一、膨脹節(jié)的分類和特點

波紋膨脹節(jié)的主要元件是波紋管，利用波紋管易于伸縮變形而起補償作用。按波紋管橫截面可分為U形、Ω形、S形、V形等波紋膨脹節(jié)。U形波紋管工藝性好，便于加工，耐壓能力和補償能力較好，無增強U 型波紋管一般適用于壓力2.5MPa以下場合。目前，波紋膨脹節(jié)絕大多數(shù)采用U形波紋管。Ω形波紋管工藝性一般，采用加強環(huán)在波谷處加強，適用于壓力和溫度較高的場合，但補償能力較差。S形波紋管工藝性較差，制造比較復雜，但不易產(chǎn)生應力集中，波紋管受力狀態(tài)較好。在既要耐壓高，又要求較大位移時，可采用S形波紋管。V形波紋管補償能力強，可用以吸收超大伸縮，但邊角應力較集中，耐壓能力差。波紋膨脹節(jié)按波紋管層數(shù)可分為單層多層波紋膨脹節(jié)。單層波紋管由一層管壁組成，容易制造，但補償能力一般。多層波紋管由多層管壁組成，如同多個薄片彈簧，因而剛度小。與單層波紋管相比，在總的管壁厚度和波形相同條件下，多層波紋管容易變形，補償能力大。變形所產(chǎn)生的應力較小，疲勞壽命高。因此，它可滿足大補償量與高壓力沖擊的要求（單層波紋管要求管壁薄，波紋深；多層波紋管要求管璧厚，波紋淺）在一定的工作條件下，即一定的壓力、補償量與疲勞壽命下，多層波紋管比單層波紋管外徑較小，長度較短。使得多層波紋膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)緊湊，可節(jié)省材料，制造時成形容易。由于波高小，設置外套筒保護容易，安裝支撐和間隔方便。當波紋膨脹節(jié)用于腐蝕環(huán)境時，多層波紋管只需在內(nèi)、外層用耐腐蝕材料制造，因而可節(jié)省貴重金屬。有時為了防腐，內(nèi)、外層可用較大板厚的材料制造。此外，如果管壁內(nèi)層由于某一原因，如腐蝕、缺陷、疲勞、安裝等而出現(xiàn)裂紋，雖然內(nèi)層已經(jīng)泄漏，但其它層仍能起密封作用，這樣多層波紋膨脹節(jié)不易出現(xiàn)突發(fā)性破壞，可延長檢修周期。

由于多層波紋膨脹節(jié)具有良好的性能，因此在國外已經(jīng)有了較大的發(fā)展。例如美國，日本、德國、英國、前蘇聯(lián)等國家，均已設計、制造與使用。國外制造的多層波紋膨脹節(jié)產(chǎn)品，直徑已超過4m。美國膨脹節(jié)制造商協(xié)會標準已將多層波紋膨脹節(jié)列入標準。在我國，多層波紋膨脹節(jié)也得到了很大的發(fā)展，大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用了多層結(jié)構(gòu)。由于現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)和使用的波紋膨脹節(jié)絕大多數(shù)都采用U形，下面所談的主要是U形波紋膨脹節(jié)。

二、膨脹節(jié)的幾種主要計算方法

波紋管的設計計算是一個復雜的彈性力學間題，而且隨著波紋膨脹節(jié)在管道、設備、裝置上日益廣泛應用，波紋管的變形不再局限于彈性變形，而且有很大的塑性變形，僅用彈性力學的理論來分析將會產(chǎn)生較大誤差。由于波紋管是一個復雜的殼體，其工藝過程及使用條件對性能又有很大的影響，故不可能提出能適應各種條件的工程上實用的計算公式。近些年來，人們作過大量的分析研究和實驗驗證工作，提出了不少工程設計使用的計算公式和圖表但是有的方法由于公式和圖表繁復，工程設計使用不方便；也有些假設條件過于簡化和理想．與實際應用情況偏差較大，難以保證工程上的安全可靠，均未能為工程界所接受。目前，能夠符合工程實用要求的計算方法并不很多，應用較普遍的主要有以下幾種方法：

1. 美國膨脹節(jié)制造商協(xié)會標準計算法（EJMA法）

2. 美國凱洛格公司計算法（KELLOGG法）

3. 日本東洋公司計算法（TOYO法）

4. 前蘇聯(lián)維赫曼等人提出的計算方法（維赫曼法）

5. 前西德AD受壓容器規(guī)范計算法（AD法）

6. 日本濱田一竹園提出的計算法（濱田一竹園法）