常平江

（中石化上海工程有限公司，上海 200040）

波形膨胀节已广泛应用在石化、化工、电力、机械等行业中的压力容器和压力管道中[1]。压力容器用波形膨胀节的设计、制造、检验等都是按照GB 16749《压力容器波形膨胀节》执行。GB/T 16749—2018（以下简称“新标准”）已于2019 年4 月1 日开始实施，SW6 软件也已根据新标准进行了升级换版。用户在使用新版SW6 软件计算“无加强U 形波纹管膨胀节”时，反馈计算结果与按GB 16749—1997（以下简称“老标准”）计算出的波纹管周向薄膜应力、稳定性要求下的极限设计压力、疲劳寿命等计算结果不太一致。为帮助用户更好地理解和使用新标准，本文分析了上述结果差异存在的原因，另外还对多层波纹管计算时应注意的一些问题进行了讨论。文中符号说明详见GB/T 16749—2018。

1 结构介绍

无加强U 形波纹管膨胀节因其结构紧凑简单、补偿性能好，是工程中应用得比较多的一种膨胀节结构类型。其主要由U 形波纹管、端管、套箍等组成。其中，波纹管是一柔性件，由一个或多个相同的波纹和端部直边段构成，膨胀节的热补偿性能基本上是由波纹管决定的[1]。

2 压力引起的波纹管周向薄膜应力

在对比新老标准中关于压力引起的波纹管周向薄膜应力计算公式后，我们发现两个公式不尽相同。其中主要是新增了周向应力系数Kr、拓宽侧壁相对于中性位置的偏斜角β的范围。下面来具体分析存在差异的原因，并讨论端部直边段对波纹段应力分布的影响。

2.1 周向应力系数Kr

压力在波纹管中产生的周向薄膜应力σ2等于作用在单个波纹上的周向力除以单个波纹的金属横截面积。……