金屬波紋管作為彈性密封零件，首先要滿足強度條件，即其最大應力不超過給定條件下的許用應力。許用應力可由極限應力除以安全系數得出。根據波紋管的工作條件和對它的使用要求，極限應力可以是屈服強度，也可以是波紋管失穩時的臨界應力，或者是疲勞強度等。要計算波紋管最大工作應力必須分析波紋管管壁中的應力分布。

波紋管主要包括金屬波紋管、波紋膨脹節、波紋換熱管、膜片膜盒和金屬軟管等。金屬波紋管主要應用于補償管線熱變形、減震、吸收管線沉降變形等作用，廣泛應用于石化、儀表、航天、化工、電力、水泥、冶金等行業。塑料等其他材質波紋管在介質輸送、電力穿線、機床、家電等領域有著不可替代的作用。

波紋管：壓力測量儀表中的一種測壓彈性元件。它是具有多個橫向波紋的圓柱形薄壁折皺的殼體，波紋管具有彈性，在壓力、軸向力、橫向力或彎矩作用下能產生位移。波紋管在儀器儀表中應用廣泛，主要用途是作為壓力測量儀表的測量元件，將壓力轉換成位移或力。波紋管管壁較薄，靈敏度較高，測量范圍為數十帕至數十兆帕。

擴展資料：

金屬波紋管及其它彈性元件在某一指定煮上的位移與作用載荷之間的關系稱為彈性特性，而位移和載荷都應存元件材料的彈性范圍內波紋管類組件的彈性特性可以用函數方程、表格與曲線圖等形式表示。其彈性特性取決于各類彈性元件的結構及加載方式。元件的彈性特性可以是線性的或非線性的，非線性還可分為遞增特性和遞減特性兩種。

彈性特性是波紋管及其它彈性元件的一個主要性能指標。儀器儀表和測量裝置中使用的彈性元件，在設計時一般總是力求使元件的輸出量與被測參數（載荷）之間呈線性關系。這樣可以采用較簡單的傳動放大機構實現儀表的等分刻度。

參考資料來源：百度百科-波紋管

HDPE結構壁管 水泥承插排水管

溝槽底面寬度(米) 0.941 溝槽底面寬度(米) 1.400

放坡系數 0.330 放坡系數 0.330

溝槽深度(米) 2.000 溝槽深度(米) 2.000

溝槽上口寬度(米) 2.261 溝槽上口寬度(米) 2.761

管材外徑(米) 0.341 管材外徑(米) 0.341

管材截面積(平方米) 0.029 管材截面積(平方米) 0.029

挖掘土方量(立方米) 3.202 挖掘土方量(立方米) 4.202

殘土土方量(立方米) 3.202 殘土土方量(立方米) 4.202

回填撼沙土方量(立方米) 3.173 回填撼沙土方量(立方米) 4.173

挖掘土方費用(元/立方米) 2.960 挖掘土方費用(元/立方米) 2.960

殘土運輸費用(元/立方米) 18.860 殘土運輸費用(元/立方米) 18.860

回填撼沙費用(元/立方米) 48.600 回填撼沙費用(元/立方米) 48.600

一、土方費用計算（以100米計算）

HDPE結構壁管土方費用:

1、挖掘施工費用：2.960元/立方米*3.202立方米*100米=947.792元

2、殘土運輸費用: 18.860元/立方米*3.202立方米*100米=6038.972元

3、回填撼沙費用:48.600元/立方米*3.173立方米*100米=15420.780元

4、 土方總費用:1+2+3=22407.544元

水泥承插管土方費用:

1、掘施工費用：2.960元/立方米*4.202立方米*100米=1243.792元

2、殘土運輸費用: 18.860元/立方米*4.202立方米*100米=7924.972元

3、回填撼沙費用:48.600元/立方米*4.173立方米*100米=20280.780元

4、土方總費用:1+2+3=29449.544元

對比結果：HDPE結構壁管比水泥承插管節約百分之二十四。

二、施工費用計算（以100米計算）

HDPE結構壁管連接施工費用:

1、單價：2.8元/口

2、施工口數量:施工長度(100米)/管材長度(6米/根)=16.67個

3、施工費用總計:單價(2.8元/口)*施工口數量(16.67)=46.648元

水泥承插管連接施工費用:

1、單價：3.6元/口

2、施工口數量:施工長度(100米)/管材長度(2.5米/根)=40

3、施工費用總計:單價(3.6元/口)*施工口數量(40)=144元

對比結果：HDPE結構壁管比水泥承插管節約百分之六十八。

三 、管材造價費用

HDPE結構壁管造價:

HDPE結構壁管單價：115.85元/米

總費用: HDPE雙壁波紋管單價(115.85元/米)*100米=11585.000元

水泥承插管造價:

水泥承插管單價: 47.00元/米

總費用: 水泥承插管單價( 47.00元/米)*100米=4700元

綜上計算，兩種管材的施工總造價為:

1、HDPE結構壁管總造價:一+二+三=22407.544元+46.648元+11585.000元=34039.192元

2、水泥承插管總造價: 一+二+三=29449.544元+144.000元+4700.000元=34293.544元

結論：雖然HDPE結構壁管材料費比水泥承插管材料費高，但是在只比較上三項費用中即可得出結論，兩種管材工程總造價基本持平。

另外，除以上三項指標外，HDPE結構壁管比水泥承插管顯出更多經濟效益和社會效益：

一、大大縮短工期和縮小施工難度：

由于HDPE雙壁波紋管質量遠輕于水泥管材，非常容易承插，所以大大縮小了施工難度；并且HDPE雙壁波紋管最短為6米一根，而水泥管為2.5米一根， 大大縮短工期。

二、HDPE雙壁波紋管對溝底要求不高

由于水泥管材為鋼性管，為保證承插效果，溝底必須處理平整，最好打基礎層，并且要求施工人員有絕對的責任心。HDPE雙壁波紋管為柔性管，對溝底要求不高。

三、HDPE管對地面下沉或地殼變動不斷裂；

HDPE管的伸長率為鋼管的20多倍，是PVC的六倍半，其斷裂伸長率卻非常高，延伸性很強。這就意味著當地面下沉或發性地震時地殼有變動的情況下，HDPE管能夠產生抗性變形而不斷裂。這一點遠優于鋼管，也優于有明顯脆性的PVC管。這一性能已被國內外的證明（日本阪神大地震未造成管斷裂；HDPE管在支南保山地震中未破壞都是證明）。

四、HDPE管的滲透率遠低于水泥管材，低于2%，對地下水不會造成二次污染；

水泥管材無彈性，雖然配有膠圈，但密封效果差，特別是施工人員由于水泥管材重，不好施工，索性不管承插的效果，導致膠圈失去作用，從而使管材滲透率提高。

五、HDPE管使用壽命長，50年以上。

PE管的安全使期為50年以上，這一點不僅已為國際標準和新國際所證明，而且已被先進國家證明。水泥管理論上使用壽命20年，但是其為硅酸鹽類，長期受到酸堿的腐蝕，壽命大大降低。全國各地均有水泥管材由于污水滲漏導致地面下沉，接口斷裂，幾年內就不得不更換的實例。

六、HDPE管內表面光滑，不帶正負電核，不結垢。

水泥管材易結垢，結垢后，使管徑縮小，影響通流量。

七、HDPE質量輕，便于運輸與安裝，無損耗；

水泥管材質量重，不便于運輸與安裝，并且在運輸與安裝時易損耗。

八、當管道通過流量、坡降及埋深相同時，HDPE可以比水泥管小一兩個型號；

HDPE內表面粗糙系數為0.009，水泥管材內表面粗糙系數為0.014，按照世界公認的謝才定律，進行同流量計算，HDPE管材可以比水泥管材小兩個型號，而實際應用中，建議小一個型號即可。如設計為600口徑的水泥管材可以用500口徑的HDPE替換。

金屬波紋管標準如下：

（2）國外較有影響的不銹鋼波紋管膨脹節標準

美國《膨脹節制造商協會標準》（EJMA）

美國機械工程師學會（ASME）《鍋爐及壓力容器》第Ⅷ卷第一分冊附錄26《壓力容器和換熱器膨脹節》

美國機械工程師學會（ASME）B31.3《工藝管道規范》附錄X《金屬波紋管膨脹節》

美國軍用標準MIL-E《管道用金屬波紋管膨脹節通用規范》

原蘇聯標準：ГOCT 21744《多層金屬波紋管技術條件》

ГOCT 23129《補償器用帶加強環金屬波紋管技術條件》

ГOCT 24553《補償器用帶加強環單層金屬波紋管技術條件》

原“經互會”標準：CTCЭΒ 4351《波形膨脹節強度計算方法》

英國 BS 6129 PART 1《金屬波紋膨脹節》

德國AD 壓力容器規范 B13《單層波形膨脹節》

法國 CODAP C.8章《波形膨脹節設計規定》

日本 JIS B 8277《壓力容器的膨脹節》

JIS B 2352《波紋管膨脹節》

（3）較有影響的公司標準

美國 M.W.Kellogg公司標準

日本 TOYO公司標準

英國Teddington公司推薦尺寸系列

德國HYDRA公司推薦的尺寸系列等

從目前各國標準內容看，大部分都是以美國EJMA標準為基礎，根據國情和行業情況制訂出自己的標準，只有德國AD規范有所不同。俄羅斯則有自己的標準體系，除原“經互會”國家采用，其它國家目前已很少采用。

無論國內或國外的膨脹節標準可分為兩大類。一類是規范類型的標準，即通用性的技術要求的標準，其中除對設計公式做出了具體規定外，對性能等不做具體規定，如美國EJMA標準、ASME標準、英國BS標準、我國的GB/T 12777標準等。另一類則屬于產品標準，其中除有通用性的技術要求外，還具體給出了膨脹節的結構尺寸、規格及補償性能、疲勞壽命產品質量等項內容，如我國的GB 16749標準、俄羅斯的幾項標準（技術條件）、日本的JISB 2352標準等。

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