波紋管的使用壽命是保證工作條件下正常工作的最短工期或循環(huán)次數。由波紋管組成的彈性密封系統通常在更多循環(huán)和更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。由于波紋管的功能不同,對其使用壽命的要求也不同。
(1)當波紋管用于補償管道系統安裝引起的位置偏差時(shí),其壽命只有幾次。
(2)波紋管用于開(kāi)關(guān)頻率較高的恒溫控制器,其使用壽命到1萬(wàn)次才能滿(mǎn)足使用要求。
(3)波紋管用于真空開(kāi)關(guān)作為真空密封時(shí),其使用壽命到3萬(wàn)次,以保證正常工作。
從以上三個(gè)使用實(shí)例可以看出,由于使用條件的不同,波紋管的使用壽命非常不同。波紋管的使用壽命與所選材料的疲勞特性有關(guān),但也取決于成型波紋管的殘余應力、應力集中和波紋管的表面質(zhì)量。此外,使用壽命與波紋管的工作條件有關(guān)。例如:位移、壓力、溫度、工作介質(zhì)、振動(dòng)條件、頻率范圍、沖擊條件等。
波紋管的使用壽命主要取決于工作過(guò)程中產(chǎn)生的應力。為了降低應力,通常通過(guò)降低波紋管的工作位移和工作壓力來(lái)實(shí)現。一般設計規定,波紋管的工作位移應小于允許位移的一半,其工作壓力應小于波紋管的一半。
波紋管試驗證明,如果波紋管按上述規范工作,其使用壽命可達5萬(wàn)次左右。
根據工作壓力的不同性質(zhì),波紋管的允許位移也不同。當波紋管只承受軸向載荷(張力或壓力)時(shí),可選擇波紋管有效長(cháng)度的10%~40%;當波紋管承受橫向集中力、扭矩或綜合力時(shí),應適當減少波紋管的允許位移。
多層波紋管的應用可以降低剛度和變形引起的應力,從而大大提高波紋管的使用壽命。
當波紋管在不同的工作壓力性質(zhì)(恒定或交變載荷)下工作時(shí),其使用壽命會(huì )有所不同。顯然,在交變載荷下工作時(shí),波紋管的壽命比在恒定載荷下工作時(shí)短。