聚四氟乙烯波纹管,也被称为聚四氟乙烯波纹软管、聚四氟乙烯软管等,它是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。波纹管在仪器仪表中应用广泛,主要用途是作为压力测量仪表的测量元件,将压力转换成位移或力。

 

  波纹管管壁较薄,灵敏度较高,测量范围为数十帕至数十兆帕。它的开口端固定,密封端处于自由状态,并利用辅助的螺旋弹簧或簧片增加弹性。工作时在内部压力的作用下沿管子长度方向伸长,使活动端产生与压力成一定关系的位移。

 

  活动端带动指针即可直接指示压力的大小。波纹管常常与位移传感器组合起来构成输出为电量的压力传感器,有时也用作隔离元件。由于波纹管的伸展要求较大的容积变化,因此它的响应速度低于波登管。波纹管适于测量低压。

 

  弹性元件下作时有两种状态;一种是在一定的载荷和位移情况下工作,并保持载荷、位移始终不变或很少变化,称为静态工作;另一种使用情况是载荷和位移不断周期往复交替变化。元件处于循环工作状态。由于工作状态的不同,元件损坏或失效的模式也不同。仪表弹性敏感元件工作在弹性范围内,基本上处于静态工作状态,使用寿命很长,一般达到数万次到数十万次。工程中应用的聚四氟乙烯波纹管类组件,有时工作在弹塑性范围或交变应力状态,寿命只有成百上干次。元件在循环工作时必须给定许用工作寿命,规定循环次数、时间和频率。

 

  弹性元件的额定寿命是元件设计时定出的预期使用寿命,要求在这段期间内元件不允许出现疲劳、损坏或失效等现象。

 

  聚四氟乙烯波纹管的寿命是在工作条件下使用时,能保证正常工作的最短工作期限或循环次数。用聚四氟乙烯波纹管组成的弹性密封系统,经常在承受较多循环次数的变动载荷和较大位移的条件下工作,因此确定聚四氟乙烯波纹管的使用寿命,具有重要意义。因为聚四氟乙烯波纹管的作用不同,对其使用寿命的要求也不一样。

 

  (1)聚四氟乙烯波纹管用来补偿管路系统中因安装造成的位置偏差时,对其寿命要求只有几次就够了。

 

  (2)聚四氟乙烯波纹管用于开关频率较高的恒温控制器中,其寿命要达到10000次才能满足使用要求。

 

  (3)聚四氟乙烯波纹管用于真空开关作为真空密封件时,其寿命要达到30000次才能保证正常工作。

 

  从上面三种使用实例中可见,由于使用条件不同,聚四氟乙烯波纹管要求的使用寿命相差很大。波纹管寿命与所选用材料的疲劳特性有关,同时也取决于成形波纹管的残余应力的大小、应力集中的情况和波纹管的表面质量等。此外,使用寿命与波纹管的工作条件有关。例如:波纹管工作时的位移、压力、温度、工作介质、振动条件、频率范围、冲击条件等。

 


  聚四氟乙烯波纹管在工作过程中,其寿命长短主要取决于工作过程中产生的最大应力。为了降低应力,一般通过减少聚四氟乙烯波纹管的工作位移和降低工作压力来实现。在一般设计中规定聚四氟乙烯波纹管的工作位移应小于它的允许位移的一半,它的工作压力应小于聚四氟乙烯波纹管的耐压力的一半。

 

  对生产的聚四氟乙烯波纹管进行试验证明,如果聚四氟乙烯波纹管按上述规范工作,它的便用寿命基本土可达到5万次左右。

 

  根据工作压力性质的不同,聚四氟乙烯波纹管的允许位移也有所区别一般聚四氟乙烯波纹管只承受轴向载荷(拉力或压力)时,它的允许位移可在聚四氟乙烯波纹管有效长度的10%~40%之间选用;而在聚四氟乙烯波纹管承受横向集中力、扭转力矩或综合受力时,聚四氟乙烯波纹管的允许位移应适当减小。

 

  应用多层波纹管可以降低刚度和变形引起的应力,因而可以在很大程度上提高波纹管的寿命。

 

  波纹管在其它情况相同而工作压力性质(恒定或交变载荷)不同的条件下工作时,其使用寿命将有差别。显然,在交变载荷下工作时,聚四氟乙烯波纹管的寿命比恒定载荷下工作时要短一些。

 

  金属波纹管类组件的使用温度范围很宽,一般都在弹性元件设计制造前给出。有些特殊用途的波纹管,内腔通过液氧(-196℃)或更低温度的液氮,耐压高达25MPa 。管网系统连接用的大型波纹膨胀节(公称直径有时超过lm ),要求承压4MPa,耐温400℃,且有一定的耐腐蚀稳定性。弹性元件的温度适应能力取决于所采用弹性材料的耐温性能。因此根据弹性元件的使用温度范围,选用合适温度性能参数的弹性材料,才能加工制造出合格的波纹管类组件。

2016年10月26日

购买聚四氟乙烯三通注意事项?
如何鉴定楼梯建筑聚四氟乙烯板质量好坏?

上一篇

下一篇

聚四氟乙烯PTFE车制波纹管使用年限?

本网站由阿里云提供云计算及安全服务