中圖分類號：TE 973　文獻標識碼：B

Manufacture of major diameter circline weldless U-expansion joint

SUN Jian-jun
(Nanjing Chemical Engineering Junior College, Nanjing　210048,China)

Abstract:A manufacture method of a major diameter circline weldless U-expansion joint by hydrostratic forming is introduced,a calculation formula of loading with hydrostratic forming　is given by stress analysis.
Key words:diameter; U-expansion joint; manufacture; calculation formula

符號說明
n——材料的應變剛度指數
A——材料的基本強度常數，MPa
σ_θ——筒體周向應力，MPa
σ_r——筒體徑向應力，MPa
r₀——筒體變形前平均直徑，mm
r——筒體變形后平均直徑，mm
t₀——變形前壁厚，mm
p——筒內液體壓力，MPa
p_z——筒體軸向總載荷，MPa
ε_fi——失穩(wěn)應變
ε_r——筒體徑向應變
α——應力狀態(tài)參數
ε_o——材料的預應變
σ_i——應力強度
σ_z——筒體軸向應力，MPa
t——變形后壁厚，mm
p₁——軸向壓力，MPa
ε_θ——筒體周向應變
ε_i——應變強度
ε_z——筒體軸向應變

　　U形膨脹節(jié)作為一種能自由伸縮的彈性補償元件，具有工作可靠、性能良好和結構緊湊等多種優(yōu)點，已在石油化工、管道工程等*得到廣泛應用。然而，由于制造水平的原因，目前化工設備上的U形膨脹節(jié)都存在波峰或波谷焊縫。當U形膨脹節(jié)產生伸縮變形時，*徑向應力發(fā)生在波峰或波谷處的環(huán)縫上^［1］。文獻［2］～［3］表明，這些環(huán)縫的焊接質量對U形膨脹節(jié)的壽命有著重要影響。因此，如何生產出一種無環(huán)縫U形膨脹節(jié)，提高壽命系數，成了科研單位和生產企業(yè)亟待解決的問題，特別是尋求一種制造大直徑無環(huán)縫U形膨脹節(jié)的方法，在石油化工生產不斷深化，生產條件不斷苛刻的今天，更有其現(xiàn)實意義。

1　無環(huán)縫U形膨脹節(jié)成型受力分析
　　在膨脹節(jié)液壓成型工藝過程中，成型時筒外設有模具，所以只限制膨脹節(jié)成型后波長，而不能限制波高，波高完全是由液壓決定的。為了防止出現(xiàn)管壁破裂并確定裝置的安全泄壓壓力，必須預先算出筒節(jié)能夠承受的極限壓力。對于由應變硬化材料所制成的筒節(jié)，極限壓力就是當管壁材料進入塑性流動狀態(tài)后，筒徑的增大及壁厚的減薄效應抵消應變硬化強化效應時達到的壓力。這一壓力也稱為筒節(jié)的塑性失穩(wěn)壓力。