淺析波紋管補償器失效原因

淺析波紋管補償器失效原因

　　摘 要：波紋管補償器具有設(shè)計先進、結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、撓性好、抗疲勞性高、耐高溫、耐腐蝕等特點。已廣泛用于船舶、石油、化工、鐵路、建筑、電力、核能、冶金、紡織印染、橡膠、塑料等工業(yè)部門.目前國內(nèi)生產(chǎn)的波紋管補償器產(chǎn)品基本上按國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進行計算、選型，并通過ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證。但是它良好的可靠性也需要諸如設(shè)計、制造、安裝、運行管理等多個環(huán)節(jié)共同配合才能實現(xiàn)。

　　關(guān)鍵詞：波紋管補償器 失效原因 補償能力 改進措施

　　波紋補償器屬于一種補償元件，如圖1，目前國內(nèi)生產(chǎn)的波紋管補償器種類很多，都需要有一定的特別安裝方法，不是千篇一律的。例如，軸向單式波紋管補償器，安裝時需要有外保護筒;軸向內(nèi)外壓平衡式波紋管補償器，需要進行架空管線;單式外壓軸向型(WDB)波汶補償器，主要用于補償管道的軸向位移，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，多用于污水管線及蒸氣管線，為無約束型補償器，要注意固定支架的強度;直管壓力平衡型(ZPB)波紋補償器，主要用于補償管系的軸向位移，具體設(shè)計簡單，補償量大，無內(nèi)壓推力等優(yōu)點，但價格較高。主要應(yīng)用于固定支架設(shè)置不易的大口徑直線管系。

　　波紋補償器屬于一種補償元件。其實波紋補償器出現(xiàn)性能影響，可能是受到由加工成型機焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，或者是工作內(nèi)壓及自重產(chǎn)生的一次薄膜應(yīng)力，再者就是熱脹產(chǎn)生的二次應(yīng)力，以及管道振動、溫差、內(nèi)壓波動及開停機引起的交變應(yīng)力，最后就是安裝誤差及預(yù)變型造成的裝配應(yīng)力等。但是由于應(yīng)力的存在，使得波紋補償器處于彈塑性工作狀態(tài)之下，補償器的波峰波谷承受很大的拉應(yīng)力，為SCC的產(chǎn)生提供了拉應(yīng)力的條件，其結(jié)果是引起金屬晶格的扭曲，降低了該部位的電極電位，在與煙氣介質(zhì)(電解質(zhì)溶液)接觸時，這些部位成為腐蝕性微電池的陽極，進而造成局部腐蝕，隨著腐蝕的加劇，裂紋迅速擴展，直至產(chǎn)品破壞。

　　1 波紋管補償器的失效類型及原因分析

　　生產(chǎn)企業(yè)對波紋管補償器失效原因分析發(fā)現(xiàn)，造成波紋管補償器失敗的原因如圖2：

　　(1)設(shè)計原因。

　　在對波紋管補償器進行設(shè)計的過程中應(yīng)該考慮到它將要使用的環(huán)境，以及在這種環(huán)境中的各個細(xì)節(jié)。如是否會有腐蝕性等外界因素水處理劑和管道清洗劑對材料的影響等等。因此波紋管在設(shè)計時，根據(jù)每一個波可以承受的位移大小，設(shè)計有一定的波紋數(shù)，當(dāng)每個波都在均勻地承受位移載荷，沒有局部超負(fù)荷時，波紋管可以正常的工作。設(shè)計合理時，可以保證一定的設(shè)計工作位移循環(huán)壽命次數(shù)。在JB/T 6169-92“金屬波紋管”標(biāo)準(zhǔn)中，對此項性能的檢測做出了規(guī)定。

　　(2)制造原因。在波紋管補償器的制作過程中應(yīng)該嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，因為在制作過程中造成波紋管補償器失效的原因很大。常見的一個原因是補償量達(dá)不到，再一個是壓力達(dá)不到，還有是補償器不符合使用環(huán)境，最后是補償器的質(zhì)量不過關(guān)，還有就是：波紋補償器達(dá)不到管道所需補償量;波紋管結(jié)構(gòu)不合理造成補償器失穩(wěn);管道支架設(shè)計或安裝出現(xiàn)問題;無資質(zhì)的波紋補償器偽劣產(chǎn)品等。以上原因都是影響波紋補償器使用壽命的因素，建議廠家購買知名品牌產(chǎn)品。要保證各個細(xì)節(jié)不出現(xiàn)錯誤;以此來提高波紋管的質(zhì)量。

　　(3)安裝。波紋管不能承重，應(yīng)單獨吊裝;除設(shè)計要求預(yù)拉伸或冷緊的預(yù)變形量外，嚴(yán)禁使用波紋管變形的方法來調(diào)整管道的安裝偏差;安裝過程中不允許焊渣飛濺到波紋管表面和受到其他機械性損傷;波紋管所有活動元件不得被外部構(gòu)件卡死或限制其活動部位正常工作;水壓試驗用水須干凈、無腐蝕性等。

　　(4)運行管理。在平時的運行中要注意對波紋管進行維護與管理，以便在以后的運行過程中不出現(xiàn)波紋管補償器失效的現(xiàn)象。我們在對波紋管進行使用的時候要注意對波紋管補償器進行維護，只有這樣才能夠保證波紋管在運行過程中順利使用。下面分析一些常見的波紋補償器失效原因。

　�、俨�紋補償器長時間工作，不斷拉伸壓縮，已達(dá)到使用壽命。

　�、诠�熱補償器，主要撓件為不銹鋼波紋管，造成波紋伸縮補償器裂縫，很大原因是由于波紋管材質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)，也就是選材差。

　　③由于出口端環(huán)與出口管存在間隙，污水污泥等沉積在波形補償器內(nèi)表面，以至波形補償器發(fā)生應(yīng)力腐蝕，從而導(dǎo)致開裂。

　　2 改進措施

　　(1)產(chǎn)品設(shè)計采用CAD繪圖及計算機優(yōu)化設(shè)計，信息及生產(chǎn)管理實現(xiàn)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理等自動化辦公。

　　(2)制造廠方面要有完善的檢測手段，原材料進廠均需進行復(fù)驗，所有產(chǎn)品出廠前均經(jīng)強度試驗和氣密性試驗，必要時可進行X光探傷、真空檢漏、壓力脈沖、往復(fù)疲勞、振動疲勞及爆破試驗等各種試驗。

　　參考文獻(xiàn)

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