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波纹管补偿器为什么会失效?华威剖析补偿器失效缘由

发布时间:2022-10-08人气:147

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波纹管补偿器的失效主要有腐蚀走漏和失稳两种方式。经过正确地选择波纹管制作资料和构造、合理设计波形参数和疲倦寿命、保证安装质量等措施,可进步波纹管补偿器的安全牢靠性。波纹管补偿器之所以可以在许多行业中得到普遍应用,除具有良好的补偿才能之外,高牢靠性是主要缘由。其牢靠性是经过设计、制造、安装、运转管理等多个环节来保证的,任何一个环节的失控都会招致补偿器寿命的降低以至失效。形成波纹管补偿器失效的缘由:设计占10%,制造厂家偷工减料占50%,安装不契合设备阐明请求占20%,其他由运转管理不当惹起。

波纹管补偿器的失效类型及缘由剖析:

1、失效类型

波纹管的失效在管线试压和运转期间均有发作。管线试压时呈现问题主要有三品种型:由于管系暂时支撑不当,或管系固定支架设置不合理,招致支架毁坏,波纹管过质变形而失效;由于波纹管设计所思索的压力或移位安全富有度不够,管线试压时波纹管产生失稳变形失效;补偿器制造质量问题,制造厂偷工减料,5层不锈钢私自改为3层或更少。

波纹管在运转期间的失效主要表现为腐蚀走漏和失稳变形两种方式,其中以腐蚀失效居多。从腐蚀失效波纹管的解剖剖析发现,腐蚀失效通常分点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂,其中氯离子应力腐蚀开裂约占整个腐蚀失效的95%。波纹管失稳有强度失稳和构造失稳两品种型,强度失稳包括内外压波纹管平面失稳和外压波纹管周向失稳;构造失稳是内压波纹管补偿器的柱失稳。

2、设计疲倦寿命与稳定性及应力腐蚀的关系

波纹管的设计主要思索耐压强度、稳定性和疲倦性能等三个方面的情况。固然国度规范和美国EJMA规范对这几方面的计算和评定都有明白的规则,但从多年的应用理论和波纹管失效剖析中发现,规范中给出的关于稳定性的计算和评定办法不够全面,且疲倦寿命也仅给出了比拟粗的界线范围(均匀疲倦寿命在103~105适用)。有时一个完整契合规范请求的产品,在实践使用时也会呈现一些问题。如内压轴向型补偿器预变位状态在压力实验时波纹管易产生平面失稳,大直径外压轴向型补偿器全移位工作状态波纹管易产生周向失稳,小直径复式拉杆型补偿器、铰链型补偿器全移位工作状态易产生柱失稳。波纹管过大的变形不只对其稳定性形成影响,还会为应力腐蚀提供有利的环境条件。

波纹管疲倦寿命与其综合应力波纹管的补偿量取决于其疲倦寿命,疲倦寿命越高,波纹管单波补偿量越小。为了降低本钱,进步单波补偿量,有些生产厂家将波纹管的许用疲倦寿命降得很低,这样会招致由移位惹起的波纹管子午向弯曲应力很大,综合应力很高,大大降低了波纹管的稳定性。降低疲倦寿命能够大幅度地进步波纹管单波移位,但同时波纹管综合应力也有大幅度地进步,这必将对波纹管的强度和稳定性形成较大的影响。

波纹管的综合应力与其耐压强度由规范中给出的波纹管平面稳定性和周向稳定性的计算办法和评定规范能够看出,二者反映的均为强度问题。当波纹管设计的许用寿命较低时,不只其子午向综合应力较高,环向应力也比拟高,使波纹管部分很快进入塑性变形,招致波纹管失稳。

关于内压波纹管,移位应力在波纹管波峰和波谷处构成塑性铰,再加上压力应力,波纹管很快产生平面失稳。这就是低疲倦寿命波纹管在移位条件下平面失稳压力远低于高疲倦寿命的波纹管的基本缘由。例如在预变位状态下,即波纹管移位量为许用值的1/2时,一个许用疲倦寿命为200次的波纹管,尚未到达其允许设计压力时,曾经产生平面失稳;许用疲倦寿命为1000次的波纹管,到达设计压力时,波纹管处于平面稳定状态,到达1.5倍设计压力时,波纹管处于临界失稳状态;许用疲倦寿命为2000次的波纹管到达设计压力1.5倍时,波纹管仍处于平面稳定状态。

从外压波纹管纵向剖面看,相当于一个受压力的拱梁,工作时波纹管处于拉伸状态,相当于拱梁降低了拱高,其抗失稳的才能自然降低。当波纹管单波移位过大时,波纹平直局部倾斜,使得波纹管波峰直径有减少的趋向,但波峰圆环直径是肯定的,为了谐和变形,就会产生波峰塌陷,波纹管周向失稳。在国内外相应的规范中,关于移位对波纹管外压周向稳定性的影响均未触及,有待于深化讨论。

综上所述,固然至今为止在热力管网的应用过程中尚未发现由疲倦而惹起的毁坏,但波纹管过低的设计疲倦寿命,将会招致灾难性的结果。


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