一. 波纹管在低温环境的应用

随着我国能源结构的调整，LNG工业的发展越发迅速，输送LNG用的HV-MLI低温管道需求量也日益增加。较之于其他形式的绝热管道，HV-MLI低温管道具有绝热性能好、占用空间少以及使用寿命长的优点，在LNG接收站、加气站、空分厂以及航天器燃料输送过程中得到了广泛应用。HV-MLI低温管道内管路膨胀节能补偿内管的冷缩位移，提高管道柔性，其核心部件波纹管同时承受轴向位移及液体内压载荷且管壁较薄，是管道中的脆弱结构，波纹管如果发生破裂将导致整个HV-MLI低温管道失效。因此，有必要对波纹管进行应力分析及强度校核。图1-1为多层绝热低温管道的结构示意图，HV-MLI 低温管道通常由以下部分组成：外管、内管、绝热层、绝热支撑、波纹管补偿器、真空抽口、截止阀、真空安全阀、低温安全阀等安全附件，以及用于管道连接的阴、阳接头、真空套筒和端板。管道采用高真空多层绝热方式绝热，内外管组合形成真空夹层并抽空，使夹层内真空度满足绝热性能的要求。HV-MLI低温管道输送介质温度极低，内管从常温到液体温度变化过程中会产生较大的冷缩效应，通常用波纹管膨胀节补偿其冷缩变形。波纹管管壁较薄，是管路的脆弱部分，且在较大轴向力的作用下，波纹管易产生大变形，此时波纹管的波峰、波谷部位实际处于弹塑性区域。