影响金属波纹管成形减薄量的主要因素

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GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》标准的7.7.1.1中规定：成形后波纹管-层材料的实际厚度不得小于-层材料的名义厚度减去钢板厚度负偏差c 与成形减薄量 C，之和的差。其中，C 不得超过波纹管壁厚的 10%。

根据近年来设计制造液压成形金属波纹管的经验，归纳总结影响成形减薄量的主要因素有如下几方面。

1 成形减薄量与材料伸长率的关系金属波纹管常用材料有 Q235B、Q345R、$30408、$30403等，其伸长率见表1。

在其他条件-致的情况下，金属波纹管的成形减薄量会随着材料伸长率的不同而有所变化。表2列举了在实际生产制造过程中的几个例子。

收稿日期：2013-04-03 收修改稿日期：2013-04 -11表 1 几种常用材料的伸长率规格型号 材质波纹管 材料 成形前 投料 成形后 成形变形率 伸长率 是否热 厚度 最旭度 减薄量/% /% 处理 /mm /mm /mrn第3期 卢江等：影响金属波纹管成形减薄量的主要因素 59由表2可看出，其他参数-致时，原材料的伸长率越小，金属波纹管的成形减薄量就越大。针对这-情况，可以在选材时把好第-关，尽量选择伸长率较大的原材料 ，以便成形后波纹管-层材料的实际厚度能更好地符合标准要求。

2 成形减薄量与波纹管变形率的关系波纹管变形率计算公式如下：F /[In(12h/Db)] In[1ru3 /(2r )](1)式中：D 为波纹管直边段内径，mm；h为波高，1TIn；n为厚度为6”波纹管材料层数；6为波纹管-层材料的名义厚度，1Tln；r 为 u形波纹管波峰(波谷)平均曲率半径，Ⅱun；6 为波纹管成形后-层材料的名义厚度，ⅡⅡn。

根据式(1)可得：波纹管变形率与内径、波高、壁厚等参数都有密切的关系。在实际生产制造过程中，成形减薄量与波纹管变形率也有着密不可分的关系。

表3 成形减薄量与波纹管变形率的关系譬 规格型号 材质萋 热 譬 糯 /% /% 处理 /ram /mm /ram根据表3可得：在材质、伸长率、热处理等条件-致的情况下，成形减薄量随着波纹管变形率的增加而增加。在设计制造中，可以控制成形后波纹管的波高在负偏差范围内，降低波纹管的成形减薄量。

3 成形减薄量与热处理的关系液压成形波纹管根据成形难度的不同，其制造工艺也有所区别。成形难度大的波纹管，需在成形前或成形过程中增加热处理次数，提高原材料的伸长率，降低波纹管成形难度。但是，这种成形方法有利有弊。虽然在-定程度上解决了波纹管成形难的问题 ，但因为管坯在热处理时易发生氧化皮脱落的现象，使得管坯厚度有所减薄，最终有可能导致成形后波纹管- 层材料的实际厚度小于标准要求。成形减薄量与热处理的关系如表4所示。

表 4 成形减薄量与热处理的关系譬 规格型号 材质鎏 怂 譬/% /% 处理 /turn /ram /ram根据表4可以看出，在材质、变形率、伸长率等条件-致的情况下，热处理次数越多，波纹管的成形减薄量越大。因此在设计制造中，在确定波纹管制造工艺的时候，应充分考虑，谨慎确定热处理次数，保证成形后的波纹管各项参数满足标准要求。

4 成形减薄量与焊缝的关系实际生产中，成形后波纹管-层材料的最旭度往往会出现在波峰的焊缝附近。这是因为波纹管管坯的对接焊缝修磨过度所致。GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》标准7.2.4.3中规定：对接焊缝修磨处的厚度不应小于母材厚度。但在实际生产中，有时会因为控制不好而出现修磨处的厚度低于母材厚度的情况，导致在成形过程中焊缝因向两边拉伸而凹陷，焊缝处的最旭度无法满足标准要求。针对这-点，应在实际生产制造过程中严格控制焊缝质量，保证焊缝修磨处的厚度不小于母材厚度。