波纹管在控制阀上的应用介绍
波纹管(Bellows)在石油、化工有着广泛的应用，发挥着压力传感器和隔离作用，对生产控制及安全有着重要作用，随着我国石油、化工等行业的不断发展创新，对生产设备提出了更高的要求，所以波纹管选择的重要性也备受关注，本文主要讨论的是波纹管在控制阀上的应用。
1、波纹管的作用及分类
波纹管是指具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱壳体。控制阀上的波纹管所起的作用只有一个——隔离，主要分三种：一种是防止阀内介质扩散到外界，就是针对阀门内所流介质为化学性质活泼或有毒有害的气体、易挥发的液体及贵重的介质，例如氯气、硅粉等等。防止它们发生泄漏，对环境造成污染或者造成资源的流失；另一种是防止外界杂质和空气等进入阀内，就是针对阀门所处的环境及介质的纯度要求，例如外界粉尘等颗粒状物质较多，随着阀门的动作，阀杆会将这些物质带入阀内或在阀杆填料处积留，容易造成阀门介质的污染和阀门抱死；最后一种是保护阀门内部部件，防止介质对阀杆造成冲刷和腐蚀。
波纹管的安装位置有两种，一种安装在阀体内部，波纹管由聚四氟乙烯制成，上端与上阀盖的衬氟为一体，其下端与阀芯相接，起到固定阀芯的作用，同时还保护阀杆不受侵蚀和冲刷；一种安装在阀体外部，波纹管大多为金属制成，一端在阀杆上部固定，一端为自由端，在波纹管外围还有一层保护层，该保护层既起到保护波纹管的作用，又起到波纹管损坏时保证一定时间内阀内介质不会污染环境的作用。
按照波纹管的材质可分为两类，分别是塑料波纹管和金属波纹管。塑料波纹管又叫聚四氟乙烯波纹管，是由溶融状态的管状聚四氟乙烯和块状聚四氟乙烯加热，加压后成形制得。塑料波纹管的制法简单，在有些情况下能够代替金属波纹管节约成本，价格便宜，伸缩性能等特点突出。但是塑料波纹管的应用受三个因素的限制，一个是阀门所处环境的温度及介质的温度，温度太高容易造成波纹管的老化变形，所以它的长期使用温度一般不超过180°C，低温情况下没有具体要求；二是受管道内压力限制(一般选择塑料波纹管的工况压力不高于12公斤)，压力过高则会将阀门内衬材料从阀门内壁吸出，造成阀门堵塞；另一个因素就是介质的化学性质，塑料波纹管可应用在甲酸、盐酸、氯化物等强腐蚀性介质上，但是当介质是与其分子式相似的介质时，就会发生相似相溶，此时不可应用，例如四氯化硅。塑料波纹管的寿命一般为5年，能够生产的厂家有RICHTER、福斯、萨姆森、费希尔等。塑料波纹管在各行各业有着广泛的应用，比金属波纹管的应用量大的多。
另外市场上开始出现一种衬四氟波纹管，就是金属波纹管内部衬一层四氟乙烯，而且卖的比较好，说明应用还是不错的，但是我认为这种波纹管还是会受到诸如塑料波纹管的因素限制，而且更重要的一点就是受温度影响更加明显，因为金属和四氟乙烯的伸缩度不同，所以温度变化大是不是会造成四氟乙烯的脱落，由于我司目前还没有该类型阀门的应用经验，所以这里就不多说了，至于塑料波纹管方面的不足，还望读者补充指导。
2、金属波纹管的分类及相关区别
因为塑料波纹管的使用有一定的局限性，一是受温充、压力影响较大，二是在阀体内部会影响阀门的流通能力，相反金属波纹管则不同，它不受温度、压力限制，材质选择上范围较广，不受介质限制，所以在苛刻工况下的波纹管大多是金属波纹管。
金属波纹管并没有具体的选型软件，一般情况下，在对控制阀进行选型时顺便进行波纹管的选择，其材质跟阀杆材质相同(有时我们也认为阀杆与波纹管的厚度不同，受腐蚀的情况也会不同，所以波纹管的材质有时也会比阀杆的好)，波纹管的伸缩量由控制阀的行程来决定，这些都是比较直观的波纹管参数，至于其他的参数，例如体积变化率，轴向刚度、耐压性等都是通过计算得出的，而这些参数的计算都是通过固定的公式(公式较多且繁琐复杂，这里不一一列出)，并没有其独特的方式。
金属波纹管根据加工形式的不同可分为成形波纹管和焊接波纹管两种形式。成形波纹管也叫机械成形波纹管或一次性波纹管，是经过机械拉伸加压制得的；焊接波纹管是将两片波纹管的部件依次焊接制得的。两者的选型方式是一样的，差别在选型材料，精度、价格等方面，详情请参考下面表格1。
表1 分析表
焊接波纹管比成形波纹管和塑料波纹管应用寿命长，其寿命可达10年以上，另外从上表中我们可以看出，成形波纹管比焊接波纹管性能上差点，但价格上有优势，焊接波纹管价格较高，尤其是特材的，若公司资金雄厚可选用焊接波纹管，若使用的时间较短可选择成形波纹管，特殊工况下也是选择焊接波纹管为宜。成形波纹管的生产厂家较多。价格也相关不大，而生产焊接波纹管的厂家非常少，据我的调查了解，焊接波纹管做的最好的大家一致认为是日本本山，其制作工艺一直对外保密。在氯气、光气等剧毒工况及一些特殊情况下(如多晶硅上的硅粉管道)必须使用金属波纹管来保证安全，这是塑料波纹管无法取代的。
波纹管的选择是至关重要的，一些波纹管损坏后并不只是更换波纹管，可能会导致整个阀门报废，一般情况下则需要连阀杆一起更换，所以在日常工作中加强对波纹管的保养和检查是必不可少的。
