对于复式波纹管 A.27 -d、d'的计算系数; A.28 且k<1 1.5、/D -波纹管波纹长度,单位为毫米(mm); Ng A.29 Lb= -波纹管直边段加强套环长度,单位为毫米(n l mm; U形波纹管单波展开长度,单位为毫米(mm); A.30 L小=2Tr丽十2q2一2rm+一2r 个紧固件有效长度,单位为毫米(m mm; 37
GB/T12777一2019 导流筒长度,单位为毫米(mm); L Q形波纹管波纹开口距离,单位为毫米(mm); L
a 加强环有效长度,单位为毫米(mm); A.31 D L，= 与波纹管连接的管子有效长度,单位为毫米(mm); (A.32 L，=、D,O 加强环总长,单位为毫米(mm); -波纹管直边段长度,单位为毫米(mm); I， 波纹管直边段伸出加强套环最大长度,单位为毫米(mm); Ltm n[] (A.33 Lm=1.5
复式膨胀节中两波纹管最外端间距离,单位为毫米(mm); -加强U形波纹管,Q形波纹管连接环焊接接头到第一个波中心的长度,单位为毫米(mm); U形波纹管 " L
=L，十 (A..34 ，十n0十r
Q形波纹管 A.35 L
=上,+号 M -膨胀节端部由横向位移引起的反力矩,单位为牛米(N
m; M -膨胀节端部由角位移引起的反力矩,单位为牛米(Nm); 包括流体介质的波纹管质量,单位为千克(kg); mn 个波纹管的波数; N [N.] 波纹管设计疲劳寿命,单位为周次 厚度为“”波纹管材料层数; 设计疲劳寿命安全系数,n>10; n 每个直边段加强套环均布筋板数量; n 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); ！ 力 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 波距,单位为毫米(m mm; g R -波纹管承受的内压作用力与加强件所承受的内压作用力之比 R一R对于整体加强件 A.36 R=R;对于用紧固件连接的加强件) A.37 R -波纹管承受的内压作用力与整体加强件所承受的内压作用力之比 A.38 R- R 波纹管承受的内压作用力与用紧固件连接的加强件所承受的内压作用力之比; AE R，一 A.39 GE A,E Dm -单式波纹管极限设计内压比值 R 38
GB/T12777一2019 1.18N'(士e,? R，= -(有角位移) (A.40 开D.K际sin02主厅 式中,十e，和十r为轴向拉伸;一e,和一r为轴向压缩 R=1.0 A.41 无角位移 Q形波纹管波纹平均半径,单位为毫米(mm); U形波纹管波峰内壁曲率半径,单位为毫米(mm). -U形波纹管波峰(波谷)平均曲率半径,单位为毫米(mr mm; "
十r十mD A.42 Q形波纹管开口外壁曲率半径,单位为毫米(mm); -U形波纹管波谷外壁曲率半径,单位为毫米(n mm; T 扭矩,单位为牛米(N
m):; 设计温度,单位为摄氏度(C) T 介质温度,单位为摄氏度() 介质流速,单位为米每秒(m/s); 介质通过波纹管或导流筒的局部最大流速,单位为米每秒(m/s); umn [[u们 无导流简波纹管许用流速,单位为米每秒(m/s) U形波纹管所有波纹间体积,单位为立方毫米(mm); 波纹管外部流动介质流速,单位为米每秒(m/s); V2 波纹管外部最大自由流速,下标x和y分别表示轴向和横向,单位为米每秒(m/s); omax W 高温焊接接头强度降低系数,下标b.c,p和r分别表示波纹管、加强套环、管子和加强件 的材料 w 复式膨胀节中间接管总重量包括管子,隔热材料、保温材料、介质及附件),单位为牛 (N); -波纹管轴向压缩位移或轴向拉伸位移,单位为毫米(mm); -复式膨胀节因中间接管重量无支撑引起的轴向位移,单位为毫米(mm); r -波纹管横向位移,单位为毫米(mm); 由外部横向流动引起的单个波纹管非周期性位移,单位为毫米(mm). y、 Y 屈服强度系数,对于奥氏体不锈钢Y按式(A.43)计算,对于镍基合金Y按式(A.44)计 算,对于其他材料Y按式(A.45)计算; Y=1十9.94×10(KF,)一7.59×10-(KF,)'一2.4×10(K,F,'十2.21×10(KF, A.43 Y=1十6.8×10-'(KF,一9.11×10(KF,)'十9.73×10(KF.,一6.43×10(KF.' A.44 上 Y'=1若有试验数据支持,可采用高于1的值) A.45 复式膨胀节因中间接管重量无支撑引起的横向位移,单位为毫米(mm); Z
直边段加强套环截面对横向中性轴的抗弯截面模量,单位为三次方毫米(mm); -平面失稳应力相互作用系数; a=1十2p'十VI一2干4n A.46 -波纹侧壁相对于初始位置偏斜角,单位为度('); 平面失稳应力比 39
GB/T12777一2019 K (A.47 7= K 波纹管一层材料的名义厚度,单位为毫米(mm); 直边段加强套环材料的名义厚度,单位为毫米(mm); o o 导流筒厚度单位为毫米(mm); -波纹管成形后一层材料的名义厚度,单位为毫米(n mm; --," .(A.48 推荐的导流简最小厚度,单位为毫米(mm); ml 与波纹管连接的管子的名义厚度,单位为毫米(mm). o 加强环的厚度,单位为毫米(mm); -波纹管角位移,单位为度("); 复式膨胀节中心线相对水平面的角度,单位为度("): 复式膨胀节横向位移引起中间管偏转角,单位为度(); 角位移的压力影响系数; 更 e0十e 对于单式波纹管 A.49 重= e 亚 (A.50 对于复式波纹管 材料的泊松比; 波纹管外部流动介质密度,单位为千克每立方米(kg/m) 压力引起的波纹管直边段周向薄膜应力,单位为兆帕(MPa)1 on -压力引起的加强套环周向薄膜应力,单位为兆帕(MPa); -压力引起的加强套环周向弯曲应力,单位为兆帕(MPa); 对于内插型波纹管,压力引起的管子周向薄膜应力,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件 牛周向薄膜应力,单位为兆帕MPa). 压力引起的波纹管紧固件薄膜应力,单位为兆帕(MPa); 口" -压力引起的波纹管子午向薄膜应力,单位为兆帕(MPa); 口 压力引起的波纹管子午向弯曲应力,单位为兆帕(MPa): o d 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); 口 R灿 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) 0.67CR朋.R R (A.51 n.3y R团.2 室温下的波纹管材料的屈服强度,单位为兆帕MPa) Rm. R -设计温度下的波纹管材料的屈服强度,单位为兆帕(MPa); R.3m -波纹管材料质保书中的屈服强度,单位为兆帕(MPa); -设计温度下材料的许用应力,下标b,c,f、p,r分别表示波纹管,加强套环、紧固件、管子 [o 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); -扭转剪应力,单位为兆帕(MPa); r， 扭转角,单位为度(). 40
GB/T12777一2019 表A.19形波纹管o，,a、的计算修正系数 6.61r B B D.0 l.0 l.0 1.0 1.1 l.0 1.1 1.0 1.3 l.4 2.0 1.0 1.5 2.8 1.0 1.9 3.6 2.3 1.0 4,6 1.1 2.8 5.7 1.2 3,3 6.8 8.0 1.5 4.4 10 9,2 1.6 4.9 5.4 1.7” 1l l0.6 12 12.0 1.8 5.9 3.2 2.0 6.4 14 14.7 2.l 6,9 15 16.0 2.2 7.4 16 17.4 2.3 7.9 17 18.9 2.4 8.5 18 20.3 2.6 9.0 21.9 2." 9.5 19 20 23.3 2.8 10.0 注:中间值采用插值法计算
表A.2U形波纹管o的计算修正系数C 1.82r， 2r， VDo 0.2 1.2 1.6 2.0 2.5 0.4 0.6 0.8 1.0 l.4 3.0 3.5 4.0 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1,000 1.000 1.0001.0001.000 1.000 0.0 1.000 0.05 1.061 1.066 1.105 1.079 1.057 1.037 1.016 1.0060,.9920,9800,970 0.965 0,955 0.10 1.128 1.137 1.0150.9840.9600,.945 1.195 1.171 1.128 1.080 1.039 0.930 0,.910 0.15 1.198 1.2091.2771.2711.2081.1301,0671.0250.9740.9350.9100.8900.870 0.20 1.269 1.282 1.352 1.374 1.294 1.185 1.099 1,037 0,9660.9150,885 0.860 0,830 0.25 l.340 1.354 1.424 1.476 1.384 1.246 1.135 l.0520.9580.8950.855 0.825 0,790 1.426 1.492 1.575 .476 l.31 l.175 1.0700.9520.8750.825 0.790 0.755 0.30 l.41l 0.35 1.480 1.496 1.559 1.667 1.571 1.381 1.220 1.091 0.947 0.8400.800 0.76o 0.72o 1
GB/T12777一2019 表A.2(续) 1.82 2rm VDo 0.2 0.4 0.6 0.8 l.0 1.2 1.4 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 1.547 1.565 1.626 1.753 1.667 1.457 1.269 1.1l60.9450.8330.775 0.730 0.685 0.40 0,45 1.614 1.633 1.691 1.832 1.766 1.539 1.324 1.l450.9460,825 0.750 0.700 0.655 0.5o 1.679 1.700 1.757 1.905 1.866 1.628 1.385 1.1810.9500.815 0.730 0.670 0.625 0.55 1.743 1.766 1.822 1.973 1.969 1.725 1.452 1.2230.9580.8000.710 0.645 0.595 0.60 1.807 1.832 1.886 2.037 2.075 1.830 1.529 1.2730.9700.7900.688 0.620 0.567 0,65 1.872 1.897 1.950 2.,099 2.182 1.943 1.614 l.3330.9880.7850.670 0,597 0,.538 0,.70 1.937 1.963 2.014 2.160 2.291 2.066 1.710 1.402 1.01 0.7800.657 0.575 0.51o 0,75 2.003 2.029 2.077 2.221 2.399 2.197 1.819 l.484 1.0420,7800,642 0,555 0.489 0.80 2.0702.096 2.141 2.283 2.505 2.336 1.941 1.578 l.081 0.785 0.635 0.538 0.470 1.1300.795 0.522 0.85 2.l64 2.206 2.345 2.603 2.080 1.688 0.628 0.452 2.138 2.483 0.90 2.206 2.234 2.273 2.407 2.690 2.634 2.236 1.813 l.191 0.815 0.625 0.510 0.438 0.95 2.274 2.305 2.467 2.758 2.789 2.412 1.957 1.267 0.845 0.502 2.344 0.630 0.428 2.121 l.3590,8900.640 l.0 2.341 2.378 2.422 2.521 2.800 2.9432.61m 0.500 0.420 注，中间值采用插值法计算
表A.3U形波纹管os、/j、.的计算修正系数c 1.82 2r VDo 0,2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 2.0 2.5 3,0 35 4.0 1.000 1.000 1.000 0.0 .000 l.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 l.000 1.000 0,05 1.l161.094 1.092 1,066 1,026 1.0020,9830,.9720,9480,.9300,920 0,.900 0,.900 0.10 1.211 1.174 1.163 1.122 1.052 1.0000.9620.9370.8920.867 0.850 0.830 0.82o 0,15 1.297 1.248 1.225 1.171 1,077 0.9950.9380.8990.8360.8000.7800.750 0,735 0,20 1l.376 1.319 1.281 1.217 1.100 0,9890,9150,8600,.7820,7300,705 0,680 0,655 0,25 1.451 1.386 1.336 0,9830,8920,821 1,260 1.124 0,7300,6650,6400,610 0,590 0.30 1.524 1.452 1.392 1.300 1.147 0.9790.8700.7840.681 0.6100.580 0.550 0.525 0,35 1.597 1.517 1.449 1.340 1.171 0.9750.851 0,7500,6360,5600,525 0,495 0.470 0.40 1.669 0.9750.8340.7190.5950.5100.470 1.582 1.508 1.380 1.195 0,445 0,420 0.45 1.740 1.422 1.220 0.976 0.557 0,470 0.425 0.37o 1.646 1.568 0.820 0.691 0.395 0.50 1.812 1.710 1.630 1.465 1.246 0.9800.8090.667 0.5230.4300.380 0.350 0.325 0.55 1.882 1.775 1.692 1.511 1.271 0.9870.799 0.492 0.342 0.285 0.646 0.392 0.303 0.60 1.952" 1.841 1.753 1.56o 1.298 0.9960.7920.627 0.464 0.3600.300 0.270 0.252 0.65 1.813 1.61l 1.325 0.787 0.61m 0.439 0.271 2.020 l.908 1.008 0.330 0.233 0.213 0.70 2.087 1.975 1.871 1.665 1.353 1.0220.7830.5980,4160.3000.242 0.200 0.182 42
GB/T12777一2019 表A.3(续 l.82r 2rm VD 0.2 0.4 0.6 0.8 .0 1.2 1.4 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0.75 2.153 2.045 1.929 1.721 1.382 0.7800.5860.394 0.2750.212 0.174 0.152 l.038 0.80 2.217 2.l161.987 1.779 1.415 1.0560.7790.5760.3730.2530.l88 0.150 0.130 0.85 2.282 2.189 2.049 1.838 1.451 1.0760.7800.5690.354 0.2300.167 0.130 0.109 0.90 2.349 2.265 2.1l19 1.896 1.492 1.0990.781 0.5630.3360.2060.l46 0.l12 0,090 0.95 2.421 2.345 2.201 1.951 1.541 1.1250.7850.5600.3190.1880.130 0.092 0.074 1.0 2.501 2.4302.305 2.002 1.600 1.l540,7920.56 0.3030.1700.l15 0.081 0,061 注:中间值采用插值法计算
表A.4U形波纹管o的计算修正系数C l.82r 2r" VDmO 0.,2 1.2 2.5 0.4 0.6 0.8 1.0 1.6 2.0 3.0 3.5 4.0 0.0 1.000 1.0000,.980 0.950 0.950 0,.9500,9500,9500,9500,9500,950 0.950 0.950 0.05 0.976 0.962 0.910 0.842 0.841 0.841 0.840 0.841 0.841 0.840 0.840 0.840 0.840 0.10 0.9460.9260.8700.7700.7440.7440.7440.731 0.7310.7320.7320,7320.732 0.912 0.722 0.657 0.657 0.651 0.632 0.15 0.890 0.840 0.632 0.630 0.630 0.630 0.630 0.20 0.876 0,856 0,816 0.700 0.592 0.5790.5640.5490.5490.5500.550 0.550 0.550 0.25 0.840 0.823 0,784 0.68o 0.559y 0.5180.4950.481 0.481 0.48o0.480 0.48o 0.480 0.30 0.803 0,790 0,753 0.662 0.536 0.5010.4620.4320.421 0,421 0,421 0.421 0,421 0.35 0.767 0.755 0,722 0.640 0.54 0.502 0.4600.4260.3880.367 0.367 0.367 0.367 0.40 0.733 0,720 0,696 0,627 0.548 0.5030,4580.4200.3690.3320.328 0.322 0.312 0.45 0.702 0.691 0.670 0.610 0.551 0.5030.4550.4140.354 0.3150.299 0.287 0.275 0.50 0.674 0,665 0,646 0,593 0.551 0.5030,4530.4080.3420.3000.275 0,262 0,248 0.55 0.649 0.642 0.624 0.585 0.550 0,.502 0.4500.4030.3320.2850.258 0.241 0.225 0,5000,4470,3980,3230,2720.242 0.60 0.627 0,622 0,605 0,579 0.547 0.222 0,205 0.65 0.610 0.6060.590 0.574 0.544 0.4970.4440.3940.3160.2600.228 0.208 0.190 0.70 0.5960,593 0,580 0,569 0.540 0.4940,4420.391 0.3090.251 0,215 0.194 0,1l76 0.4910.4390.3880.304 0.203 0.75 0.585 0,583 0.577 0.563 0.536 0,242 0.182 0.l63 0.577 0.576 0.569 0.557 0.531 0.437 0.385 0.235 0.195 0.171 0.152 0.80 0.488 0.299 0.85 0.571 0.571 0.566 0.553 0.526 0.4850.4350.3840.2960.2300.188 0.161 0.l42 0.566 0.5660.558 0.564 0.521 0.382 0.224 0.180 0.152 0.134 0.90 0.482 0.433 0.294 0.95 0.560 0.560 0.550 0.540 0.515 0.4790.4320.381 0.2930.219 0.175 0.146 0.126 0.543 0,4760,431 0.2150.171 0.550 0.550 0.533 0.5l0 0.380 0.292 0.l140 0.119 注:中间值采用插值法计算
43
GB/T12777一2019 表A.5截面形状系数K、 截面形状系数K 截面形状 图 例 实心矩形 K,=1.5 K,=1.7 实心圆形 1D-DD2 K 空心圆形 s D一D 1.5H[d',十4Wd十t7 K WH-w- 一t 空心矩形、工字钢、槽钢 d=H-2n 中性轴 1.5Ww2Wet十t.d K，一 工字钢、T形钢 2wt十1d d=H一2n L 槽俐、T形钢 K,=1.5或计算值 44
GB/12777一2019 A.2波纹管设计 A.2.1波纹尺寸 A.2.1.1波纹管的波纹长度L，与直边段内径D，应满足式(A.52). L/D<3 A.52 A.2.1.2U形波纹管的r、r,、j3应满足式(A.53)式(A.57) 3o A.53 r
3o A.54 r， 一r,|<0.2r A.55 A.56 15°<8<15” 180 A.57 月- 品---层- -arcsin A.2.1.3Q形波纹管的L、r,应满足式A.58)和式(A.59)
A.58 L
<0.75r波纹管最大拉伸位置 3o A.59 r
A.2.2波纹管设计温度 波纹管设计温度应根据波纹管预计工作温度确定
A.2.3无加强U形波纹管 A.2.3.1无加强U形波纹管结构见图A.1 一几 图A.1无加强U形波纹管 A.2.3.2压力应力计算及其校核按式(A.60)式(A.66)
p(D十no)'L,Ek
GB/T12777一2019 加强环 均衡环 端均衡环的中性轴 端均衡环 筋板 图A.4加强U形波纹管 A.2.4.2压力应力计算及其校核按式(A.80)式(A.90). (D,十no)'L,E
GB/T12777一2019 n 图A.6截面形心轴 b 波纹管截面对1一1轴的惯性矩按式(A.113)计算
「(2h一9 A.113 I，=NnD -十0.4q(h-0.2q" 48 被波纹管取代的管子部分截面对2一2轴的惯性矩1按式(A.114)计算
L,o A.1l14 A-丽 1<上时.将这故管钱为长度为L.外轻为D.厚度友1一的渐最同阵进行 外压周向稳定性校核
外压 曾h>A时.将这故管能为馆子的一郎分.作为道结管子进行外狐周向爸定怪校桃
当 管子周向稳定性核算方法按GB/T150.32011中4.3的规定
d 在位移作用下,应考虑位移对周向稳定性的影响
A.2.7累积疲劳寿命 波纹管在不同工况下,其累积疲劳寿命利用系数U应按式(A.115)计算
U-" + +" "" A.ll5 十 -晨
GB/T12777一2019 nn Un 土 -O o0 八 L,土 I士x 图A.10横向位移(复式膨胀节 A.3.1.4e.、e,和e,的计算是基于波纹管从初始位置到相应位置的位移
A.3.2单波位移 A.3.2.1单式膨胀节单波位移按下列公式计算 轴向位移“r”引起单波轴向位移按式(A.118)计算
a A.118
= 横向位移"y"引起单波当量轴向位移按式(A.119)计算
b 3D m.y" A.l19 NL士r 当轴向位移“r”为拉伸时取“+”号,当轴向位移“”为压缩时取“一”号 角位移“0”引起单波当量轴向位移按式(A.120)计算
TOD A.120 360N A.3.2.2复式膨胀节单波位移按下列公式计算 轴向位移“”引起单波轴向位移按式(A.121)计算
a A.121 5 横向位移“y”引起单波当量轴向位移按式(A.122)计算
K.D. (A.122 2NL
一L士工/2 轴向位移符号的定义见式(A.l19)
角位移“0”引起单波当量轴向位移按式(A.123)计算
TOD A.123 en 720N 53
GB/T12777一2019 当吸收横向位移的复式膨胀节装有导流简时,应考虑中间管转角对导流简与管子内径间隙的 d 影响;中间管转角按式(A.124)计算
172(L
一L)y (A.124 勇=江菜 -6LL
十4L A.3.2.3单波总当量轴向位移的计算及校核按下列公式计算: a 由几何形状确定的单波最大允许压缩位移和拉伸位移按式A.125)和式(A.126)计算
.(A.125 =q一2rm一no (A.126 eemax=6rm一g 对于带均衡环的膨胀节,eam应为均衡环之间的距离与按式(A.125)计算结果的较小值
b 单波总当量轴向位移按式(A.127)和式(A.128)计算
e
=e,十e十le、或e
=ey十le、|中的较大值<[e]A.127 e.|中的较大值<[e,]A.128 le,或e
=e重 式(A.127),式(A.128)设定“”为压缩位移,当“r”为拉伸位移时,应改变上式中le.前的正 负号;式(A.127),式(A.128)假定“y”和“0”发生在同一平面内,当“y”和“0”不在同一平面内 时,应求其矢量和,然后与“e,”计算,以确定其最大值
单波额定压缩位移和拉伸位移按式(A.129)和式(A.130)计算
[e,]或[e.]中的较大值<[e]([N]>3000) A.129 [e]<[],[e]<0.6[e]([N]之3000 A.130 .( d)复式膨胀节因中间接管重量无支撑引起的非周期性位移按式(A.131)和式(A.132)计算
W,sin0.N (A.131 2f w.colNL土 A.132 y 3D 应将该位移与设计中的其他位移综合后确定总单波当量轴向压缩位移e
和单波当量轴向拉 伸位移e.,且不超过em、和《m
此外,在设计压力下基于该位移的子午向总应力范围 a,<1.5C[a] 多波数波纹管或一系列无导向而相连的波纹管基于失稳的最大轴向压缩位移按式(A,133)计算
1.25D A.133 N2g 式中,对于一系列无导向而相连的波纹管,N为无导向而相连波纹管的总波数
A.3.3膨胀节整体弹性刚度 单式膨胀节整体弹性刚度按下列公式计算 A.3.3.1 轴向弹性刚度按式(A.134)计算
a K，- (A.134 b)横向弹性刚度按式(A.135)计算
1.5Df K
= (A.135 NL士.r 轴向位移符号的定义见式(A.119)
弯曲弹性刚度按式(A.136)计算
xD K，= (A.136 1.44X10N 54
GB/12777一2019 A.3.3.2复式膨胀节整体弹性刚度按下列公式计算 轴向弹性刚度按式(A.137)计算
(A.137 K，= 2N b 复式自由型膨胀节、比例连杆复式自由型膨胀节、复式拉杆型膨胀节、复式钦链型膨胀节和复 式万向钞链型膨胀节横向弹性刚度按式(A.138)计算
K.D A.138 K，= -NL
王
-L王工丽 轴向位移符号的定义见式(A.119)
弯曲弹性刚度按式(A.139)计算
xDf K，= A.139 2.881oN 弯管压力平衡型膨胀节整体弹性刚度按下列公式计算 A.3.3.3 轴向弹性刚度按式(A.l40)计算
a 片.-+、 A.140) 式中: N--工作波纹管总波数 -平衡波纹管总波数
N 弯管压力平衡型膨胀节只有一个工作波纹管时,横向刚度按式(A.135)计算;当工作波纹管为 b 两个时,横向刚度按式(A.138)计算
A.3.3.4直管压力平衡型膨胀节整体弹性刚度按下列公式计算 整体轴向弹性刚度按式(A.141)计算
a A.141 、+、+、 K = 式中 工作波纹管(1)单波轴向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/mm); fn 工作波纹管(2)单波轴向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/mm); f 平衡波纹管单波轴向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/mm): i3 N 工作波纹管(1)波数; N 工作波纹管(2)波数 N 平衡波纹管波数
b 整体横向弹性刚度按式(A.l42)计算
KK 卜 K， A.142 K
K2十KK十KK 式中: K， 工作波纹管(1)横向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/; mm; 工作波纹管(2)横向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/mm) -平衡波纹管横向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/n mm
K、K?、K的计算见式(A.l35)
A.3.3.5旁通直管压力平衡型膨胀节整体轴向弹性刚度按式(A.143)计算
整体横向弹性刚度按 式(A.l44计算
21 K，一 A.l143 N 55
GB/T12777一2019 K (A.144 K， K十K， KK符号的定义见式A.142) A.3.3.6复式铵链直管压力平衡型膨胀节、复式万向钞链直管压力平衡型膨胀节整体轴向弹性刚度按 式(A.141)计算
整体横向弹性刚度按式(A.145)计算
D A.145 K，=！ r3 4NL
一L士 式中 D 工作波纹管平均直径; -工作波纹管单波轴向弹性刚度; f 一个工作波纹管波数
轴向位移符号的定义见式(A.119)
L
、L含义见图A.11
图A.11L、L含义示意图 A.3.3.7外压直管压力平衡型膨胀节整体轴向弹性刚度按式(A.141)计算
整体横向弹性刚度按 式A.146)计算
(A.146 K,=K十Ka十K， K、K2、K符号的定义见式(A.142)
A.3.3.8波纹管扭转弹性刚度按式(A.l47)计算
T'GmD K A.147 一T A.3.4波纹管压力推力 波纹管压力推力按式(A.148)计算
F,=A， A.148 A.4膨胀节自振频率的计算 A.4.1自振频率的范围 膨胀节可用于高频低幅振动系统,为了避免膨胀节与系统发生共振,膨胀节自振频率应低于2/3的 系统频率或至少大于2倍的系统频率
A.4.2自振频率的计算 U形波纹管所有波纹间体积按式(A.l49)计算
A.4.2.1 v-(D-一)- A.l49 -昏ND.A A.4.2.2单式膨胀节轴向振动自振频率
按式(A.150)计算
56
GB/T12777一2019 K A.150
=CW 式中 包括加强件的波纹管质量,介质为液体时w还应包括仅波纹间的液体质量,单位为千克 W kg); 对于前五阶振型,C,的取值见表A.6
表A.6c值 波数 14.23 5.41 28.50 37.19 15.63 42.66 30,.27 52.32 58.28 15.71 30.75 44.76 56.99 66,.97 15.75 31,07 45,72 59,24 71.16 31.23 73.57 15.78 46.20 60.37 31.39 46.53 61.18 75.02 15.,78 15.79 31.39 46.69 61.66 75.99 15.,79 31.39 46.85 61.98 76.63 5.79 10 31.55 47.01 62.30 77.12 >ll 5.81 31.55 47.01 62.46 77.44 A.4.2.3单式膨胀节横向振动自振频率f按式(A.151)计算
A.151 f
=C(D./L 'w 式中 W -包括加强件的波纹管质量,介质为液体时w还应包括一个直径为Dm、长度为L的液柱质 量,单位为千克(kg); 对于前五阶振型,C,的取值见表A.7
表A.7c值 355.79 531.27 214.12 39.93 l09.80 A.4.2.4复式膨胀节轴向振动自振频率按式(A.152)计算
K f,=7.13 A.152 W 式中 w 包括加强件的一个波纹管加中间管质量,介质为液体时w还应包括一个波纹管的仅波纹 间的液体质量,单位为千克(ke. 复式膨胀节中间管两端同相横向振动自振频率，按式(A.l53)计算
A.4.2.5 57
GB/T12777一2019 (A.153 f
=8.73(Dm/L W 式中 W 包括加强件的一个波纹管加中间管质量,介质为液体时w还应包括一个直径为Dm,长度 为(L
一L)的液柱质量,单位为千克(kg. A.4.2.6复式膨胀节中间管两端异相横向振动自振频率,按式(A.154)计算
K 一151D.L" (A.154 W 式中 W 包括加强件的一个波纹管加中间管质量,介质为液体时w还应包括一个直径为D.、长度 为(L,-Li)的液柱质量,单位为千克(kg)
-端刚性固定的导流筒的自振频率，按式(A.155)计算
A.4.2.7 丽 .(A.155 f，=(3329.93/L D A.5导流筒的设计 A.5.1导流筒的设置 当有下述要求之一时应设置导流筒 要求保持摩擦损失最小及流动平稳时 a b)介质流速较高,可能引起波纹管共振; 存在磨蚀可能时 c 介质温度高,需降低波纹管金属温度时
d A.5.2流速的计算及限制 A.5.2.1无导流筒波纹管许用流速的经验数值见表A.8,许用流速的计算按式(A.156)
实际流速大于 表A.8,但小于式(A.156)计算的结果时,也可不设置导流筒
不设置导流筒时,对于气体介质,允许的 流速不应超过19.8m/s;对于液体介质,允许的流速不应超过7.6m/s
表A.8许用流速 气体 介质 液体 层数 公称直径 许用流速[u]/(m/s) mm 50 1.22 1.83 2.13 2.44 2.74 2.44 3.35 4.27 4.88 5.49 100 3.05 4.27 7.01 8,53 9,75 2.13 3.66 4.88 4.88 10.97 >150 3.05 4.27 5.18 6.10 6.71 7.32 10.36 12.80 14.63 16.46 注:中间公称直径用插值法得到许用流速
58
GB/T12777一2019 KB A.156 [u]=0.026gK me 式中: 流动系数,对于液体为1,对于气体为2:; K -包括加强件的波纹管质量及波纹间液体质量,单位为千克(kg)
mlel A.5.2.2若在膨胀节上游存在阀门、三通、弯头及旋风装置,流动加速系数按表A.9
介质通过波纹管 或导流筒的局部最大流速u,按式(A.157)和式(A.158)计算
表A.9流动加速系数C 上游直管长度 上游装置 1,0 >10D 任意 1个或2个弯头 1,5 <10D 2.0 10D 3个或更多弯头 2.5 一10D 1个阀门、三通或旋风装置 4.0 10D 2个或更多阀门、三通或旋风装置 A.157 uim、=uC
A.158 um<[u A.5.3导流筒的厚度 导流筒厚度按式(A.159)计算
A.5.3.1 A.159 o=CC,C,心ma 式中 长度系数,按式(A.160)和式A.161)计算 C ！<450mm) A.160 C=/L7450(L
450mm A.161 流速系数,按式(A.162)和式(A.63)计算
C.=1 A.l62 um、<30m/s =um/30ume 30m/s A.l63 温度系数,按式(A.164)和式(A.165)计算
C T<150C) A.164 T150C A.165 C，=E!"/E A.5.3.2推荐的导流筒最小厚度见表A.10. 59
GB/T12777一2019 表A.10导流筒最小厚度 单位为毫米 公称尺寸 公称尺寸 最小厚度" 最小厚度O 8 5080 0.6 650~1200 1.5 100~25o 12501800 l.0 2.0 300~600 1.2 >1800 2.5 注矩形膨胀节导流筒的厚度可按等面积原则确定 A.6保护罩的设计 A.6.1保护罩的设置 当有下列情况之一时应设置保护罩: a 当外部实际自由流动介质流速超过式(A.166)和式(A.167)计算值时,外部实际自由流动介质 引起的漩涡脱落频率与波纹管自振频率接近,共振作用会导致波纹管破坏; b) 由外部横向流动产生的牵引力而引起的单个波纹管非周期性位移不满足A.6.3规定时 e 膨胀节在运输、安装过程中,波纹管可能受到破坏时; d)波纹管内外壁温差要求较小时
A.6.2外部流速限制 波纹管外部自由流动介质自由流浊按式(A.166)和式(A.167)计算
K Vm=0.066h A.l66 m 0.029D:K V A.167 OmX nn " A.6.3牵引力限制 由外部横向流动引起的单个波纹管非周期性位移按式(A.168)计算
pVN(L土r (A.168 y 10D 应将该位移与设计中的其他位移综合后确定总单波当量轴向压缩位移e
和单波当量轴向拉伸位 移e,,且不超过em和e
此外，在设计压力下基于该横向位移的子午向总应力范围d，< 1.5C.[o] A.6.4保护罩的厚度 保护罩的厚度计算可参照导流简厚度计算
60
GB/12777一2019 附录 B 资料性附录 矩形波纹管的设计 B.1符号 个U形或V形波纹的金属横截面积,单位为平方毫米(mm). A
=[2开r
十、2一2r干一r. (B.1 矩形波纹管有效面积,单位为平方毫米(mm'); A=LL (B.2 2.0(当直边段承受压力时被完全支撑); 1.5(当直边段承受压力时没有被完全支撑) 由疲劳试验结果得到的应力集中系数,是拐角形状和焊接接头有效系数的函数
对于圆形 拐角C;>1.5;对于单斜接拐角和双斜接拐角C,>2.5; 由疲劳试验结果得到的应力集中系数,是压力作用的丽数,C>l.0; 允许最大单波当量轴向位移,单位为毫米(mm): 由“y”引起的单波当量轴向位移,单位为毫米(mm); 由“y,”引起的单波当量轴向位移,单位为毫米(t (mm 由“”引起的单波当量轴向位移,单位为毫米(n (mm tem 由“”引起的单波当量轴向位移,单位为毫米(m mm; 矩形波纹管波纹段横截面的惯性矩，单位为四次方毫米(mm') (2一g 1=No 十0.4q(h一0.2q) 用于U形波纹管)(B.3) 48 ( -2rT-A-A I=No 十1.6r
(h一0.7r.)用于V形波纹管 12 (B.4 K -矩形波纹管截面形状修正系数; Nhlh 2r一FS K
十3.1416r(h一0.7268r 21 B.5 K， 平行于长边方向的膨胀节整体横向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/ mm; K， -平行于短边方向的膨胀节整体横向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/mm); K
-平行于长边平面的膨胀节整体弯曲刚度,单位为牛米每度[N
m/)] K -平行于短边平面的膨胀节整体弯曲刚度,单位为牛米每度[Nm/")]; 时 长边平均长度,单位为毫米(mm); l B.6 L =十h -长边内侧长度,单位为毫米(mm); 长边有效长度,单位为毫米(mn m; Lmr 3L，十L B.7 ( Lm=" L十L
GB/T12777一2019 -短边有效长度,单位为毫米(mm); L" 3L，十L B.8 加 " L+ 短边平均长度,单位为毫米(mm); ！ B.9 L
=十h 波纹管直边段长度,单位为毫米(mm); ！ 短边内侧长度,单位为毫米(mm); -长边中线与波纹段中线的交点处由压力引起的波纹管梁模式挠度,单位为毫米(mm); yml -短边中线与波纹段中线的交点处由压力引起的波纹管梁模式挠度,单位为毫米(mm); yme 平行于长边方向的外加横向位移,单位为毫米( mm; y 平行于短边方向的外加横向位移,单位为毫米( mm -平行于长边平面的单式轴向型膨胀节角位移,单位为度(); -平行于短边平面的单式轴向型膨胀节角位移,单位为度('); 压力引起的长边周向薄膜应力,单位为兆帕(MPa) 7 压力引起的短边周向薄膜应力,单位为兆帕(MPa); o7 -压力引起的长边周向弯曲应力,单位为兆帕(MPa); 压力引起的短边周向弯曲应力,单位为兆帕MPa) d 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弯曲应力,单位为兆帕(MPa); 1 -压力引起的波纹管直边段弯曲应力,单位为兆帕MPa)
m B.2波纹管设计 B.2.1矩形波纹管的波形见图B.1
矩形波纹管的拐角形状见图B.2
“U”形波纹 b “V"形波纹 a 图B.1矩形波纹管的“U”形波纹和“”形波纹 62
GB/T12777一2019 单斜接角 b 双斜接角 圆接角 a 图B.2矩形波纹管的拐角形状 B.2.2压力应力计算及其校核按式(B.10)式(B.27)计算
Lg B,10 <[] 2A
plg B,l1 <[o]
2A. 如果N=1,则a及a,=0
pNgLh B,12 o8l 24I p(N十2L, B.13 2 如果<1.33K.,[],则di=d; 如果ol>1.33K.[d],则d= 1=o8l
NgLh B.14 o8sa 24I (Ng十2L)3 B.15 o8 28" 如果a1.33K.[],则=口m 如果o>1.33K.[o],则，=o
如果直边段有完全承受压力的支撑,则L，= =0; 如果N=1,令及o=0. 1.3rm (-" 会 a，= B.16 0.938pL (B.17 11 当ol<1.33K.[o]，时,a们十a且<1.33K.[a]蠕变温度以下) B.18 当oi<1.33K,[]，时,d，十d，<1.33K,[o]蠕变温度以下) B.19 .33K.[a]，时,di
GB/T12777一2019 (B.37 横向位移“y”引起单波当量轴向位移按式(B.38)和式(B.39)计算
b 3L1y B.38 e= N王r 3L.y B.39 ey= NL 士r 在式(B.38)和式(B.39)中,当轴向位移“r”为拉伸时取“十”号,当轴向位移“”为压缩时取 -”号 角位移“0”引起单波当量轴向位移按式(B.40)和式(B.41)计算
rOL1 B,40 e 360N O.L B.41 360N B.3.1.2复式膨胀节单波位移按下列公式计算 轴向位移“r”引起单波轴向位移按式(B.42)计算
a B.42 横向位移","引起单波当量轴向位移按式(B.43)和式(B.44)计算
b 3 B.43 ， eyl= NL 1十(L
一L)/L 3L B,44 l" “,-NL干L
LNL Lh士.r/2 轴向位移符号的定义见式(B.38)和式(B.39)
角位移“g”引起单波当量轴向位移按式(B.45)和式(B.46)计算
T0L B,45 e0= 720N r,L B,46 e 720N B.3.1.3膨胀节承受组合位移时,其单波总当量位移范围的计算及其校核按式(B47)一式(B.50)
e=0.5g B.47 e
=e,十e,十e明十eh十le, B.48 e
=e十e十e即十e心一le， B.49 e为e
和e
中的较大值,e<[e]
GB/12777一2019 附录 C 资料性附录) 结构件的设计 c.1符号 矩形截面板宽度,单位为毫米( mm; -端管外径,单位为毫米(mm); 总轴向力,包括波纹管压力推力及其他轴向作用力,单位为牛(N); 截面惯性矩,下标表示所对应的轴,单位为四次方毫米(mm'); 销轴半径,单位为毫米(mm); 截面静矩,下标表示所对应的轴,单位为三次方毫米(mm*). 介质温度,单位为摄氏度(); 结构件设计温度,单位为摄氏度(C); w 结构件高温焊接接头强度降低系数; 矩形截面板厚度,单位为毫米(mm); -正应力,单位为兆帕(MPa); [] 按相关标准取值的室温下材料的许用应力,单位为兆帕(MPa); [] 按相关标准取值的设计温度下材料的许用应力,单位为兆帕(MPa) -剪应力,单位为兆帕(MPa)
C.2结构件设计通用要求 结构件设计方法 C.2.1 膨胀节结构件宜采用本标准按照力学模型推导的设计公式设计
也可以采用有限元分析方法,有 限元分析结果的判定执行JB4732
C.2.2受压(力)结构件焊接接头设计原则 膨胀节受压(力)结构件的焊接接头按等强度原则进行设计
C.2.3结构件设计温度选取原则 膨胀节结构件的设计温度1与介质温度1、内部隔热、外部保温情况相关,在进行膨胀节结构件设计 时,可参考表C.1确定其设计温度
表c.1膨胀节结构件设计温度1选取原则 结构件名称 环境条件 筒节、端板、端环,筋板、立板 拉杆、较链板、销轴、十字销轴、万向环 <65 =！或按传热分析计算 无内隔热,无外保温 小=0.9r t 87
GB/T12777一2019 表c.1(续 结构件名称 环境条件 筒节、,端板、端环,筋板、立板 拉杆、钦链板、销轴、十字销轴、万向环 =或按传热分析计算 无内隔热、有外保温 1=t t 有内隔热,无外保温 按传热分析计算 有=0.33'且不低于80 有内隔热、有外保温 按传热分析计算 按传热分析计算 c.2.4结构件许用应力选取原则 膨胀节结构件的许用应力选取依据GB/T150.2一2011中4.1.1、4.2.1、5.1.1,5.,2.1,6.1.1和6.2.1
c.2.5位移功能设计原则 膨胀节设计要兼顾波纹管和结构件之间的位移协调,确保波纹管和结构件位移过程不出现干涉 C.2.6结构件高温焊接接头强度降低系数 当结构件设计温度处于表C.2中给出的温度范围内时,设计校核应计及材料的高温焊接接头强度 降低系数w
表c.2结构件高温焊接接头强度降低系数w 温度/C 材料 427454 482510538566593621649677704732760788816 铬钼钢 0,950.910,860.820,770,730,680,64 焊后固溶退火的奥 氏体不锈钢、等级3Xx 和N088XX、N066XX的 镍合金的自熔焊缝 奥氏体不锈钢 等级3XX和N088XX 0.950,.910.860.820.770.730.680.640.590.550.50 的镍合金 受压筒节 C.3.1 受压简节的设计按GB/T20801.3一2006中6.1规定
C.3.2对装有立板的受压筒节,除按C.3.1校核强度外,还应计及压力推力通过立板在受压筒节上引起 的应力集中和变形
68
GB/12777一2019 C.4端环 C.4.1外压轴向型膨胀节及旁通压力平衡型膨胀节中端环(见图C.1)的设计及校核按式(C.1)计算
说明: 进口端管; -端环; 3 -外管
图c.1端环 D" C.1 <[]" 4 式中 D -端环外径,单位为毫米mm); -端环外周界应力计算系数,见表C.3 表c3端环外周界应力计算系数 d/D dl/D 0.017 0.25o 0.9 0.6 0.072 0.361 0.8 0.5 0." 0.151 C.4.2端环与进口端管、外管的焊接参照GB/T150.3一2011图D.ll的焊接结构
C.5立板 C.5.1单式铵链型,单式万向较链型、复式较链型、复式万向铵链型膨胀节中立板结构应根据工作压 力、端管直径选用 c.5.2无马鞍板的立板(见图c.2)的设计及校核按式(c.2)和式(c.3)计算
0.375F <0.6[] C.2 ,0 69
GB/T12777一2019 1.5FL <1.5[]" C.3 6" 式中 主钞链板中心至立板与端管焊接接头的距离,单位为毫米mm). -4放大 说明: -副钦链板 主较链板 -立板; 端管 图c.2无马鞍板的立板 C.5.3两端均有马鞍板的立板(见图C.3)的设计及校核按式(C.2)和式(C.4)计算
FL(b十20. - C.4 二K.,[] 式中 -立板组合截面惯性矩,单位为四次方毫米(mm'); dl u(b十20,) 4o)b I， C.5 24 K
截面形状系数 6(h十20.[b'o十do.(h十. C.6 K
l(6十26)?一6l一4d 立板厚度,单位为毫米(mm); o 马鞍板厚度,单位为毫来(mm) o 两立板对端管圆心的夹角,单位为弧度(rad. 70
GB/T12777一2019 说明 -副饺链板; 主钦链板; -立板; 马鞍板 端管
图c.3有马鞍板的立板 C.5.4一端马鞍板一端环板的立板(见图C.4)的设计及校核同两端均有马鞍板的立板
C.5.5立板与端管,马鞍板(环板),主较链板、副较链板及端管与马鞍板、立板的焊接参照GB/T985.1一2008 表1序号10,序号12,表2序号10的焊接结构
五 6 说明 副绞链板; 主较链板; -立板; 马鞍板 -端管 -环板
图c.4一端马鞍板一端环板的立板 C.6较链板 单式钞链型,单式万向钞链型,复式钞链型、复式万向钞链型膨胀节中钞链板(见图C.5)的设计及 校核按式(C.7)式(C.9)计算
拉伸应力 -<[] C.7 o一 "w-, 71
GB/T12777一2019 挤压应力 s1.5[o C.8 2mr, 剪应力不 0.6[o 2n一 当L>4时,可不计及剪应力
式中 -钞链板数量
对于单式钞链型、复式钞链型膨胀节其主皎链板n=2,副较链板n=4;对于单 式万向较链型、复式万向铵链型膨胀节n=4; 钞链板孔中心到较链板边缘的距离,单位为毫米(n mm 图c.5铵链板 销轴 C.7.1单式钞链型单式万向钞链型、复式钦链型、复式万向钞链型膨胀节中销轴(见图C.6)的设计及 校核按式(C,10)计算
(C.10 一<0.6[叮] =而 复式万向钦链型膨胀节中十字销轴(见图c.6)的设计除应满足式(c.)外,还应按式(c.) C.7.2 式(C.13)核算
3FBh 弯曲应力 1.5[] C.11) 4h一8 挤压应力 1.7[ C.12 oi= 4r,h 剪应力 0.6[o C.13 2hh
一2r, 式中 B 十字销轴长度,单位为毫米(n mm; 十字销轴宽度,单位为毫米(n h mm; 十字销轴厚度,单位为毫米(n h9 mm
72
GB/T12777一2019 la 图c.6十字销轴 C.8万向环 C.8.1圆形万向环(见图C.7)的设计及校核按式(C.14)和式(C.15)计算
挤压应力按式(C.8)计算
0.75FD十)b 正应力口= 1.5Lo] ------- C.14 ( 0.156F(b十0.6)(D十)6 s0.8 C.15 剪应力下= (b-8T 式中 -圆形万向环内径,单位为毫米(mm)
D 图c.7圆形万向环 C.8.2方形万向环(见图C.8)的设计及校核按式(C.16)和式(C.17)计算
挤压应力按式(C.8)计算
73
GB/T12777一2019 图c.8方形万向环 0.75FL十)6 正应力 3l.5[o C.l6 (一8 0.75F 剪应力 0.6[a] (C.17 一2 式中 -方形万向环内边长,单位为毫米(mm) C.8.3圆形万向环的焊接参照GB/T985.1一2008表2序号5、序号7的焊接结构
方形万向环的焊接 参照GB/T985.1一2008表2序号9,序号11的焊接结构
C.9拉杆 复式拉杆型、弯管压力平衡型和直管压力平衡型膨胀节中拉杆的设计及校核按式(C.18)计算
(C.18 [ nA 式中 -拉杆有效截面积,单位为平方毫米(mm); 拉杆数量
拉杆直径的选取除应满足式(C.18)的要求外,还应符合表C.4的要求
表C.4拉杆最小直径 单位为毫米 膨胀节公称尺寸DN 拉杆长度LT DN<150 150
GB/T12777一2019 拉杆孔数量; S 截面对中性轴Z的静矩,单位为三次方毫米(mm'); do.(b十.)十'o (c.25) ,- SN -筋板厚度,单位为毫米(mm); o -端板厚度,d不小于拉杆半径,单位为毫米(n mm; 筋板间夹角,单位为弧度(rad) 4一4放大 说明: -端板; -端管; -马鞍板; -筋板 图C.10有筋板的端板 C.10.3端板与端管的焊接参照GB/T985.1一2008表2序号9,序号11的焊接结构
筋板与端板、端 管的焊接参照GB/T985.1一2008表2序号9的焊接结构
马鞍板与筋板、马鞍板与端管的焊接参照 GB/T985.1一2008表1序号10的焊接结构
76
GB/12777一2019 附 录 D 资料性附录 波纹管高温疲劳试验 D.1范围 本附录给出了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
D.2高温疲劳试验要求 D.2.1试验件 D.2.1.1用于疲劳试验的波纹管应足以代表常规生产的波纹管
用于疲劳试验的试验件应采用同样 的下料、滚圆、焊接、校圆,成形、整形及热处理方法
D.2.1.2应记录每个试验件的详细制造过程
D.2.1.3完成后的试验件应具有与常规生产的波纹管同样的尺寸、表面粗糙度及成形条件 D.2.1.4多层波纹管应具有排放层间气体的通道
D.2.1.5波纹管高温疲劳试验一般在材料蠕变温度范围内进行,通常在425C以上进行 D.2.2试验件尺寸要求 用于高温疲劳试验件的波纹管尺寸需满足以下要求见图D.1): 波纹管内径 >l681 D mm; a b 波纹总长 L<2D c 波高 h>L1/N; N3; d)波数 直边段长度 L，>/D7
e 几几几几 图D.1波纹管波形参数 D.2.3波纹管材料 试验件应采用常规生产的合格材料制造
任何对波纹管材料所做的特殊处理或修整均需记录
D.2.4波纹管的热处理 若对试验件做热处理,应记录下列信息 a 保护气氛; b加热速度; 77
GB/T12777一2019 保持温度 c d 保温时间; 冷却速度
e D.2.5试验装置 D.2.5.1一般要求 试验应在专用的高温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
试验装置应能够使试验件牢固定位并且能够实 现指定的循环位移
波纹管的失效定义为贯穿材料的泄漏
D.2.5.2循环计数器 试验装置中应该提供可靠的循环计数器,能够记录每一个试验波纹管失效前的总循环次数
D.2.5.3试验介质 高温疲劳试验时一般选用惰性气体作为试验介质
D.2.5.4试验速度 试验装置应该控制在整个行程中运动平稳,试验循环速率应根据位移在各波纹中均匀分配所需时 间确定,且行程速度不超过25mm/s
D.2.5.5波纹管位移 试验用波纹管应只做轴向位移循环
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
位移测量装置精度应不低于1.0 mm
D.2.5.6温度控制 试验装置应能够将温度控制在所设定试验温度的土5C
D.2.5.7保持时间控制 试验装置应能够使各次位移循环之间的保持时间控制在所设定时间的士1%
D.2.6试验温度 对于设计温度在材料蠕变温度范围内的波纹管,试验温度为设计温度
D.2.7试验压力 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士10%
D.2.8试验件设计要求 每次疲劳试验需要4个波纹管试验件,试验件标记为1-4,且满足如下要求 1号和2号设计参数相同 a b) 3号和4号设计参数相同 c 1号2号总应力范围(G,)与3号、4号相差至少2倍 d)1号,3号各次循环之间的保持时间(H)应与2号、4号相差至少100倍 78
GB/T12777一2019 每次循环定义为由初始位置运动到最终位置保持一段时间,再回到初始位置
D.3疲劳寿命计算方法 波纹管的高温疲劳寿命计算方法按照如下方法进行 进行高温疲劳试验并记录试验结果
a 按照本标准计算每一个试验件的总应力范围(,),并记录每一个试验件的试验结果,见表D.1
表D.1试验件数据记录 总应力范围a 保持时间H 样品编号 疲劳破坏次数N
MPa o， H H N
o H N
H N
计算平均总应力范围
b ,/2 D.l 12=(o十ag s=(o十a/2 D.2 求取中间值
Ig(Na/Na A= D.3 g(H/H lg(Na/N. B D.4 lg(H/Hm 求取常数 d N.H验 lg" N
D.5 lg(1/n D.6 b=N.Ho; B lg(o12/o84 D.8 d=A十clg口n 求取任一在总应力范围及保持时间下的平均失效循环次数 N
=bo"uHH，" D.9 式(D.9)适用于设定温度下所试验的波纹管材料和材料状态
D.4疲劳性能 圆形波纹管蠕变温度范围内的试验循环次数应大于按式(D.9)计算的疲劳寿命
在规定的试验位 移循环次数内波纹管应无泄漏
可通过压力表压力降低的速率确定波纹管是否泄漏
D.5N06625(Grade2)材料波纹管在720C时的疲劳设计 No6625(Grade2)材料无加强U形固溶态波纹管720C高温疲劳设计按式(D.10)计算
79
GB/T12777一2019 -2.820+0.22lkH一-0921 (D.10 N
=2.750×10"a， 式中: N
-平均失效循环次数,单位为周次 HI 保持时间,单位为小时(h). 其他蠕变范围内温度区间可参照应用,注意避开材料敏化温度
80
GB/12777一2019 附录E 资料性附录 选 型 E.1 一般要求 E.1.1系统设计单位应对管道布局,介质特性,管系的压力、温度、膨胀(收缩量,介质流速及管系的振 动特性有充分的了解,确定膨胀节的安装位置与适用类型
E.1.2系统设计单位应提供明确的膨胀节工作条件和设计条件,提出合理的膨胀节设计参数,对 其选材、设计、制造、质量控制等方面提出适宜的要求,填写膨胀节设计条件表，参见表11和 表12
E.1.3对于跨越、穿越厂区内铁路和道路的管道,在其跨越段或穿越段上不宜设置膨胀节
E.1.4管道布置,固定管架、导向管架和承重管架的设置应避免膨胀节承受过量或非预期的变形和作 用力
E.2管段划分与管架设置要求 E.2.1管段 管段是指管线上两固定管架之间的一段管道
一个管段上所有位移应在两个固定管架之间被 吸收
E.2.2管段划分 当管道选用膨胀节吸收其热膨胀时,首先应确定固定管架的位置,通过设置固定管架将其划分成形 状简单的独立管段(如直管段、“1”形管段、“Z”形管段、“I”形管段等),然后进行补偿设计
由于波纹 管及膨胀节构件传递扭矩和吸收扭转的能力较差,在设置固定管架和膨胀节时,应尽量避免独立管段组 成的平面超过两个,以免膨胀节承受扭转载荷;当扭转不可避免时,应给出具体的扭矩值,以便膨胀节设 计时对受力结构件进行加强
E.2.3无约束型膨胀节补偿管段的管架设置要求 E.2.3.1固定管架 对于选用无约束型膨胀节进行补偿的管段,固定管架包括主固定管架、中间固定管架和定向导向管 架
固定管架的作用是吸收管线载荷并控制位移的方向
E.2.3.2固定管架的设置 E.2.3.2.1两个固定管架之间应只使用一个无约束型膨胀节,保证膨胀节只在其设计位移范围内工作
E.2.3.2.2选用无约束型膨胀节的管段通常为直管段
当管系压力极低时(压力推力不会引起管道挠 曲,固定管架之间亦可为弯曲管段 E.2.3.2.3固定管架应具有足够的强度和刚性
81
GB/T12777一2019 E.2.3.3主固定管架 E.2.3.3.1主固定管架设置位置 在包含一个或多个无约束膨胀节的管系之中,主固定管架安装在下列位置: 管道介质流动方向变化处 a b 同一直管段上两个直径不同的膨胀节之间; 带有一个无约束膨胀节的旁路支管与主管线的连接处 c d 两个无约束膨胀节之间装有截止阀或减压阀处 管道的盲端
主固定管架承受的载荷 E.2.3.3.2 主固定管架承受的载荷主要包括以下几种 膨胀节长度变化引起的位移反力; a b 压力推力(波纹管有效面积与设计压力的乘积); 管道在导向管架或托架上移动的摩擦阻力 c 在管道方向改变处由介质流动产生的冲击力; d 管道的重量(包括内部介质、保温层的重量); 冲击载荷(如操作快动阀门或防爆膜引起的); 风载 g 试验压力引起的任何附加压力推力
h E.2.3.4中间固定管架 中间固定管架应能承受与其相连的每个管段施加的力和力矩
中间固定管架承受的载荷主要包括 以下几种 膨胀节长度变化引起的位移反力 a b 管道在导向管架或托架上移动的摩擦阻力; 在管道方向改变处由介质流动产生的冲击力; c 管道的重量包括内部介质,保温层的重量); d 冲击载荷(如操作快动阀门或防爆膜引起的): e f 风载
E.2.3.5定向固定管架 定向固定管架仅在一个方向上允许管道位移,在另一个或多个方向阻止管道位移
定向固定管架 在固定位移方向承受的载荷同主固定管架
定向固定管架也可以起到导向管架的作用
为了减小管道 和设备上的载荷并保证定向固定管架正确起作用,应采用摩擦系数较低的摩擦副
E.2.3.6直线导向管架 E.2.3.6.1直线导向管架的作用是保证管道位移沿其轴线方向,防止横向位移或角位移的发生
导向 管架的侧向力可以按波纹管压力推力的7%~15%计算
对于安装轴向型膨胀节的直管段,需在靠近 膨胀节的位置设置直线导向管架,数量一般不少于4个
E.2.3.6.2为了保证导向管架的有效性,一般使膨胀节一端靠近一个固定管架,另一端由导向管架约 82
GB/T12777一2019 束,见图E.1
这种布设方式既可以使位移得到正确导向,又可以使膨胀节的两端得到适当的支撑
第 一个导向管架与膨胀节端部的间距L，应不超过4倍的管道外径,第一导向管架与第二导向管架之间 的间距L，应不超过14倍管道外径
其余相邻两导向管架之间的最大间距L，按式(E.1)计算
EI L
=1.572 (E.1) pA
士 ;e， 式中: -其余相邻两导向管架之间的最大间距,单位为毫米(mm); L -管道材料弹性模量,单位为兆帕(MPa) E， -管道横截面惯性矩,单位为四次方毫米(mm'); 设计压力,单位为兆帕(MPa); A -波纹管有效面积,单位为平方毫米(mm='); -波纹管单波轴向弹性刚度,单位为牛每毫米(N/mm); -波纹管单波轴向位移,单位为毫米(mm) 工作状态中,波纹管受压缩时用+|fie,l波纹管受拉伸时用一|fi;e MA DZ. MA 图E.1直线导向管架的间距布置示意图 E.2.4约束型膨胀节补偿管段的管架设置要求 E.2.4.1固定管架 对于选用约束型膨胀节进行补偿的管段,波纹管的压力推力由拉杆或钞链板约束,不再作用于固定 管架上,此类固定管架为中间固定管架
E.2.4.2中间固定管架 中间固定管架承受的载荷同E.2.3.4
E.2.4.3直线导向管架和平面导向管架 选用约束型膨胀节进行补偿的直管段,在靠近膨胀节的位置至少设置3个导向管架,保证施加于膨 胀节的位移方向与最初设计相吻合
选用约束型膨胀节补偿其他类型管段,通常在组合膨胀节的一端 设置平面导向管架,另一端设置直线导向管架,以保证管道只在一个平面内发生横向位移和/或角位移 E.2.4.4弹簧吊架 用以承受管道垂直载荷的弹性支吊架
弹簧吊架不限制管道的位移
83
GB/T12777一2019 E.3 膨胀节选型 E.3.1管架与膨胀节图例符号 管架与膨胀节图例符号见表E.1
表E.1图例符号 图例 符号 名称 图例 符号 名称 比例连杆复式自由型 MA FZB 主固定管架 膨胀节 IA FL 中间固定管架 复式拉杆型膨胀节 F DMA 定向固定管架 复式较链型膨胀节 导向管架 Fw 复式万向饺链型膨胀节 PG 平面导向管架 WP 弯管压力平衡型膨胀节 弹簧吊架 SS ZP 直管压力平衡型膨胀节 外压直管压力平衡型 单式轴向型膨胀节 D WZP 膨胀节 旁通直管压力平衡型 w2 PP 外压轴向型膨胀节 膨胀节 复式钦链直管压力平衡型 D FJP 单式钦链型膨胀节 膨胀节 单式万向钦链型 复式万向钦链直管压力 Dw FwP 膨胀节 平衡型膨胀节 FZ 复式自由型膨胀节 84
GB/T12777一2019 E.3.2直管段膨胀节选型 直管段可以选用无约束型膨胀节,也可以选用约束型膨胀节
直管段膨胀节选型见表E.2. 表E.2直管段膨胀节选型表 序号 选型图例 膨胀节类型 说明 单式轴向型 直管段两端需设置固定 膨胀节 管架 外压轴向型膨胀节补偿量 外压轴向型 大,可用于长直管段的补 膨胀节 偿,直管段两端需设置固定 管架 直管压力平衡型 直管段两淄设置中间固定 3 膨胀节 管架 I ZP IA 外压直管压力 直管段两端设置中间周定 wZP 平衡型膨胀节 管架 IA 仅限于流速低,对压力降要 旁通直管压力 求较低的直管段,管段两端 平衡型膨胀节 设置中间固定管架 “”形三钦链用于长直管段 的补偿,当“I”形三钞链垂 直布置时,宜在“n”形两侧 四 ss 3 个单式绞链型 设置平面导向管架,并在 十 D 膨胀节组合 “”形弯头顶部设置弹簧吊 D D 架,支撑管道及上部膨胀节 三 E 的重量;管段两端设置中间 固定管架 E.3.3“L”形管段膨胀节选型 “1”形管段一般选用约束型膨胀节,压力较低时也可以选用无约束型膨胀节
选用无约束型膨胀 节时,在两个固定管架之间仅使用一个膨胀节
“IL”形管段膨胀节的选型见表E.3
85
GB/T12777一2019 表E.3“L”形管段膨胀节选型表 膨胀节类型 序号 选型图例 说 明 G D来 用于短管腿的伸长量与2个膨胀节变 2个单式饺链型 形后产生的轴向缩短量相当的“L”形 四来 膨胀节组合 管段 I 率 D 3个单式较链型 用于短管腿较长的“L”形管段 叫 膨胀节组合 G 用于短管腿长度与复式钦链型膨胀 复式钞链型膨胀节 节长度接近的“L”形管段 用于短管腿长度与复式拉杆型膨胀 复式拉杆型膨胀节 F 节长度接近的“I”形管段 WP 用于仅适合在管道拐弯处布置1个膨 弯管压力平衡型 胀节,且与其相连的管道支座和设备 膨胀节 管口受力要求苛刻的“L”形管段 86
GB/T12777一2019 表E.3(续 序号 选型图例 膨胀节类型 说 明 MA 此管段选用能同时吸收轴向、横向两 单式轴向型 个方向位移的单式轴向型膨胀节， ,该 DZ. 膨胀节 膨胀节为无约束型膨胀节,需要注意 固定管架类型不同 DMA MA 复式自由型膨胀节能够同时吸收辅 FZ. 向、横向两个方向的位移，且主要吸 复式自由型膨胀节 收轴向位移
复式自由型膨胀节为 无约束型膨胀节,需要注意固定管架 DMK 类型不同 复式自由型膨胀节能够同时吸收轴 向、横向两个方向的位移,且主要吸 复式自由型膨胀节 收轴向位移
复式自由型膨胀节为 无约束型膨胀节,需要注意固定管架 M 2 DMA 类型不同 E.3.4平面“Z”形管段膨胀节选型 平面“Z”形管段膨胀节选型见表E.4
表E.4平面“Z”形管段膨胀节选型表 说明 序号 选型图例 膨胀节类型 PG 用于中间管腿的伸长量与2个 图 DJ 2个单式钦链型 膨胀节变形后产生的轴向缩 D 膨胀节组合 短量相当的平面“Z"形管段
GB/T12777一2019 表E.4(续 序号 选型图例 膨胀节类型 说明 用于中间管长度与复式饺 复式钦链型 F 链型膨胀节长度接近的平面 膨胀节 “Z”形管段 3个单式较链型用于中间管腿长度较短,无法 布置膨胀节的平面“Z”形管段 膨胀节组合 次 置
贾 用于中间管腿长度与复式拉 复式拉杆型 杆型膨胀节长度接近的平面 膨胀节 “Z”形管段 来D “2” 个单式铃链型用于中间管腿较长的平面" 柬 膨胀节组合 形管段 母 一 DG E.3.5立体“z”形管段膨胀节选型 立体“Z”形管段膨胀节的选型见表E.5
表E.5立体“z”形管段膨胀节选型表 序号 选型图例 膨胀节类型 说明 用于中间管腿的伸长量 事“ 2个单式万向饺链型与两膨胀节变形后产生 膨胀节组合 的轴向缩短量相当的立 PG 烤 Dw" 体“Z”形管段 蛮， PG 88
GB/T12777一2019 表E.5(续 序号 膨胀节类型 选型图例 说明 IA 次 用于中间管腿长度与复 复式万向饺链型 4 式万向较链型膨胀节长 膨胀节 啸 度接近的立体“Z”形管段 rw日 电 G 米 食 2个单式万向 用于中间管腿较长的立 艺 钦链型膨胀节与 体“2"形管段,1个单式钦 1个单式钞链型 链型膨胀节也可以设置 w率 膨胀节组合 在下部水平管腿上 南 Dw IA 吹 用于中间管腿长度与复 复式拉杆型 Ss 式拉杆型膨胀节长度接 膨胀节 近的立体“Z”形管段 E.3.6“”形管段膨胀节选型 “I”形管段膨胀节的选型见表E.6
表E.6“卫”形管段膨胀节选型表 序号 选型图例 膨胀节类型 说明 千 贾 D G lG 2个单式饺链型 用于横梁部分的伸长量与两膨胀节变形后产生 膨胀节组合 的轴向缩短量相当的“”形管段 s9
GB/T12777一2019 表E.6(续 序号 膨胀节类型 选型图例 说明 署器 F 复式铵链型 用于横梁部分的长度与复式铵链型膨胀节长度 膨胀节 接近的“"形管段 复式拉杆型 用于横梁部分的长度与复式拉杆型膨胀节接近 的“T”形管段 膨胀节 来D来D1 2个单式钦链型 用于横梁部分较短的“n”形管段,必要时可在顶 PG 膨胀节组合 部增设弹簧吊架,支撑管道重量 事“ 国到 DJ 率 l3个单式饺链型膨胀节用于尺寸较大的“口”形管段 WP 用于仅适合在横梁拐弯处布置1个膨胀节,且与 弯管压力平衡型 其相连的管道支座和设备管口受力要求苛刻的 膨胀节 “T”形管段 E.3.7弯曲角不等于90的管段膨胀节选型 E.3.7.1当弯曲角在80"
GB/T12777一2019 变位(“冷紧”)应在现场进行
预变位间歌,30%50%)达 图E.3安装约束型膨胀节管段预变位示意图 E.3.11不当选型及其危害 E.3.11.1直管段 两个固定管架之间设置两个轴向型膨胀节,见图E.4
当两个固定管架之间设置两个轴向 E.3.11.1.1 型膨胀节时,由于波纹管刚度、管道导向管架摩擦力的差异,会导致各膨胀节吸收的位移量不同
波纹 管压缩后刚度值会降低,使得吸收位移大的波纹管,变形越来越大,影响其承压能力和疲劳寿命
另外 在两个膨胀节之间的管道,由于与波纹管端口相连,不能保持固支的边界条件,稳定性变差,导向管架的 侧向力可能远超设计值,给系统的运行带来隐患 D7 MA 图E.4两个固定管架之间布置两个轴向型膨胀节的不当选型示意图 E.3.11.1.2长直管段“T”形补偿,在“”形弯上布置4个单式皎链型膨胀节或两个复式拉杆型膨胀 节,见图E.5
选用如图E.5的布置方式时,“T”形上部管道沿轴向无约束,会导致波纹管过量变形 损坏 D 4个单式链型膨胀节 b 两个复式拉杆型膨胀节 图E.5“”"形弯的不当选型示意图 B.3.11.2立体“z”形管段 立体“Z”形管段采用3个单式万向钦链型膨胀节,见图E.6
选用如图E.6的布置方式时,相当于 在多平面管系布置了3个万向接头,系统不稳定,膨胀节可能产生过量变形,波纹管损坏
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GB/12777一2019 六阁 “ Dw w毫 Dw仁 图E.6立体“z”形管段布置3个单式万向铵链型膨胀节的不当选型示意图 93
GB/T12777一2019 附录 F 资料性附录) 安装使用要求 F.1安装准备 r.1.1核对膨胀节型号及产品合格证,阅读膨胀节安装使用说明书
F.1.2对膨胀节进行外观检查,检查波纹管表面是否有运输造成的机械损伤
F.1.3安装前不能拆除涂黄色漆的装运固定件
F.2安装要求 F.2.1膨胀节应安装在施工图规定的位置,如需对膨胀节安装位置进行修改,应经系统设计单位同意
F.2.2不应采用膨胀节变形(拉伸、压缩、横向位移角位移)的方法补偿管道的安装误差
F.2.3当膨胀节上附设有介质流向标志时,其安装方向应使该标志与管道介质实际流向一致
F.2.4膨胀节轴向预变位可在制造单位或安装现场进行,膨胀节横向和角向预变位宜在安装现场进 行,具体预变位方案参见附录E的E.3.10
F.2.5单式链型膨胀节、复式铵链型膨胀节和复式铵链直管压力平衡型膨胀节销轴连线应与位移所 在的平面垂直
F.2.6安装施工过程中应防止硬物碰撞波纹管
靠近波纹管进行焊接、气割或打磨作业时,应防止焊 接飞溅物气制火星或打磨火星溅到波纹管上
严禁焊接时在波纹管上引弧,严禁焊接地线直接搭在波 绞管上
膨胀节及系统所有管架安装完毕后,试压前应拆除膨胀节上涂黄色漆的装运固定件
由于拉杆 F.2.7 型膨胀节的拉杆与装运固定件外观相似,应注意区分
拉杆型膨胀节的拉杆是受力件,不准许拆除
r.2.8膨胀节吊装注意事项参见附录G的G.4.1.3
系统试压前 F.3 F.3.1检查并确认管系中管架的安装、膨胀节的安装、预变位及介质流向等与系统设计图的一致性
r.3.2当工作介质为气体而采用水进行压力试验时,应对水的重量施加在管道和膨胀节上的附加载荷 予以支撑,并采取相应的排水措施
当采用水进行压力试验时,水的氯离子含量应不大于25mg/L
r.3.3确认涂黄色漆的装运固定件已拆除
F.3.4对于分段试压的系统,应检查临时支撑是否满足受力要求;当分段试压的管段中安装有无约束 型膨胀节时,临时支撑应能承受波纹管压力推力
r.3.5检查膨胀节附带的压力表,阀门等是否完好
F.4系统试压 F.4.1系统压力试验应采用不少于两个量程相同的压力表
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
F.4.2系统压力试验过程中存在温度变化导致压力升高时,应设置超压泄放装置
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GB/T12777一2019 F.4.3系统压力试验过程中和试验完毕后,检查膨胀节各承压焊接接头是否泄漏,波纹管是否发生失 稳,膨胀节受力结构件、固定管架、导向管架是否损坏和出现明显变形,导向管架、膨胀节和系统中其他 活动部件在移动中是否受到阻碍
F.5使用要求 F.5.1系统开始运行至最高工作温度和最高工作压力时,应进行外观检查
确认固定管架完好,导向 管架允许管道自由移动,波纹管位移适度,无失稳和过变形,膨胀节受力构件无异常变形
F.5.2膨胀节使用期间宜进行每年至少一次的定期检查,确认膨胀节工作正常,波纹管表面无腐蚀、裂 纹及造成运动干涉的物体等
F.6膨胀节的典型破坏原因 F.6.1运输和装卸所造成的破坏 a 硬物(工具、吊链、叉车、相邻的结构物等)碰撞波纹管形成凹痕或划痕 运输和贮存时堆放不当， b 对天气变化或不利环境未采取妥善的预防措施
c F.6.2安装方法不当,安装时和安装后未采取妥善的保护措施 带有导流筒的膨胀节的安装方向与介质流向相反 a 膨胀节的安装位置与系统设计图不符; b 过早地拆除了装运固定件 c 利用膨胀节变形补偿管道的安装偏差; d 对于在膨胀节周围进行的机械施工未采取有效的防护措施， 对于在膨胀节附近进行的焊接作业未采取有效的防护措施， 在系统投人运行之前未拆除装运固定件
g F.6.3管道系统的固定管架、导向管架等设置不当
F.6.4固定管架在使用中损坏 F.6.5波纹管受到腐蚀(波纹管材料与管道流动介质或外部环境不匹配;从隔热层中渗透出的氧离子 导致不锈钢波纹管发生应力腐蚀开裂等) F.6.6系统超压(在运行中或在进行水压试验时 F.6.7波纹管发生振动由机械作用或流体流动引起)造成疲劳破坏
F.6.8波纹管的变形量过大(轴向位移、横向位移或角位移超过设计值)
F.6.9波纹管受到冲蚀(在高速流动或有冲蚀性流动介质的系统中使用无导流筒的波纹管)
F.6.10波纹管波纹中堆积有颗粒物,妨碍波纹管正常位移
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GB/T12777一2019 附 录 G 资料性附录) 安全建议 G.1通用要求 G.1.1膨胀节既要承受管系压力,又要吸收因温度变化而引起的管道尺寸变化,属于技术性很强的产 品
膨胀节在使用过程中应全面考虑系统的工作特性,膨胀节的设计特点和制造质量以及安装、测试和 运行的规程
G.1.2波纹管是膨胀节的关键部件,在设计,制造、运输、安装和使用各个环节,都应保护波纹管不受 损坏
G.1.3为了提高膨胀节运行的安全可靠性,系统设计单位、制造单位、施工(建设)单位和使用单位(用 户)应充分沟通
G.2系统设计单位 G.2.1系统设计单位或用户应以书面形式提供波纹管膨胀节的设计条件或工作条件,并对其完整性和 正确性负责
G.2.2膨胀节宜编制设计规格书,具体要求可参照表l1,表12
G.2.3编制膨胀节设计规格书的要求 系统的设计者应对管道系统的布局与设计,流动介质、压力、温度和位移等进行全面的审查 a b 对管系进行审阅,根据管系可设置固定管架的位置及需要吸收的热位移的方向和大小,确定膨 胀节的类型
应避免波纹管受扭,当扭转不可避免时,应提出作用于膨胀节上的扭矩 应对波纹管的材料加以规定,使其与流动介质、外界环境和工作温度相适应
对可能出现的腐 蚀包括应力腐蚀,应给予特别考虑
300系列不锈钢易于遭受氯离子的应力腐蚀,高镍合金 会受到碱性物质的应力腐蚀,硫的存在对镍合金会产生不利影响
水处理或清洗管道所使用 的化学试剂、保温层中的渗出物均有可能成为腐蚀介质， 如果介质的流速会引起波纹管共振,或因冲蚀使波纹管的寿命缩短,则应按规定设置导流筒; d 应按照实际情况规定膨胀节的设计压力和试验压力,不应任意提高安全系数
提高设计压力 会增加波纹管的厚度,降低波纹管的疲劳寿命
在工作温度非常高的场合，经温度修正后计算 的试验压力会高于1.5的设计压力,在 些特殊情况下会对波纹管造成损坏
此时.系统设 -此 计单位应与膨胀节制造单位进行协商 应准确说明最高温度、最低温度和安装温度; f) 应通知膨胀节制造 2是否需要对膨胀节增加隔热层以及增加隔热层的方法,以方便制造单 单 日 位对膨胀节零部件进行恰当设计 膨胀节所要吸收的不仅仅是管道的伸长和缩短,也包括与之相连接的容器,固定管架等装置的 h 位移,以及在安装过程中可能出现的偏差
但是,应避免膨胀节的安装偏差超出设计允许的 范围: 如果流动介质会积聚或凝固,则应采取措施防止介质凝结在波纹内,否则会造成膨胀节或管线 的损坏 j 导流简一般应沿着介质流动方向安装
如要避免流动介质在导流筒后部受阻滞留,应说明须 96
GB/T12777一2019 在导流简上开设排泄孔或设置吹扫接管
如可能出现回流,应规定采用加厚的导流简,以防止 导流筒失稳使波纹管遭到破坏 kk 如果波纹管受到外来的机械振动,应说明振动的振幅和频率,避免波纹管产生共振,以消除振 动引起破坏的可能性
G.2.4试验压力一般比系统的工作压力高,当系统中的压力达到最大值时,固定管架和导向管架应能 够承受相应的载荷
G.2.5系统设计单位应提出对人身安全保护的要求,其措施包括但不限于以下内容 设置坚固的保护罩,用以阻挡膨胀节发生破裂时从中喷射出的流动介质; a b 设置限位杆,用以承受固定管架发生破坏时所出现的压力推力; 采用双层或多层波纹管监测报警装置,对波纹管的泄漏情况进行检测
c G.2.6系统设计单位应考虑管道部件(如固定管架,膨胀节等)的维修空间,以便管系投人运行后进行 定期检查
G.2.7当膨胀节有预变位要求时,应明确预变位量
G.3制造单位 G.3.1制造单位应具备健全的质量管理体系和制度,并且有效运行
G.3.2属于《特种设备目录》范围内的膨胀节,制造单位应持有相应的特种设备制造许可证 G.3.3制造单位应对设计文件的完整性和正确性负责
G.3.4膨胀节的设计文件至少应包括设计计算书及设计图样 G.3.5制造单位应按照设计图样进行制造,如有设计变更,应征得原设计部门、用户或系统设计单位的 同意
制造单位在膨胀节的制造过程中和完工后,应按相关标准和图样规定对膨胀节进行检验和试 G.3.6 验,做好相应检验或试验记录,出具检验报告,并对检验报告的完整性和正确性负责
G.3.7膨胀节产品档案应具有下列文件,保存期不少于10年 施工图和工艺文件; aa b 材料质量证明文件; 热处理(要求热处理时)工艺记录 c d)制造过程及完工检验记录; 竣工图 e 安装使用说明书
f G.4施工(建设)单位 G.4.1.1暂时不安装的波纹管膨胀节应人库房存放,存放场地应干燥且无有害气氛 G.4.1.2当出现天气变化或不利环境时,应采取妥善的预防措施
G.4.1.3膨胀节吊装及安装前应制定相应方案,操作人员应了解方案内容以及膨胀节制造单位所做的 特殊说明,吊装时应重点注意以下事项 严禁直接吊装波纹管; aa b 当膨胀节标识起吊位置时,应将吊具置于起吊位置上;没有特殊要求时,吊具可根据需要作用 于膨胀节的下述部位;单式膨胀节的端管上;钦链板靠近立板的部位;装运螺杆靠近螺母的部 位;拉杆端部 吊装所用吊具起吊能力应大于膨胀节重量; 97
GB/T12777一2019 膨胀节吊装和翻转时严禁碰撞,并止吊具滑脱
d G.5使用单位(用户) G.5.1应对每一个膨胀节建立用于评价和描述其设计及操作条件的记录系统,记录应包括设计压力、 操作压力,温度、流速、流向、部件材料及工程设计数据,如管道尺寸,波纹数、单层壁厚及层数,有无导流 筒、位移量、设计疲劳寿命等
G.5.2为确保膨胀节当前的使用工况与其设计条件保持一致,应对其进行定期检查,避免因压力、温 度、介质成分,温度和压力循环频率、振动等突发情况对膨胀节造成损坏
一般应进行以下检查: 波纹管变形:检查波纹管在工作中有无失稳或过度位移; a b)波纹管褶皱;褶皱表明波纹管在工作或安装时承受了扭转;如果存在褶皱,应更换波纹管,且新 的波绞管膨胀节应设置相应的约束构件,阻止扭转的发生; c 凹坑及划痕:两者都会造成波纹管壁厚减薄、应力增加,从而缩短波纹管的疲劳寿命 d 焊接飞溅:如果存在焊接飞溅，应联系膨胀节制造单位进行处理; 外部异物:波纹管波纹及其他可活动的部件间存在外部异物,会影响其正常运动,严重时可直 接造成膨胀节失效,应及时移除这些异物 膨胀节附属结构件检查;应检查拉杆、钦链板、立板和环板等结构件是否异常变形;拉杆、较链 f 板和万向环等结构件是否依据设计图进行了隔热
当压力、温度或位移超过膨胀节的设计值,或者存在波纹的异常变形,应及时联系膨胀节制造单 G.5.3 位,以确定膨胀节是否应更换
G.6其他建议及说明 G.6.1管道系统试验压力不应高于膨胀节的出厂试验压力,否则应提前告知膨胀节制造单位 G.6.2膨胀节制造单位应对出厂产品附带安装使用说明书,对膨胀节的结构特点、安装要求、能否承受 压力推力、过程压力试验的支撑要求等做出详尽的说明
避免由于对膨胀节结构的误解,造成安装方位 错误,无法完成位移补偿任务;或由于不当支撑导致压力试验过程固定管架(或临时固定管架)损坏
G.6.3旁通直管压力平衡型膨胀节宜应用在对压降要求较低的管线中
复式钞链直管压力平衡型膨 胀节、复式万向铵链直管压力平衡型膨胀节宜用于气体介质,当用于液体介质时,应计及介质重量对膨 胀节的影响
G.6.4附录A中C的取值各制造单位可根据自身制造水平采用有试验数据支持的数值
G.6.5附录C结构件设计计算时总轴向力仅计及波纹管压力推力及其他轴向作用力,未计及弯矩,扭 矩,侧向力、变形以及膨胀节端部载荷条件和管道的附加载荷等因素
G.6.6附录D中N06625(Grade2)材料波纹管在720C时的高温疲劳设计式(D.10)是一种参考性设计 公式,各制造单位可根据自身制造水平建立适合实际工程应用的公式
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GB/12777一2019 附 录 资料性附录) 其他材料波纹管疲劳设计方法 H.1范围 本附录给出了除A.2.3.5规定的材料外的其他材料设计温度低于材料蠕变温度的波纹管疲劳设计 方法
H.2疲劳试验要求 H.2.1试验件要求 波纹管的疲劳试验件应不少于2件,波纹管内径不小于89mm,波数不小于三个波 H.2.2总应力范围要求 疲劳试验件的最大总应力范围应不小于最小总应力范围的2倍 H3疲劳试验方法 疲劳试验方法见9.6.5.1
H.4波纹管设计疲劳寿命计算公式 波纹管设计疲劳寿命按式(H.1)一式(H.7)计算
公式适用于设计疲劳寿命在10~10之间,设计 温度低于材料蠕变温度的波纹管
无加强U形疲劳试验波纹管的子午向总应力范围按式(H.4)计算
加强U形疲劳试验波纹管的子午向总应力范围按式(H.5)计算
n形疲劳试验波纹管的子午向总应力 范围按式(H.6)计算
12827 N.] H.1 ( /n 372 KR” min K=1.25/(1.470 0.044N H.2 R”=on/a H.3 ，=0.7(a十d)十(a十o.)(无加强U形波纹管 H.4 d=0.9[0.7(a十十(a十o,]加强U形波纹管 H.5 d
=3十o
十o,Q形波纹管 H.6 699 十372 H.7 N 式中: [N] -波纹管设计疲劳寿命,单位为周次 -子午向总应力范围,单位为兆帕(MPa); o R 疲劳试验结果统计变量系数,K<1; 99
GB/T12777一2019 N 波纹管疲劳试验的数量,单位为个; R" -每个疲劳试验波纹管的子午向总应力范围d与参照子午向总应力范围d,,的比值; R 所有疲劳试验波纹管中R"的最小值 A 每个疲劳试验波纹管的子午向总应力范围,单位为兆帕(MPa); d， -每个疲劳试验波纹管的参照子午向总应力范围,单位为兆帕(MPa). 6 N
每个疲劳试验波纹管的失效循环次数,单位为周次
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GB/12777一2019 参考文献 [1]GB/T150.2一2011压力容器第2部分材料 [[2]GB/T985.1一2008气焊,焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口 [3]GB/T20801.3一2006压力管道规范工业管道第3部分;设计和计算 4]JB4732钢制压力容器 -分析设计标准
金属波纹管膨胀节通用技术条件GB/T12777-2019
定义与结构
金属波纹管膨胀节是指一种可吸收热膨胀或冷缩变形的装置。其结构包括：法兰、中间管、金属波纹管、保护管等组成部分。
分类
按照不同的使用场合，金属波纹管膨胀节可以分为以下几类：
- 轴向膨胀节：主要用于吸收管道轴向位移，如伸缩节、挡板式伸缩节等。
- 横向膨胀节：主要用于吸收管道横向位移，如转向节、卡箍式转向节等。
- 角度膨胀节：主要用于吸收管道角度变化，如铰链式伸缩节、球铰式伸缩节等。
GB/T12777-2019国家标准
GB/T12777-2019是关于金属波纹管膨胀节通用技术条件的国家标准，该标准规定了金属波纹管膨胀节的基本参数和性能要求。具体包括：温度、压力、位移等参数的限制要求，以及金属波纹管膨胀节的耐腐蚀性、密封性、疲劳寿命等性能要求。
结语
通过本文的介绍，我们了解了金属波纹管膨胀节的定义、结构和分类，以及与其相关的国家标准GB/T12777-2019。在使用金属波纹管膨胀节时，需要根据具体使用情况选择合适的类型，并按照相关标准进行安装和维护，以保证其正常运行和延长使用寿命。
