波纹补偿器应用时会出现哪些问题

发布时间：2023-08-12

直埋式波纹补偿器设计主要考虑不怕压强度、稳定性和疲劳性能等三个方面的因素。虽然标准和某国EJMA标准对这几方面的计算和评定都有明确的规定，但从的应用实践和波纹管失效分析中发现，标准中给出的关于稳定性的计算和评定方法不够，且疲劳寿命也仅给出了比较粗的界限范围(平均疲劳寿命在103～105适用)。有时一个符合标准要求的产品，在实际使用时也会出现一些问题。如内向型波纹补偿器预变位状态在压力试验时波纹管易产生平面失稳，大直径外向型补偿器全位移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、铰链型补偿器全位移工作状态易产生柱失稳。波纹管过大的变形不仅对其稳定性造成影响，波纹补偿器还会为应力腐蚀提供有利的环境条件。

1、存在的问题：

金属波纹补偿器在实际应用过程中主要存在以下问题：波纹补偿器质量问题；波纹补偿器选型问题；波纹补偿器工作环境问题；波纹补偿器材质问题；设计疲劳寿命问题；波纹补偿器安装问题。

2、问题分析：

针对上述问题，对来国内已运行的地下供热管道波纹补偿器产生的破坏事故进行初步归纳，有90%以上的事故是波纹补偿器所处的工作环境Cl等腐蚀介质超标导致金属波纹管产生应力腐蚀破坏，而因工作状态失稳等其他原因造成波纹管破坏的比例不足10%。波纹补偿器失稳破坏情况也比较复杂，失稳破坏现象有波纹管产生不规则弹塑性或塑性变形，严重时可对波纹管产生撕裂以及周边焊口开裂等。

波纹补偿器能够抵抗的破坏于轻微破坏。注油式直流介质无推力波纹补偿器紧固件均采用标准件，其螺栓、螺母等的机械性能是金属材料的常用指标的一个集合。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为波纹补偿器机械性能（或称为力学性能），并且零部件的弹性、强度、刚度、冲击韧性、断裂韧性在行业内享有盛誉。

波纹补偿器应力问题：

1、减少介质中的氯离子含量：波纹补偿器有其自身的应用环境，不可避免的会受到介质的腐蚀作用，可采取添加缓蚀剂的方式降低点蚀坑的发生率。控制介质中的氯离子含量，对于提升奥氏体不锈钢材质的刚度，增强其能力，降低失效发生率具有的作用。

2、固溶处理：波纹补偿器在加工制的过程中，波纹管成形后先对其进行应力退火工序。通常对于奥氏体不锈钢材质，在加工后其本身的的性能会发生减退改变，如果对成形后的波纹管在进行固溶处理后，可使其退化的特性程度的纠正，降低点蚀坑的发生率，从而提升了能力。

3、材料的选择：对于波纹补偿器来说，其制作材料以奥氏体不锈钢为主，要的提升此种金属材料的抗应力腐蚀能力，可通过合金化得方式，改变材质的金属特性来达到目的。主要方法有：提升材质中的镍含量，增加硅的添加量，少量的添加合金元素，如钛、铝等与氮或者碳反应活跃的合金元素，达到提升奥氏体不锈钢性和抗破裂的能力。

波纹补偿器的管道固定支架分为主固定支架和次固定支架。波纹补偿器主固定支架要承受产生的压力推力即盲板力、波纹补偿器变形反力、管道摩擦力、风载、重量等载荷以及它们产生的力矩等。波纹补偿器的次固定支架则只要承担除压力推力以外的其它力的作用。

波纹补偿器的主要弹性元件为不锈钢波纹管，依靠波纹管伸缩、弯曲来对管道进行轴向、横向、角向补偿。其作用可以起到：

1、吸收设备振动，削减设备振动对管道的影响。

2、补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。

3、吸收地震、地陷对管道的变形量。