
Ω形與結構(整體加工)
Ω形膨脹節波殼本身為圓環形殼體,內壓作用下產生的周向與經向薄膜應力沿截面均勻分布。周向薄膜應力約為經向薄膜應力的一半,比無加強的U形波紋管的周向薄膜應力也小很多。
由于Ω形膨脹節在波谷部分一般都設有加強環,它不僅承擔波根外的大部分內壓載荷,且對波殼的變形起到限制作用,承壓變形以后截面形狀及為圓形。
這與彎曲應力較大的U形波紋管有很大不同,U形波紋管除波峰、波谷部分變形外、環板部分也會產生變形。彎曲應力的作用對殼體是不利的,相當外于“有矩"狀態,而Ω形的波殼在內壓作用下基本上處于“無矩"狀態,因而Ω形波紋管承壓能力就要比U形波紋管高,其壁厚要比U形波紋管薄,并且還不易產生平面失穩。
過去曾認為,在大變形量和中、低壓操作情況采用U形膨脹節,而只有在小變形量和壓力較高時才使用Ω形膨脹節。這種認識是基于:在相同參數下,Ω形膨脹節補償能力比U形膨脹節要差。
但是,如果考慮二者在內壓作用下應力狀態的不同,Ω形膨脹節的承壓能力則大大高于U形膨脹節。也即在相同的內壓作用下,Ω形膨脹節的壁厚要比U形膨脹節小很多,因此,在相同的許用壽命情況下,Ω形膨脹節的補償量并不比U形膨脹節小。膨脹節的疲勞失效是由于環向裂紋所引起的,其壽命取決于總的經向應力值。
由于Ω形膨脹節波殼與相應的無加強或帶加強的U形膨脹節波殼中的內壓經向彎曲應力相比要低,故總的經向應力值也明顯降低,所以,Ω形膨脹節的疲勞壽命相對要高些。
從施工角度來看,當補償量一定時,單波補償量大者,所需波數就少,膨脹節的軸向長度就短,這在管網工程中也是十分有利的,可以相應減少工程量、降低造價。
總之,Ω形膨脹節有良好的性能,并且易于制造,符合對補償器的幾項基本要求。究竟在什么場合下選用U形膨脹節或Ω形膨脹節,目前尚無確定的界限。設計者和用戶應根據工況條件、產品質量以及工程造價等權衡以后,做出適當的選擇。