壓力容器厚壁波紋膨脹節(jié)作為管道系統中的關鍵補償元件,其工藝要求直接關系到設備的安全性和使用壽命。這類膨脹節(jié)通過波紋管的彈性變形吸收管道因熱脹冷縮、機械振動或地基沉降產生的位移,尤其適用于高溫、高壓及腐蝕性介質等嚴苛工況。以下從材料選擇、結構設計、制造工藝、檢測標準及安裝維護五個維度,全面解析其核心工藝要求。
一、材料選擇:耐壓與耐蝕的雙重確使
厚壁波紋膨脹節(jié)的材質需兼顧力學性能和環(huán)境適應性。常見“單波厚壁膨脹節(jié)”和“雙波厚壁膨脹節(jié)”,常用材料包括:①奧氏體不銹鋼,如304、316L,適用于溫度≤450℃的腐蝕性介質,316L因含鉬元素可耐受氯離子腐蝕。②鎳基合金,如Inconel 625,用于高溫(≤800℃)或強腐蝕環(huán)境,但成本較高。③雙相不銹鋼,如2205,兼具高強度與耐點蝕能力,適合海洋平臺等場景。材料驗收需符合《不銹鋼冷軋鋼板》標準,重點控制硫、磷含量(≤0.03%),并需提供第三方材質報告。對于酸性環(huán)境,需通過晶間腐蝕試驗 。
二、結構設計:力學性能的靶向計算
波形參數優(yōu)化,單波結構適用于小位移補償,波高通常為50-100mm,波距為波高的1.2-1.5倍。雙波結構,補償量更大,通過對稱波形分散應力,疲勞壽命可達5000次以上。壁厚計算,采用有限元分析(FEA)校核應力集中區(qū)域。例如,某DN600膨脹節(jié)在1.6MPa工況下,波紋管壁厚需≥4mm,且過渡區(qū)采用漸變設計避免突變。強環(huán)設計,高壓工況(≥4.0MPa)需增設加強環(huán),材料硬度應高于波紋管本體,通常選用17-4PH沉淀硬化不銹鋼。
三、制造工藝采用精密成型與焊接控制
液壓成型技術,多道次漸進成型工藝,單次變形量控制在15%以內,避免材料加工硬化。成型后需進行退火處理(850℃±10℃,保溫30min/mm),消除殘余應力。焊接工藝采用縱焊縫采用等離子弧焊(PAW),保護氣體為98%Ar+2%H?,熱影響區(qū)寬度≤3mm。環(huán)焊縫需射線檢測(RT),符合NB/T 47013.2Ⅱ級合格標準。表面處理,內壁需進行電解拋光(Ra≤0.8μm),外表面噴涂鋁硅涂層(厚度80-120μm)以提升耐溫性能。