金属波纹补偿器失效形式和处理压实故障

发布时间：2023-05-24

金属波纹补偿器是一种挠性、厚壁、有横向波纹的具有伸缩作用的器件，它由金属波纹管与构件构成。金属波纹补偿器的原理主要是利用自身的弹性伸缩作用，补偿管道因为热变形、机械变形和各种各样机械振动而造成的轴向、角向、侧向以及组合位移，补偿的作用具备抗压、密封性、不易腐蚀、不怕温度、抗冲击、减震减噪的作用，具有减少管道变形和提升管道使用寿命的作用。

金属波纹补偿器失效形式及原因：

1、波纹换热管扁塌(周向失稳)。波纹管失稳发生周向扁塌，是金属波纹补偿器另一失效形式。这主要是由于波纹管的壁厚较薄，一般在1mm以下，其自身抗外压失稳的能力就很低。在换热器的设计中，一般都不进行换热管的承压能力的校核和计算，所以，当壳程压力达到和超过换热管本身的临界压力时，管子就产生失稳扁塌。标准案例中规定了波纹换热管许用外压的计算方法。

2、波纹换热管波谷或波峰波谷过渡部位减薄开裂。金属波纹补偿器运行中，波纹换热管波谷及其附近部位减薄开裂，造成内部泄漏是其失效的主要形式。失效原因是在壳程折流板处波纹管的波谷与折流板管孔产生振动摩擦、磕碰，使波纹管壁减薄，以致开裂泄漏。现在有些生产厂采用加厚折流板，使波纹管的波峰与管孔接触，以确定管与孔间隙小，防止振动摩擦；还有的在折流板处给波纹管加套。这些都是避免和降低这种波纹管失效形式的好措施。

3、膨胀节轴向弯曲变形过大(轴向失稳)。产生这种失效形式是由管程压力和温差应力的作用所致。波纹管材料为奥氏体不锈钢，其线膨胀系数比碳钢大得多，在管程和壳程温度相同时也能产生温差应力，再有波纹管的轴向刚度很小，所以，当管程压力大或管壁温度高于壳壁温度时，都易发生波纹换热管轴向弯曲变形过大的失效现象。标准案例中规定的折流板无支撑跨距比GB151中规定值小，就是考虑防止换热管的轴向失稳。

4、金属波纹补偿器腐蚀断裂和整体脆化失效。这种失效形式主要是由于介质的腐蚀造成的。奥氏体不锈钢易产生晶间腐蚀，当波纹管换热器用在含氯离子高和含硫化氢等介质时，就出现了波纹换热管腐蚀断裂。实际中已发现有的换热管产生了整体脆化现象。

处理金属波纹补偿器压实故障的方法

1、金属波纹补偿器材料性能较差，合金含量较低，波纹材料过薄，抵抗变形的能力不足，在受到外力的作用时，很快发生塑性变形甚至出现裂纹损坏。

2、设计时对管道的蠕变、应力松弛考虑不周，一旦管道发生蠕变、应力松弛，即使冷却管道，也恢复不到正常状态。

3、管道设计时，对管道热胀量估计不足，选择的金属波纹补偿器不能达到管道热胀冷缩的补偿要求，一旦管道升温，过大的热应力很快使其产生变形而失效。

4、金属波纹补偿器在安装时预留空间不足，冷态就已经被挤压，一旦管道升温伸长后遭到挤压，容易生产塑性变形。

金属波纹补偿器也可用以减噪减震。在当今工业生产中用途普遍。供暖上，为着防备供暖管道提温时，由于热伸展或温度地应力而勾起管道变形或摧毁，急缺在管道上加设管道金属波纹补偿器，以填补管道的热伸展，因此核减壁厚的地应力和用意在各种阀门或支撑架构造上的作用。

金属波纹补偿器及翅内置式金属波纹管在燃气轮机冷却塔中的运用，在成品油柴油发动机冷却塔罩壳内或制冷芯轴的两筒体间安裝1-1000根含有间歇性凹凸状波纹软管，选用扩管法、电焊焊接法等方式将其固定不动在一端筒体上，使制冷物质的流动性情况发生改变，做到提升导热系数，提升传热效。该创造发明设计构思奇妙、加工工艺好用、成本费不高、特性优良、热传导速率不错、不积垢、长寿命、焊接应力小。