金屬波紋管（簡稱波紋管）是一種撓性、薄壁、有橫向波紋的管殼零件，在外力及力矩作用下能吸收軸向、角向、側(cè)向及其組合位移。除彈性特性外，波紋管還具有耐壓、密封、耐腐蝕、耐溫度、耐沖擊等多種性能，不銹鋼波紋管是一種多功能零部件，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航空航天、船舶、汽車、石化、能源、核工業(yè)等領(lǐng)域。
金屬波紋管有許多結(jié)構(gòu)形式，以U形波紋管的應(yīng)用為廣泛。U型金屬波紋管由環(huán)板和具有正、負(fù)高斯曲率的半圓環(huán)殼組成，在管道系統(tǒng)中常用它作為位移補(bǔ)償元件，補(bǔ)償管道由于熱脹冷縮、地基不均勻沉降及安裝誤差等引起的位移。由于管道所傳輸?shù)慕橘|(zhì)具有一定的壓力，波紋管除了受管道的位移作用外還承受介質(zhì)壓力。
金屬波紋管的設(shè)計(jì)計(jì)算方法主要有三種：解析法、工程設(shè)計(jì)法和有限元法。在20世紀(jì)70年代之前，金屬波紋管結(jié)構(gòu)分析主要采用解析法，其主要思想是：根據(jù)近似簡單梁、近似圓柱體、近似殼體的假設(shè)，依據(jù)材料力學(xué)理論得到波紋管殼體的應(yīng)力-應(yīng)變值。但由于波紋管本身是一種較為復(fù)雜的軸對(duì)稱薄壁殼體，且在絕大多數(shù)工況下材料處于塑性大變形范圍內(nèi)，因而在解析解與波紋管材料的實(shí)際響應(yīng)之間存在著較大的誤差?，F(xiàn)解析法在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較少。
為了適應(yīng)工程設(shè)計(jì)需要，引入了工程設(shè)計(jì)法，該方法的主要思想是在解析法得到的近似解中引出了圖表形式的修正系數(shù)，經(jīng)過近似修正，得到簡單的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，并在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用。我國較有影響的工程設(shè)計(jì)方法是美國膨脹節(jié)制造者協(xié)會(huì)（EJMA）標(biāo)準(zhǔn)公式，不銹鋼補(bǔ)償器對(duì)波紋管的應(yīng)力分析全面，假設(shè)條件較合理，加上計(jì)算式對(duì)實(shí)際的影響因素做了必要的修正，故計(jì)算結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較為接近，有一定準(zhǔn)確性，國內(nèi)相關(guān)波紋管標(biāo)準(zhǔn)大多采用EJMA標(biāo)準(zhǔn)中的計(jì)算公式。現(xiàn)在，隨著特種波紋管在航空航天、核工業(yè)、石油石化等行業(yè)的大量應(yīng)用，工程設(shè)計(jì)方法已較難滿足復(fù)雜工況下的波紋管設(shè)計(jì)要求，需要應(yīng)用更精確的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
非金屬補(bǔ)償器一般由圈帶和金屬結(jié)構(gòu)件等多種材料構(gòu)成，圈帶表面不允許有膠層劃傷、開裂、夾層、起皮現(xiàn)象出現(xiàn)；金屬軟管不允許有編接環(huán)縫。非金屬補(bǔ)償器各部分焊縫表面不得有裂紋、未焊透、未熔合、表面氣孔、弧坑、焊高不足、夾渣和飛濺物，焊縫與母材應(yīng)圓滑過渡。
非金屬補(bǔ)償器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：
1）設(shè)計(jì)壓力：-35~105kPa；設(shè)計(jì)壓力如此規(guī)定主要是根據(jù)非金屬補(bǔ)償器的使用情況以及未來技術(shù)發(fā)展需要。
2）設(shè)計(jì)溫度：下限溫度為-40℃，上限溫度應(yīng)符合溫度等級(jí)規(guī)定，上限溫度可達(dá)到1300℃。
3）介質(zhì)：除易燃易爆、劇毒的中性、酸性、堿性或酸堿復(fù)合的含有固體顆粒物或水的氣體介質(zhì)。不銹鋼波紋管、金屬軟管、不銹鋼補(bǔ)償器此處主要是考慮非金屬補(bǔ)償器的密封性并沒有其他類補(bǔ)償器好，所以對(duì)流通介質(zhì)應(yīng)有明確要求，以免滲漏帶來安全隱患。
4）外部環(huán)境：海水、風(fēng)沙、雨雪、輻射等。
不銹鋼波紋管、金屬軟管、不銹鋼補(bǔ)償器非金屬補(bǔ)償器的產(chǎn)品分類：
1）按照截面形狀分為：圓形非金屬補(bǔ)償器；矩形非金屬補(bǔ)償器；異形非金屬補(bǔ)償器。
2）按照連接方式分為：法蘭式非金屬補(bǔ)償器；接管式非金屬補(bǔ)償器；抱箍式非金屬補(bǔ)償器。
3）按照結(jié)構(gòu)型式分為：直筒式非金屬補(bǔ)償器；波紋式非金屬補(bǔ)償器；翻邊式非金屬補(bǔ)償器。
4）按照介質(zhì)使用溫度分為5個(gè)等級(jí)，溫度范圍的確定，考慮到采用隔溫方式，溫度可以達(dá)到1300℃，因此，將溫度范圍確定為：“-40~1300℃”。
