波紋管的壽命是在工作條件下使用時,能保證正常工作的短工作期限或循環次數。用波紋管組成的彈性密封系統,經常在承受較多循環次數的變動載荷和較大位移的條件下工作,因此確定波紋管的使用壽命,具有重要意義。因為波紋管的作用不同,對其使用壽命的要求也不一樣。
(1)波紋管用來補償管路系統中因安裝造成的位置偏差時,對其壽命要求只有幾次就夠了。
(2)波紋管用于開關頻率較高的恒溫控制器中,其壽命要達到10000次才能滿足使用要求。
(3)波紋管用于真空開關作為真空密封件時,其壽命要達到30000次才能保證正常工作。
從上面三種使用實例中可見,由于使用條件不同,波紋管要求的使用壽命相差很大。波紋管壽命與所選用材料的疲勞特性有關,同時也取決于成形波紋管的殘余應力的大小、應力集中的情況和波紋管的表面質量等。此外,使用壽命與波紋管的工作條件有關。例如:波紋管工作時的位移、壓力、溫度、工作介質、振動條件、頻率范圍、沖擊條件等。
波紋管在工作過程中,其壽命長短主要取決于工作過程中產生的應力。為了降低應力,一般通過減少波紋管的工作位移和降低工作壓力來實現。在一般設計中規定波紋管的工作位移應小于它的允許位移的一半,它的工作壓力應小于波紋管的耐壓力的一半。
對生產的波紋管進行試驗證明,如果波紋管按上述規范工作,它的便用壽命基本土可達到5萬次左右。
根據工作壓力性質的不同,波紋管的允許位移也有所區別一般波紋管只承受軸向載荷(拉力或壓力)時,它的允許位移可在波紋管有效長度的10%~40%之間選用;而在波紋管承受橫向集中力、扭轉力矩或綜合受力時,波紋管的允許位移應適當減小。
應用多層波紋管可以降低剛度和變形引起的應力,因而可以在很大程度上提高波紋管的壽命。
波紋管在其它情況相同而工作壓力性質(恒定或交變載荷)不同的條件下工作時,其使用壽命將有差別。顯然,在交變載荷下工作時,波紋管的壽命比恒定載荷下工作時要短一些。
金屬波紋管[1]及翅片式波紋管在內燃機冷卻器中的應用,在汽柴油發動機冷卻器殼體內或冷卻芯子的兩管板間安裝1-1000根帶有間斷性凸凹狀金屬波紋管,采用擴管法、焊接法等方法將其固定在一端管板上,使冷卻介質的流動狀態發生改變,達到提高傳熱系數,增加傳熱效率。該發明構思新奇、工藝實用、成本低廉、性能可靠、傳熱效率高、不結垢、壽命長、熱應力小