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金屬波紋管的幾何參數

金屬波紋管的尺寸規格已按內徑標準系列化，一般將金屬波紋管內徑或外徑

作為基本尺寸，其它結構參數作為相對尺寸。當內徑或外徑確定后，壁厚、波距、

波厚等等，均以內徑或外徑為基準按適當比例確定。設計波紋管參數時要滿足波

紋管的性能要求，同時還要考慮波紋管的制造工藝性和結構穩定性。

1）波深系數 k （也稱脹形系數）

波深系數 k 是波紋管外徑與內徑之比，它是決定波紋管幾何形狀的一個重

要參數。在內徑 d 確定的情況下，k 值越大，波紋的高度就越高。k 值影響著波

紋管的性能和波紋管的成形工藝，波紋管的成形難度隨著 k 值的增加而增加。當

k 值增加到 2 時，液壓成形波紋管就相當困難。所以當 k>= 2 時，宜采用焊接波

紋管。液壓成形波紋管，可分為淺波和深波兩種，以波深系數 k= 1.5 為分界，

k=1.3~1.5 之間的波紋管稱淺波紋管，波紋管成形較容易；k=1.6~1.9 之間的波

紋管稱深波紋管，成形相對較難，有時需要兩次成形。同樣內徑尺寸的波紋管，

深波紋管的剛度小，空調波紋管圖片，靈敏度高，允許位移大；淺波紋管的剛度大，靈敏度低，允

許位移較小。用于儀表、傳感器的測量波紋管，宜采用深波紋管；用于承受壓力

為主的波紋管，宜采用淺波紋管。

2）波紋管壁厚

波紋管壁厚是一個重要的幾何參數，綦江空調波紋管，波紋管的主要特性（剛度和工作應力）

取決于波紋管的幾何尺寸，特別是取決于它的壁厚。波紋管的壁厚與內徑有一定

的比例關系，對于內徑 φ10~1000mm 的波紋管，壁厚與內徑的比值一般控制在

0.0006~0.05；如果太厚，其柔軟性必定很差；如果太薄，其承壓能力受到限制。

因此，各種波紋管必須根據具體的使用條件和性能要求，按照內徑與壁厚的相應

關系，選擇合理的壁厚。在設計高壓波紋管的時候，為了降低波紋管的剛度和應

力，需要設計多層結構的波紋管，但是多層波紋管的總壁厚與內徑之比一般也不

得大于 0.05。

3）波型

波型是指沿著軸向剖開后的波紋型式和形狀，波紋管的波紋形狀影響著波紋

管的剛度、位移和承壓能力。按幾何形狀波型可分為 U 型、C 型、S 型、V 型

Ω 型等。

4）波距和波厚

波距是波紋管及其波型結構的重要參數，影響波紋管的有效長度和性能。波

距的變化趨勢是隨內徑的增加而增加，波距占內徑的百分比則隨內徑的增加而減

小。因為內徑小的波紋管成型困難，波距占內徑的百分比應大些。

波紋管波厚是指外波紋部分軸向面上的大寬度，在波距決定以后，波厚就

直接影響波形角、波峰和波谷的圓角半徑。當波距和波厚確定后，不僅波形角已

確定，波峰、波谷處的圖角半徑也就確定了。

5）波紋數和有效長度

波紋管波紋部分的軸向總長度稱波紋管的有效長度，或稱波紋管的工作長度。

波紋數和有效長度是緊密相關的兩個參數。為了保證波紋管工作時有可靠的穩定

性，有效長度與外徑之間的關系應小于等于 1.3。

如果需要長的有效長度，可以用兩個或兩個以上的波紋管焊接起來，接成長

的波紋管，也可以采用單波連續成形等方法直接成形長的波紋管。對除金屬軟管

之外的長波紋管，為了保證其結構穩定性，必須在波紋管的內部或外部設置導向

零件。

．金屬波紋管的材料

金屬波紋管的性能主要取決于制造波紋管的材料的質量和波紋管成形后的

幾何參數．波紋管的性能能否滿足設計要求，很大程度上取決于這些材料的制造

質量。材料的畸變，焊接不均勻，成形后波形不規則和殘余損傷等都能引起局部

部位的高應力，從而導致波紋管過早的破壞。波紋管材料的選擇主要應考慮如下

幾點：

1）相容性

金屬波紋管材料必須與相接觸的工作介質和相連接的各種零件相容，因為壁

厚很薄，空調波紋管種類，很容易因點腐蝕和應力腐蝕而損壞波紋管的整體性。清洗用的介質和清

洗工序必須認真研究，因為在波紋管內波紋處，空調波紋管型號，清洗和檢查都比較困難。

2）溫度

金屬波紋管的工作溫度范圍為（-253 ~600）℃。在高溫下工作的波紋管所

使用的材料要有足夠的熱穩定性。工作溫度升高，材料的彈性模量下降，從而導

致波紋管的剛度、耐壓力和疲勞壽命的降低。在低溫下使用的波紋管材料，必須

有良好的低溫性能。在低溫下，材料的脆性對表而缺陷十分敏感，因此，對材料

的表面質量應嚴格控制。

3）使用壽命和應力

金屬波紋管的承壓能力受材料屈服強度的限制，而疲勞循環次數則受材料的

疲勞壽命和結構穩定性的制約。要求高壽命的波紋管應設計在彈性范圍內工作，

例如作儀表元件和軸密封用的波紋管。

4）制造技術

各種用于成形波紋管的材料．要求其塑性和焊接性能良好。直徑較小的波紋

管通常用無縫管制造，而直徑超過 25mm 的波紋管，可用板材或帶材成形圓簡

后縱向縫焊，再成形波紋管。

對材料的附加考慮用于制造波紋管的材料，不論是管材、帶材還是板材，根

據波紋管使用性能要求，確定所需材料的厚度公差。當剛度不是主要性能要求時，

其壁厚公差可為厚度的+/-10%，當剛度要求較高時，其壁厚公差為厚度的+/-5 %。

波紋管材料成形前的晶粒度應小于 35 拼 um，晶粒的不均勻度不大于 2 級。

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