随着世界范围内环保意识的增强, 人们对阀门的密封要求越来越高, 特别是核装置以及石油和化工等特殊场合, 要求阀门必须实现“零泄漏”。因此, 前苏联、德国、美国和日本等国家率先将金属波纹管应用于阀门领域, 使波纹管阀门作为一个新产品首先在航空、航天、舰船和核工业等军工领域得到应用, 并迅速在石油和化工等行业得以推广。
金属波纹管的作用主要是实现测量、连接、转换、补偿、隔离、密封和减振等功能。在波纹管截止阀和闸阀中的作用主要是隔离、密封和补偿功能, 在自力式调节阀中, 还与弹簧配套起到输出力和开启关闭阀门的作用。
用于波纹管阀门的金属波纹管主要有液压成型和焊接成型两种, 要根据实际使用的阀门阀体高度、位移量、耐压能力以及刚度要求综合考虑选择何种形式的金属波纹管。金属波纹管的材料主要是奥氏体不锈钢以及高温合金钢等, 材料的选择主要根据阀门实际使用介质腐蚀性和使用温度决定的。由于近年来国内阀门行业发展非常迅速, 如何在波纹管阀门设计时选择合适的金属波纹管成为行业上迫切需要解决的问题。
在对金属波纹管设计选型时, 首先要明确金属波纹管的行业术语。
波纹管———一种弹性、薄壁、有多个横向波纹的管壳零件。
波纹管组件———由二个或二个以上零件组成,其中之一是波纹管, 波纹管是一个或多个串连, 其他是法兰等配件。
壁厚———成形波纹管的原始金属管的管壁厚度, 对多层波纹管则是各层壁厚的总和。
行程———以原始长度为基点, 波纹管压缩位移与拉伸位移之和。
扭曲———长波纹管进行轴向压缩时产生的柱失稳。
公称压力———与波纹管机械强度有关的设计给定压力。
公称载荷———正常工作条件下允许的最大载荷或满量程值。通常是预期设计值。超载载荷一般限定在额定载荷的125%～150%。
额定位移———额定载荷下引起的位移, 是正常使用条件下允许产生的工作位移。不产生塑性变形达到的位移为允许位移, 工作位移一般是允许位移的40%～50%。
波纹管刚度———使波纹管产生单位位移所需要的力, 设计计算得出的刚度称为公称刚度或额定刚度, 一般情况, 公称刚度不直接采用设计值, 而是产品原形经过测试后的修正值。
一次循环———波纹管随阀杆从全开到全闭再到全开的运动过程。
循环寿命———波纹管在规定压力、温度和轴向行程下往复运动而不破坏的最大循环次数。相同产品的寿命与波纹管工作状态、循环次数、频率、压力和温度等有关。
有效面积———弹性元件在单位压力作用下, 位移为零时转换的集中力的大小。但有效面积随压力增加而变化, 因此具有不恒定性, 在力平衡式仪表中, 要配对筛选, 做到有效面积尽量一致。
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