最新EJMA标准的修订内容介绍及分析

EJMA标准于2008年发布了第9版,2009年出版了2009勘误,2010年出版了2010勘误,2011年出版了2011增补,2009,2010勘误以纠正EJMA标准中的错误为主,有少量涉及设计计算的修改;2011增补则有较大的修改和补充。对第9版EJMA标准的修订内容进行了介绍和分析。

第9版EJMA对圆形波纹管的修改内容介绍和分析

第9版EJMA标准于2008年正式发布,相对于第8版,EJMA标准不仅在排版方面做了较大地改动,而且在内容上也进行了修改和补充,这些修订将对膨胀节的设计、制造有较大的影响。对第9版EJMA标准对圆形波纹管的主要修订内容进行介绍并作相应的分析。

EJMA标准第10版修订内容介绍及分析

EJMA标准自2008年第9版出版以来,EJMA协会技术委员会委员一直在持续地研究膨胀节相关的课题,在此期间完成了多项研究工作,如多种材料波纹管的疲劳寿命的试验研究、加强型波纹管的另一种计算途径等。EJMA标准经过在2009年、2010年、2011年出版了部分修订和纠错后,在2015年出版了第10版。将对第10版修订的内容进行全面介绍。

波纹管有限元建模方法

为验证不同建模方法对波纹管结构力学特性有限元分析的适用性,根据EJMA方法求得波纹管轴向刚度、弯曲刚度和由轴向力引起的弯曲应力理论值,同时基于有限元法分别建立波纹管二维轴对称模型、三维壳模型和三维实体模型,求解波纹管的轴向刚度、弯曲刚度和最大应力值。通过对比3种有限元模型轴向刚度、弯曲刚度和最大应力有限元数值与理论值之间的关系,表明3种有限元模型均适用于波纹管结构力学特性有限元分析,同时给出3种有限元模型的适用范围,为波纹管设计分析提供参考。

波形膨胀节常用标准比较

以表格形式,详细对比了几个常用膨胀节标准在适用范围、应力计算、失稳压力计算、疲劳设计、制造、检验及验收等方面的异同,并提出了膨胀节后续研究中应重点关注的问题。

油气装备配套用铝合金膨胀节ASME规范案例的形成

油气储运离不开管道输送,而管道输送受到外界影响特别是温差变化时,管道的热胀冷缩会引起管道发生位移,给输送的安全性和稳定性带来隐患,而铝合金膨胀节作为管道输送过程中热位移补偿器已经得到了广泛的应用。为了研究特殊工况下,如何更好地按照美国机械工程师学会(American Society of Mechanical Engineers,ASME)的要求使用铝合金膨胀节,以某跨国企业管道工程为例,探讨了当选用铝合金膨胀节时,在与ASME规范出现偏离情况下的解决措施和技术思路,提出了当"U形波纹环面半径小于3倍的波纹管厚度(t)时"的适用条件;同时提出了铝合金膨胀节采用搅拌摩擦焊的焊接方式,并进行了适应性验证。最终形成了ASME的Code Case 2587和Code Case 2593—1两个规范案例。该研究成果为同等条件下产品的设计、研发和生产提供了理论依据和实现方法。

负压或真空条件下Ω形波纹管的计算研究

Ω形波纹管通常用于高压场合,但在许多实际应用中需要Ω形波纹管按多工况设计,既要承受较高的内压,又要承受负压或真空。EJMA标准提供了Ω形波纹管承受内压时的计算方法,但该标准明确说明受负压的Ω形波纹管不包含在标准中。目前国际上的其他波纹管膨胀节的设计标准和规范也均未涉及受负压的Ω形波纹管的计算。对此进行了分析研究并对部分结果通过有限元分析进行验证,提出了受负压或真空的Ω形波纹管的推荐计算方法。

负压或真空条件下Ω形波纹管的强度计算公式研究

Ω形波纹管通常用于高压场合,但在许多实际应用中需要Ω形波纹管按多工况设计,既要承受较高的内压,又要承受负压或真空。EJMA标准提供了Ω形波纹管承受内压时的计算方法,但该标准明确说明受负压的Ω形波纹管不包含在标准中。目前国际上的其它波纹管膨胀节的设计标准和规范也均未涉及受负压的Ω形波纹管的计算。本文在之前的研究成果基础上对Ω形波纹管的强度计算公式进行了进一步的分析研究和改进,提出了受负压或真空的Ω形波纹管计算的建议,该建议已被EJMA标准采纳。

ASME“U”钢印波纹膨胀节的设计

作为目前我国具有ASME“U”证书的膨胀节专业生产厂家 ,南京晨光东螺波纹管有限公司已陆续生产了两批打ASME“U”钢印的波纹膨胀节。本文从膨胀节的材料、结构、设计计算、冲击试验的需求判定、焊缝的要求及焊后热处理的需求判定、压力试验等方面阐述了打ASME“U”钢印的膨胀节的设计要求 ,并提供了ASME规范未作规定的细节部分的解决方法。

弹性补偿波壳优化设计方法

弹性补偿元件，其强度与刚度往往是一对矛盾。为了达到二者的最佳匹配，本文提出以弹性补偿波壳体积为目标函数并采用ＦＪＭＡ方法和板壳理论ｇｉｌｌ法数值求解两条路经求解应力约束，用内点罚函数方法寻找最优解。

多层波纹管结构参数与轴向刚度关系研究

在多层波纹管设计过程中,多层轴向刚度公式大多根据单层波纹管公式建立,而EJMA标准中的公式为近似解,很难对多层波纹管进行准确的分析。通过有限元数值分析方法,比较波形结构参数中的波距、波高、层厚与轴向刚度关系,总结得出变化趋势和影响规律,为波纹管设计提供指导。

波纹管在AP1000安全壳机械贯穿件中的应用和设计制造特点

基于美国膨胀节制造商协会标准(简称EJMA),同时参考其他膨胀节标准(主要为美国ASME标准Ⅷ卷一分册26附录《压力容器和换热器膨胀节》)及设备设计规格书,本文较为详细地介绍了AP1000安全壳管道贯穿件波纹管的设计和制造特点。该型波纹管在成型前,双层间必须加入连续筒状的钢丝网,保证由内外双层组成的波纹管其双层壳板完全隔离,此种结构也是AP1000安全壳管道贯穿件波纹管与国内其它核电站波纹管的最大不同之处。本文还简要介绍了确保AP1000安全壳管道贯穿件波纹管在水压试验的同时进行气密性试验,这也是AP1000管道贯穿件波纹管的又一个独特之处。

2004版ASME规范第Ⅷ卷第一分册附录26《压力容器和换热器膨胀节》的修订介绍及分析

2004版ASME规范于2005年4月1日正式发布并取代2001版,ASME规范第Ⅷ卷第一分册的附录26《压力容器和换热器膨胀节》的内容作了相当大的修改,本文对有关修订内容进行介绍并进行分析对比。

复式波纹管膨胀节位移附加值计算的探讨

《美国膨胀节制造商协会标准》EJMA—2003对复式膨胀节中间管引起的膨胀节位移附加值计算作出了规定,要求在计算最大单波组合位移时加以考虑,而国内标准中并没有对此部分内容提出要求。由于波纹管的应力主要由内外压和位移引起,位移产生的应力通常大于内外压引起的应力。当复式膨胀节中间管较长,口径较大,结构较重时,对波纹管会引起较大的附加位移,最大组合位移超出设计值。因此在设计复式波纹管膨胀节时要充分考虑膨胀节上各种构件自身结构重量引起波纹管附加位移的情况,再按照国标规定进行波纹管的强度、稳定性及疲劳寿命的计算,做好膨胀节设计,确保其在装置中正常运行。

对《压力容器波形膨胀节》2018版新标准的理解及分析

针对GB/T 16749-2018《压力容器波形膨胀节》最新版的修订内容,提出几个在应用过程中经常遇到的诸如成形减薄量、成形变形率、疲劳累计损伤、HZ型膨胀节不适应疲劳工况、直边长度、许用疲劳次数等有关问题及其相关理解.借鉴国外EJMA、ASME VⅢ-1&2和EN 13445-3标准进行分析,并对解决方案进行探讨。将有助于大家对新标准的理解和运用,也为今后对标准内容的进一步完善和适应范围的进一步扩大提供一定的参考。

无加强型波纹管稳定性计算公式中S_y值的确定

EJMA标准提供了波纹管材料在设计温度下的屈服极限Sy值的计算公式,但该公式中从鉴定试验报告中获得的常温下退火态波纹管材料的屈服强度Sym值需要查找相关材料质保书才能得到,给设计带来许多不确定性。本文参照可靠性设计中确定材料许用应力的方法,采集近三年304薄板材料的质保书中数据,用统计技术的方法确定合理的Sym值,并据此将EJMA标准给出的Sy值的计算公式进行简化,提供了切实可行、使用方便的Sy的计算公式。

多层焊接金属波纹管刚度实验与数值计算对比分析

以机械密封用S型焊接金属波纹管为研究对象,首先通过建立S型波纹管的非对称截面有限元模型,对单双层波纹管在其弹性范围内分别进行了轴向刚度、扭转刚度的数值分析和EJMA标准法计算;其次,通过设计专用夹具测出了单双层波纹管的轴向及扭转刚度值,并将计算结果与试验值进行了对比和分析,从而得到了S型单双层波纹管轴向及扭转刚度的合理的计算方法,为波纹管的结构分析和稳定性提供了理论依据。