GB∕T 16749-2018（代替GB∕T 16749-1997） 压力容器波形膨胀节.pdf

ICS 23.020.30 J 74 中华人民共和国国木示小佳2018-09-17发布GB/T 167492018 代替GB/T167491997 压力容器波形膨胀节Bellows expansion joints for pressure vessel 国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会发布2019-04-01实施GB/T 16749一2018目、I-,I人、 f.、即舌1 范围规范性引用文件术语和定义通用要求 2 3 4 . . . 皿11 2 3 5 结构、分类与标记. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 6 材料. . . . . . . . . . 11 7 设计计算 14 8 制造 3 6 9 检验与验收 4 2 10 检验规则 4 5 11 出厂要求 4 6 12 贮存与安装 4 6 附录AC资料性附录）膨胀节波形参数. 4 8 附录B(资料性附录）常用波纹管材料及近似对照52I GB/T 16749一2018前言本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。本标准代替GB/T167491997压力容器波形膨胀节。与GB/T167491997相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：a) 扩大了标准的适用范围：通过引用标准的方式，纳入有色金属材料波形膨胀节（见第2章、4.1.2、6.2.1和6.2.4);增加了波形膨胀节波形与结构，提高了设计参数，扩大了标准的适用范围（见1.2和5 .1,1997年版1.2,1.3和4.1.1)。b) 修订或增加了波形膨胀节设计计算和厚度限制的规定：修订了无加强U形单层或多层波纹管及带直边波形膨胀节的设计计算（见第7章，1997年版第6章）；增加了加强U形、Q形单层或多层波纹管设计计算（见第7章）；增加了波形膨胀节焊接接头分类、焊接接头高温强度降低系数（见4.3.1和4.3.3);增加了由波纹管几何形状对轴向位移（轴向拉伸或轴向压缩）限制的规定（见7.8.1);增加了压力容器波形膨胀节的波形结构及厚度范围要求（见5.1和7.2.1)。c) 修订了波形膨胀节制造、检测与验收要求：提出波形膨胀节通用要求，明确选材、焊接、无损检测的基本要求（见第6章、8.2、8.5.1和8.5.2,1997年版第5章、7.2、7.5.1.1和7.5.1.2);修订了U形波的尺寸公差；增加了Q波的尺寸公差；针对不同的焊接接头提出焊接、无损检测方法、无损检测比例、合格级别及波纹管热处理规定（见8.7、8.5.3、8.5.4、8.5.5、8.5.6和8.3,1997年版7.5.2、7.5.3、7.5.4和7.3); 修订了波纹管厚度成形减薄量的规定（见4.4和8.7.1.1,1997年版3.3); 在原标准无损检测胶片感光(RT)的基础上，增加了X射线计算机辅助成像检测（见8.5.3和8.5.5.1 );增加了波纹管与端管（或设备壳体）连接方式（见4.3.1.3)。d) 增加了术语和定义、修订了用户、设计、制造等各方的资格与职责要求（见第3章、4.2.1和4.2.2,1997 年版3.1)。e) 修订了波纹管型式与膨胀节标记（见5.2,1997年版4.2.2)。f) 修订了附录内容：将附录A内容修改为：波纹管波形参数（见附录A,1997年版附录A);删除原标准附录BC见1997年版附录B);增加了波纹管常用材料及近似对照内容（见附录B)。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口。本标准起草单位：合肥通用机械研究院有限公司、中国特种设备检测研究院、中国石化工程建设有限公司、中国寰球工程公司、浙江工业大学、南京晨光东螺波纹管有限公司、南京三邦新材料科技有限公司、秦皇岛市泰德管业科技有限公司、石家庄巨力科技有限公司。本标准主要起草人：蔡善祥、寿比南、朱国栋、崔军、郭鹏举、陈朝晖、徐小龙、邢宪宁、卢志明、朱金花、DI GB/T 167492018 陈立苏、黄文凌、周景蓉、陈四平、朱惠红。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB 1501989; GB/ T 167491997。wi GB/ T 167492018 压力容器波形膨胀节1 范围1. 1 本标准规定了压力容器波形膨胀节（以下简称波形膨胀节）的术语和定义、通用要求、分类和标记、材料、设计、制造、检验与验收、检验规则、出厂要求、贮存与安装。1.2 本标准规定的压力容器波形膨胀节适用于：a) 压力容器用无加强U形、加强U形或Q形，承受内压或外压的单层或多层波形膨胀节，其中波纹管符合7.2.1的规定。b) 设计压力不大于12MPa。c) 设计温度适用以下条件：1) 钢材不超过GB/T150.22011列入材料的允许使用温度范围；2) 其他金属材料按相应引用标准中列入材料的允许使用温度确定。d) 公称直径不大千4000 mm。e) 设计压力(MPa)与公称直径(mm)的乘积不大于2.7 X 104 o 1.3 超出1.2所述范围的波形膨胀节，可参照本标准进行制造。1.4 本标准不适用于下列波形膨胀节：a) 直接火焰加热用波形膨胀节；b) 非金属波形膨胀节；c) 核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的波形膨胀节。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/ T 1502011(所有部分）压力容器GB/ T 713 锅炉和压力容器用钢板GB/ T 985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口GB/ T 985.2 埋弧焊的推荐坡口GB/ T 1800.l2009 产品几何技术规范(GPS)极限与配合第1部分：公差、偏差和配合的基础GB/ T 1800.22009 产品几何技术规范(GPS)极限与配合第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表GB/ T 3098.1 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB/ T 3098.2 紧固件机械性能螺母GB/ T 3098.6 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱GB/ T 3274 碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带GB/ T 3280 不锈钢冷轧钢板和钢带GB/ T 3621 钦及钦合金板材GB/ T 3880(所有部分）一般工业用铝及铝合金板、带材GB/T 167492018 GB/ T 5310 高压锅炉用无缝钢管GB/T 6479 高压化肥设备用无缝钢管GB/T 8163 输送流体用无缝钢管GB/T 9948 石油裂化用无缝钢管GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T 24511 承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带NB/T 47011 铅制压力容器NB/T 47013.2 承压设备无损检测第2部分：射线检测NB/T 47013.3 承压设备无损检测第3部分：超声检测NB/T 47013.4 承压设备无损检测第4部分：磁粉检测NB/T 4 7013.5 承压设备无损检测第5部分：渗透检测NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定JB/T 4711 压力容器涂敷与运输包装JB/T 4734 铝制焊接容器JB/T 4745 钦制焊接容器JB/T 4756 铢及镌合金制压力容器YB/T 5353 耐蚀合金热轧板YB/T 5354 耐蚀合金冷轧板TSG 212016 固定式压力容器安全技术监察规程3 术语和定义3. 1 GB/T 1502011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。公称直径nominal diameter DN 以容器圆筒直径表示，分内、外径两个系列。由字母DN和无因次整数数字组成，代表波纹管的规格。注1: 卷制、锻制端管（圆筒），以内径(mm)作为波纹管的公称直径。注2:管材制端管（圆筒），以外径(mm)作为波纹管的公称直径。3.2 波纹管bellows 波形膨胀节的柔性元件，由一个或数个相同的波纹和端部直边段构成。3.3 波纹convolution 波纹管的最小柔性单元。3.4 端部直边段end tangents 波纹管端部无波纹部分，即未起波的直筒。3.5 膨胀节expansionjoints 含有一个波纹管，用于吸收热胀冷缩等原因引起的设备（或管道）等尺寸变化的承压装置。3.6 力时虽件：re inf orcementpiece 用于加强U形和Q形波纹管，增强波纹管耐压能力的部件。注：加强件包括加强环(3.7)和均衡环(3.8)。2 GB/T 167492018 3.7 加强环reinforcement rings 安装在波纹管波纹根部，与波谷型面吻合的部件，使用管材或棒材制造，增强波纹管耐压能力。3.8 均衡环equalizing rings 呈T形截面，位于波纹管波谷（峰）均匀各波纹轴向位移的部件。3.9 套锥collars 用于加强波纹管直边段的筒或环以及直边与波谷型面吻合的筒或环，增强直边段或波纹耐压能力。3. 10 辅助套艳assisting collars 为便于焊接而设置在直边段上的环。3. 11 内衬筒sleeves 用于保待介质流动平稳和减小波纹管内壁与介质摩擦的衬筒。3. 12 成形态as-formed condition 波纹管成形后未经固溶或退火处理、有冷作硬化的状态。3. 13 热处理态heat-treated condition 波纹管成形后经固溶或退火处理、无冷作硬化的状态。3. 14 中性位置neutral position 波纹管自由状态，位移为零的位置。4 通用要求4. 1 通则4. 1. 1 压力容器波形膨胀节的设计、制造、检验和验收除符合本标准规定外，还应遵守国家颁布的有关法律、法规和安全技术规范。4. 1.2 采用铝、钦、铢及铢合金、铅等其他金属制压力容器波形膨胀节，其设计、制造、检验和验收除符合4.1.1的规定外，还应分别满足JB/T4734、JB/T4745、JB/T4756、NB/T47011的相应要求。4.1.3 波形膨胀节设计、制造单位应建立健全质量管理体系并有效运行。4.1.4 TSG 212016管辖范围内的波形膨胀节，其制造应接受特种设备安全监察机构的监察。4.1.5 对不能按照本标准及相应引用标准进行设计计算的波形膨胀节可按GB/T150.1-2011中4.1.6规定的方法进行设计。4.2 资格与职责4.2. 1 资格属于TSG212016管辖范围内的波形膨胀节，其制造单位和人员应具有下列资格：a) 波形膨胀节制造单位应待有相应的特种设备制造许可证。依据TSG212016要求建立膨胀节质量保证体系和管理制度并且有效运行，制造单位及其主要负责人应对压力容器波形膨胀GB/T 167492018 节的制造质量负责。b) 波形膨胀节的焊接作业人员（简称焊工）应根据TSG212016规定，取得质量技术监督部门颁发的相应项目的特种设备作业人员证后，方能在有效期间内担任合格项目范围内的焊接工作。c) 波形膨胀节的无损检测人员应根据TSG212016规定，取得质量技术监督部门颁发的相应资格证书后，方能承担与资格证书的种类和技术等级相对应的无损检测工作。4.2.2 职责4.2.2. 1 用户或设计委托方的职责波形膨胀节的用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出波形膨胀节设计条件。设计条件至少包括以下内容：a) 波形膨胀节设计依据的主要标准、规范及设计参数（包括设计压力、设计温度、公称直径、设计位移及材质要求）；b) 波形膨胀节操作参数（包括工作压力、工作温度、介质组分及特性、工作位移及操作疲劳次数）；c) 设计需要的其他条件。4.2.2.2 设计单位（部门）职责设计单位（部门）的职责应符合下列规定：a) 设计单位（或部门）及主要负责人应对波形膨胀节的设计质量负责，对设计文件的完整性和正确性负责b) 波形膨胀节的设计文件至少应包括设计计算书、设计图样、制造技术条件（包括检验和试验要求），必要时还应包括安装与使用维修说明；c) 设计单位（或部门）应考虑波形膨胀节使用过程中可能出现的失效模式，提出采取防止失效的措施，必要时向用户出具风险评估报告（相关标准或设计委托方要求时）；d) 设计单位（或部门）应在波形膨胀节设计使用年限内保存全部设计文件。4.2.2.3 制造单位职责制造单位的职责应符合下列规定：a) 应按设计文件的要求进行制造，如需要对原设计进行修改，应取得原设计单位同意修改的书面文件，并对改动部位作出详细记载；b) 制造前应制定完善的质量计划，其内容至少包括制造工艺控制点、检验项目和合格指标；c) 对于设计单位（或部门）出具的波形膨胀节风险评估报告中提出可能的失效模式与防止措施应在产品质量证明文件中予以体现；d) 制造单位的质量检查部门在波形膨胀节制造过程中和完工后，应按本标准、图样要求和质量计划的规定对波形膨胀节进行各项检验和试验，出具相应报告，并对报告的正确性和完整性负责；e) 每台波形膨胀节产品在设计使用年限内至少保存下列技术文件备查：1) 质量计划；2) 制造工艺图或制造工艺卡；3) 产品质量证明文件；4) 材料质量证明文件及材料表；5) 焊接工艺和热处理工艺文件；6) 制造过程中及完工后的检查、检验、试验记录；GB/ T 167492018 7) 膨胀节原设计图和竣工图。4.3 焊接接头分类与焊接接头系数4.3.1 焊接接头分类4.3. 1. 1 膨胀节受压元件之间的焊接接头分为A、B、C、D四类，如图1所示。焊接接头分类如下所示：a) 波纹管纵向对接接头、端管（包括套雒及加强件）纵向对接接头、分瓣压制所有纵向拼接接头，均属A类焊接接头；b) 波纹管与端管（或设备壳体）的环向对接接头（塞焊对接接头、端部熔焊对接接头、波纹管直边段内插外套的坡口对接接头）（见表1中焊接类型3、类型4、类型5)波纹管与波纹管连接的环向对接接头、端管与设备壳体环向对接接头，均属B类焊接接头；c) 波纹管直边段与端管（或设备壳体）内插外套的角向接头，套雏、加强件与波纹管或端管（或设备壳体）连接的角向接头（见表1中焊接类型1、2汃法兰与端管（或设备壳体）连接的接头，均属C类焊接接头；d) 凸缘与波纹管、端管与封头连接的接头，均属D类焊接接头。4.3.1.2 非受压元件与受压元件的焊接接头为E类焊接接头，如图1所示。l广扈 $ I厂Q - 一I 而.4 矿|i:Ll 令1令t .,. .!./+ I + 一181 . , _ I -_ . . 1 I I 、II, 主，说明：l 端板；2 波纹管；3 端管（或设备壳体）；4 法兰；5 丝堵（凸缘）；6 支撑环；7 内衬筒；8 外护套。图1焊接接头分类5 GB/T 167492018 4.3. 1.3 波纹管直边与端管（或设备壳体）连接方式与焊接接头，见表1。表1波纹管直边与端管（或设备壳体）连接焊缝焊接类型序号通常设计波根加强A 变化形式（允许AD组合）套雏, 辅助套雏B C(单个）D(两个）1 外套角焊缝2 内插角焊缝3 外套坡口焊缝4 内插坡口焊缝5 对接焊缝在波纹管承压侧反面的连接件及套雏与波纹管和直边段接触的一侧应倒圆或倒角。有套雏的波纹管连接焊缝应符合：若是角焊缝，焊缝高度a应当符合公式：a0.7nt; 如果波纹管直边段长度Lt0.5吓tB;建议设置套雏；套雏应通过焊接或机械装置沿轴向固定。注：内插（或外套）坡口焊缝节点（焊接类型3、类型4)参见GB/T3375锁底对接接头(V形坡口）。6 GB/T 167492018 4.3.2 焊接接头系数4.3.2.1 焊接接头系数应根据对接接头的焊缝形式及无损检测的长度比例确定。下标b、c、f、p和r分别表示波纹管、套雏、紧固件、管子和加强件材料；4.3.2.2 钢制压力容器膨胀节焊接接头系数按表2选取。表2焊接接头系数小焊接接头形式全部无损检测局部无损检测双面焊对接接头和相当千双面焊的全焊透对接接头1.0 0.85 单面焊对接接头沿焊缝根部全长无垫板0.70 4.3.2.3 铝、铁、镜、铅及其合金等有色金属的焊接接头系数按JB/T4734、JB/T4745、JB/T4756、NB/T 47011的相关规定。4.3.3 焊接接头高温强度降低系数4.3.3.1 适用范围焊接接头高温强度降低系数w适用于设计温度多510贮由于在内压等待续性载荷长期作用下，其焊接接头高温强度低于母材强度，因此在第7章设计计算中，对承受内压的波纹管、加强件等引起的周向薄膜应力应满足许用应力巨Jt与纵向焊接接头系数卢乘积杠6丁，还应乘以焊接接头高温强度降低系数w,即社lmm时应选用奥氏体不锈钢（当不宜采用不锈钢材质时，选用其他耐蚀材料）。b) 对有均匀腐蚀的介质，根据预期使用年限和介质对金属材料的腐蚀速率（或磨蚀速率）确定腐蚀裕量。若无明确规定，介质腐蚀性极微时，对于奥氏体不锈钢、锦及铢合金等耐蚀材料，取C2= 0 mm。GB/T 167492018 c) 对碳素钢或低合金钢材料波纹管，内压应力计算其厚度不包括腐蚀裕量C2,位移应力计算其厚度包括腐蚀裕量C2o 亿厚度成形减薄量，单位为毫米(mm)。波纹管厚度成形减薄量应符合式(33)要求。波纹管成形后的一层材料名义厚度按式(33)计算。5 结构、分类与标记5. 1 膨胀节波形与结构名称波形与结构名称（见图2、图3、图4)。波形参数参见附录A。a) 整体成形b) 带直边环向焊接接头图2U形厚壁波形与结构i 飞r* 6 l “-, . 一全| a) 无加强U形薄壁波形与结构说明：l 端板；2 均衡环（端部）；3 均衡环；4 波纹管；b) 加强环或均衡环薄壁波形与结构5 套雒；6 加强环；7 内衬筒；8 装运杆。图3U形薄壁波形与结构（整体成形）9 GB/T 16749一20182 s厂l115厂Ijl_I . 4 -，厂lII I I, 肆u ,L I ) 外l 说明：l 端管；2 波纹管；3 加强环；4 套雏；5 挡板；6 端管。图4Q波形与结构（整体成形）5.2 膨胀节型式代号膨胀节型式代号由结构代号、使用代号与波纹代号三部分组成，符号说明按表4的规定。表4膨胀节型式代号型式代号说明zx 表示整体成形薄壁单层或多层金属波纹膨胀节（单层厚度t=0.5mm3.0 mm, 层数nS)结构代号ZD 表示整体成形厚壁单层金属波纹膨胀节（单层厚度彦纽mm,仅适用千层数n=l) HZ 表示由带直边两半波焊接而成厚壁单层金属波纹膨胀节（单层厚度t3mm, 仅适用于层数17=1) LC II) 表示用在立式设备上C皿）I型表示带丝堵，适用于单层无疲劳设计要求的LC(Il) 表示带内衬筒用在立式设膨胀节。(Ill) 备上II型表示无丝堵，适用于单层或多层有疲劳设计使用代号WC I) 要求的膨胀节。表示用在卧式设备上C II) 表示无丝堵，适用于带直边单层无疲劳设计1II型weer 表示带内衬筒用在卧式设要求的膨胀节C II) 备上波纹名称波纹代号结构代号无加强U形u zx、ZD、HZ波纹代号加强U形J zx Q形。zx 10 5.3 膨胀节标记5.3. 1 标记方法膨胀节口DNPNnXtXNX(D)GB/T 167492018 5.3.2 标记示例GB/T 167492018 标准编号波纹管材料牌号，见表5波纹管波数波纹管名义厚度，mm波纹管层数公称压力，MPa公称直径，mm膨胀节型式代号，见表4名称示例1:06Crl9Nil0卧式单层（厚度2.5mm)无加强U形4波整体成型无丝堵膨胀节（采用薄壁单层），其公称压力PN0.6 MPa、公称直径DNl000 mm, 则其标记为：膨胀节ZXW(Il)Ul000- 0.6- 1X2.5X4(S30408)GB/ T 167492018 示例2:06Cr19Nil0立式单层无加强U形（厚度6mm) ,2波整体成型带内衬套膨胀节（采用厚壁单层），其公称压力PN0.6 MPa、公称直径DNl000 mm, 则其标记为：膨胀节ZDLC(II)Ul 000- 0.6- 1 X 6 X 2(S30408) GB/ T 167492018 示例3:06Cr19Nil0卧式加强U形（单层厚度2mm), 2层4波整体成型无丝堵膨胀节（采用薄壁），其公称压力PN4.0 MPa、公称直径DN500mm, 则其标记为：膨胀节ZXW(II刃500-4.0-2X2X4(S30408)GB/ T 167492018 示例4:Inconel 600立式2层2波O形整体成型膨胀节（单层厚度2mm), 带内衬套膨胀节，公称压力PN8.0MPa、公称直径DN2300 mm, 则其标记为：膨胀节ZXLC(l)02300- 8.0-2X2X2(600) GB/ T 167492018 示例5:06Crl9N让0立式单层（厚度3mm) ,2波带直边两半波焊接膨胀节（含内衬套），公称压力PNl.6MPa、公称直径DN273mm, 则其标记为：膨胀节HZLC(I)U273-l.6-1X3X2(S30408)GB/ T 167492018 示例6:Q245R立式单层无加强U形（厚度12mm),2波整体成型带内衬套膨胀节（采用厚壁单层），其公称压力PN2.5 MPa、公称直径DNl400 mm, 则其标记为：膨胀节ZDLC(皿）Ul 400- 2.5- 1X12X2(Q245R) GB/ T 167492018 6 材料6. 1 通用规定6. 1. 1 波形膨胀节选材应考虑波形膨胀节的使用条件（设计压力、设计温度、介质特性和操作特点）、材料性能（力学性能、物理性能、工艺性能和与介质的相容性）、波形膨胀节制造工艺及经济合理性；金属材料延伸率应符合相应材料标准规定，并满足TSG212016要求；铝、钦、铢和铅及其合金等有色金属材GB/T 167492018 料延伸率应符合JB/T4734、JB/T4745、JB/T4756、NB/T47011的相关规定。6.1.2 波形膨胀节受压元件的材料性能、质量、规格与标记应符合相应材料的国家标准或行业标准的规定；材料制造单位应保证质量，并符合下列要求：a) 按相应标准规定提供材料质量证明书（原件），材料质量证明书的内容应当填写齐全、清晰，且印制可以追溯的信息化标识，并加盖材料制造单位质量检验章；b) 材料制造单位应在材料的明显部位作出清晰、牢固的出厂钢印标记或采用其他可追溯的标记。6. 1.3 膨胀节制造单位从非材料制造单位取得的膨胀节材料时，应取得材料制造单位提供的质量证明书原件或者加盖材料经营单位检验公章和经办负责人签字（章）的复印件。6.1.4 膨胀节制造单位应对所取得的膨胀节材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责。6.1.5 膨胀节制造单位应按材料质量证明书对材料进行验收。投产前，认真核对质量证明文件、炉批号、材料牌号和标记。并按相应标准规定和设计文件要求，认真检查材料表面质量。6.2 波纹管6.2.1 波纹管材料除应符合材料标准规定外，还应符合下列规定：a) 碳素钢、低合金钢、高合金钢材料应符合GB/T150.22011及其附录B、附录C、附录D的相关要求；奥氏体不锈钢材料要求按GB/T24511选用，若材料厚度 小于1.5 mm, 可选用GB/T 3280, 其钢板表面质量应为2B或2D。b) 铝、钦、锦、铅及其合金等有色金属材料，其技术要求、限定范围（牌号、压力和温度）及许用应力，应符合TSG212016以及JB/T4734、JB/T4745、JB/T4756、NB/T47011的相关规定。c) 采用国外材料制造波纹管时，应符合TSG212016中2.1.2的规定。6.2.2 波纹管制造过程中，应按以下规定作好标记移植：波纹管的材料禁止打硬印标记（包括材料标记、焊工、检验员和无损检测印记）；波纹管应采用绘制标记分布图，明确材料标记和其他印记（该图存入质量档案），其标记分布图的表达方式由制造单位自行规定。6.2.3 波纹管材料凡符合GB/T150.42011中5.1规定者均应复验，合格后方可使用。6.2.4 常用波纹管材料按表5规定（常用波纹管材料及近似对照参见附录B)。其化学成分、力学性能应符合相应的标准规定。奥氏体型钢材的使用温度高于或等于-196C时，可免做冲击试验。低于-196C ,_, -253C, 由设计文件规定冲击试验要求。若奥氏体型钢材的使用温度高于525C时，钢中含碳量应符合GB/T150.22011中3.6.3的规定。表5常用波纹管材料序号名称统一数字代号材料牌号标准编号材料标记材料供货推荐使用状态温度oc1 Q235B Q235B 20300 GB/ T 3274 热轧2 Q235C Q235C 0300 3 Q245R Q245R -20400 热轧正火4 波Q345R GB/ T 713 Q345R -20350 5 纹GB/SA 516-Gr70 GB/ SA516-Gr70 热轧正火-20350 6 管S30408 06Crl9Nil0 S30408 -196600 7 S30403 022Cr19Nil0 S30403 -253450 GB/ T 24511 固溶8 S31608 06Crl 7Ni12Mo2 S31608 -253600 9 S31603 022Crl 7Ni12Mo2 S31603 -253450 12 GB/T 167492018 表5(续）序号名称统一数字代号材料牌号标准编号材料标记材料供货推荐使用状态温度oc10 S32168 06Crl8Nill Ti S32168 - 253,._,550 11 S31008 06Cr25Ni20 GB/ T 24511 S31008 - 196575 12 S31668 06Cr 17Ni12Mo2T; S31668 - 253,._,500 13 NSllOl (NSlll) NSllOl - 196800 14 NS1102(NS112) NS1102 - 196,._,900 固溶15 NS1402(NS142) NS1402 - 196500 16 NS3102(NS312) YB/ T 5353 NS3102 - 196,._,650 YB/ T 5354 波17 NS3304 (NS334) NS3304 - 196650 纹18 竿吕NS3305 (NS335) NS3305 - 196400 19 NS3306 (NS336) NS3306 - 196600 20 5052 GB/T 3880 5052 -269200 21 TAl TAl 22 TA2 TA2 GB/ T 3621 315 23 TA9 TA9 退火24 TAlO TAlO 25 Zr-3 Zr-3 375 注1: 序号5材料牌号栏中，GB/SA516-Gr70为GB/T150.22011材料篇标注。注2:序号13序号19材料牌号栏中，中国牌号括号内为旧牌号，表示新旧牌号对照。6.3 端管6.3.1 当端管公称直径DN400mm选用无缝钢管时，除应符合GB/T8163、GB/T9948、GB/T14976和GB/T5310、GB/T6479相应钢管标准规定外，还应符合GB/T150.22011中第5章的要求，并按表6要求复验力学性能和压力试验。采用GB/T8163标准20无缝钢管设计压力不大于4.0MPa。奥氏体不锈钢无缝管设计温度高于或等于196C时，可免冲击试验。表6公称直径DN400mm端管复验要求设计压力p/MPa拉伸试验冲击试验金相检验压力试验低压O.lpl.6 每批取2根如钢厂己做水压试验者，可不再复验l.6p4.0 每批取2根每批取2根，每根取一线中压每批10%,每批取10%,但不少中压、高压端管（无缝钢管），膨胀节制造单4.0p400mm时，选用板材卷制，此时材料性能应符合GB/T150.22011相关规定。选用锻件时应符合6 .4规定。6.4 力ll5虽件：加强件（包括加强环、均衡环和套雏）等材料选用锻件时，应符合GB/T150.22011中第6章的规定，锻件级别不低于Il级。对于设计压力大于或等于10MPa高压锻件，锻件级别不低于IlI级。6.5 装运杆、装运螺栓或螺母6.5.1 自制的装运杆、装运螺栓或螺母，其材料选用及制造技术要求应按GB/T150.22011中第7章的规定。6.5.2 外购的装运螺栓或螺母等商品紧固件应符合下列要求：a) 螺栓、双头螺柱的力学性能等级应符合GB/T3098.1的4.6级或8.8级要求；螺母的力学性能等级应符合GB/T3098.2的5级或8级要求；不锈钢紧固件牌号06Cr19Nil0 (S30408)应符合GB/T 3098.6的A2要求，牌号06Crl7Nil2Mo2(S31608)应符合GB/T3098.6的A4要求。b) 装运杆和装运螺栓用螺母应使用1型或2型的螺母，不得使用薄型螺母；6.5.3 装运杆和装运螺栓的硬度一般应比螺母稍高。7 设计计算7. 1 符号说明儿单个U型波纹的金属横截面积，单位为平方毫米(mm勹，见式(2); : q 2 A,=nt, 2三+2了-2(r勹+h2(rm) 2 儿圆形波纹管有效面积，单位为平方毫米(mm勹，见式(3); Ae=土4 A f 一个紧固件的金属横截面积，单位为平方毫米(mm2);A, 一个加强环的金属横截面积，单位为平方毫米(mm2);Ate 一个直边段套雏的金属横截面积，单位为平方毫米(mm2);Atp 长度为Lp端管的金属横截面积，单位为平方毫米(mm2);Atr 长度为上加强环金属横截面积，单位为平方毫米(mm2);B1 0形波纹管(55的计算修正系数，见表7;B2 0形波纹管(56的计算修正系数，见表7;趴Q形波纹管几的计算修正系数，见表7;cc 端部加强件弯曲应力的计算系数，见式(4);Cc = - 0.243 1 + 0.016 8n g + 0.302 4叶Cd U形波纹管m的计算修正系数，见表8;cf u形波纹管m、八、儿的计算修正系数，见表9;C1i Jt计算的修正 系数（见式97),取Ch=2;已低于蠕变温度的材料强度系数；Cm=l. 趴用于退火态波纹管；Cm=l.5Y叩，用于成形态波纹管(l.5Cm3.0)。14 C 2) . (3) C 4 ) GB/T 16749一2018cp u形波纹管m的计算修正系数，见表10;C r 波高系数，见式(5);C r = 0.36ln() . (5) C。初始角位移引起的柱失稳压力降低系数，取Ce=l;D b 波纹管直边段内直径（或波纹内直径），单位为毫米(mm);D e 波纹管直边段套雏的平均直径单位为毫米(mm),见式(6); De=趴+Znt十fc. (6) D ; 环形截面、端管或设备筒体内直径，单位为毫米(mm);趴端管平均直径，单位为毫米(mm);D m 波纹管平均直径，单位为毫米(mm),见式(7); Dm=趴十h十rzt(对于U形波纹管）. (7) D。环形截面、端管或设备筒体外直径，单位为毫米(mm);D r 加强环平均直径，单位为毫米(mm);E 室温下的弹性模量。下标b、C、f、p、s和r分别表示波纹管、套雒、紧固件、端管、内衬筒和加强环的材料，单位为兆帕(MPa);F 设计温度下的弹性模量。下标b、C、f、p、s和r分别表示波纹管、套雏、紧固件、端管、内衬筒和加强环的材料，单位为兆帕(MPa);e 单波轴向位移，单位为毫米(mm);ec 单波轴向压缩位移，单位为毫米(mm);ee 单波轴向拉伸位移，单位为毫米(mm);eN 多波轴向位移，单位为毫米(mm);e 由NJ得到的单波额定轴向位移，单位为毫米(mm);eJ 由e 得到的单波额定轴向压缩位移，单位为毫米(mm);eeJ 由e 得到的单波额定轴向拉伸位移，单位为毫米(mm);启作用于直边段加强环每个筋板的轴向力，单位为牛(N)见式(8);1 F =0.25冗CD!1-n g D!)p +叮（低于蠕变温时） C 8) g 彼纹管变形率，见式(9);e, =100,.j 1n(1+启）r + 1n十(i+更）r C 9) 凡波纹管的压力推力，单位为牛(N);E 波纹管单波轴向弹性刚度力，下标u、r、t分别表示无加强U形、加强U形和Q形波纹管，单位为牛(N);f C (J t修正系数，取fc=l。f; 波纹管单波轴向弹性刚度，下标u、r、t分别表示无加强U形、加强U形和Q形波纹管，单位为牛每毫米(N/mm)。八带直边环向对接接头波纹管单波轴向弹性刚度，单位为牛每毫米(N/mm)。H 压力引起的作用在一个波纹和一个加强件上的环向合力，单位为牛(N)。见式(10)。H=PD C 1 o) h 波高，单位为毫米(mm)。K 2 平面失稳系数。见式(11)。15 GB/T 167492018 K2 (7 2 ,. 一一: 一p (11) K , 1 平面失稳系数。见式(12)。K4= 巴2 . . (12) 211 tp 尺成形方法系数，对于滚压成形或机械胀形灼为1对于液压成形Kr为0.6。K r 周向应力系数，取式(13)和式(1 4)中较大值，且不小于1。q十eKr=（在设计压力p时，e处于拉伸状态）q C 13) Kr=二（在设计压力p时，e处于拉伸状态）( 14 ) q K s 直边段套雏截面形状系数，对于实心圆形截面Ks为1.7对于圆环形截面Ks按式(15)计算：1.7(D! -Df D。)Ks= D! -I C 15) Kb 膨胀节整体轴向弹性刚度，下标u、r、t分别表示无加强U形、加强U形和Q形波纹管，单位为牛每毫米(N/mm)。见式(16)。K b J; 一一一一. N k (5心1的计算系数。见式(17)。k=兰且k冬l1.5!、Dbt丛波纹管的波纹长度，单位为毫米(mm)。见式(18)。. (16) ( 1 7) Lb=Nq(18) Le 波纹管直边段套雏的长度，单位为毫米(mm)。归外焊波纹管从波纹管连接环向焊接接头到第一个波中心的长度，单位为毫米(mm)。L f 一个紧固件的有效长度，单位为毫米(mm)。L。Q形波纹管波纹开口最大距离（见图6汃单位为毫米(mm)。丛端管有效长度，单位为毫米(mm)。见式(19)。1 L = - p 3 / D pt pe L pm t pe厚度下所需的端管最小长度，单位为毫米(mm)。见式(20)。L pm = 1. 5 yD pt pe L , 加强环有效长度单位为毫米(mm)。见式(21)。L 1寸一. 3 D ,tr 丘加强环总长度，单位为毫米(mm)。L1 内衬筒的长度，单位为毫米(mm)。L 波纹管的直边段长度，单位为毫米(mm)。Lw U形波纹管单波展开的长度，单位为毫米(mm)。见式(22)。匕=2三+2/产2rm ) 2 + (h -2r m )2 2 Ltm 波纹管直边段伸出套雒的最大长度，单位为毫米(mm)。见式(23)。16 (19) (20) (21) C 22) N 一个波纹管的波数。1nt2巨Ltm = 1.5 I p NC 波纹管设计疲劳寿命，周次。GB/T 167492018 (23) NJ 波纹管设计许用疲劳寿命，周次；取NJ不低于3000次。见式(24)。 N J N C C = (24 ) 11 N d 波纹管操作疲劳寿命，周次。n 厚度为t波纹管材料的层数。m 疲劳寿命安全系数，11f15。11 g 每个加强环所均布的筋板数量。p 设计压力，单位为兆帕(MPa)。p SC 波纹管两端固支时柱失稳的极限设计内压，单位为兆帕(MPa)。贮波纹管端部支撑条件变化时柱失稳的极限设计内压，单位为兆帕(MPa)。Psi 波纹管两端固支时平面失稳的极限设计压力，单位为兆帕(MPa)。q 波距，单位为毫米(mm)。凡在内压作用下，波纹管承受的力与整体加强件所承受的力之比见式(25)。R AcE 1 =圈A rE! (25) R2 在内压作用下，波纹管承受的力与用紧固