淺析波紋管補償器失效原因

李妍

摘 要：波紋管補償器具有設計先進、結構合理、性能穩定、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、塑料等工業部門.目前國內生產的波紋管補償器產品基本上按國家標準和相關的標準進行計算、選型，并通過ISO9001質量體系認證。但是它良好的可靠性也需要諸如設計、制造、安裝、運行管理等多個環節共同配合才能實現。

關鍵詞：波紋管補償器 失效原因 補償能力 改進措施

中圖分類號：TG172.9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（a）-0220-01

波紋補償器屬于一種補償元件，如圖1，目前國內生產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，產品穩定性好，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，具體設計簡單，補償量大，無內壓推力等優點，但價格較高。主要應用于固定支架設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性能影響，可能是受到由加工成型機焊接產生的殘余應力，或者是工作內壓及自重產生的一次薄膜應力，再者就是熱脹產生的二次應力，以及管道振動、溫差、內壓波動及開停機引起的交變應力，最后就是安裝誤差及預變型造成的裝配應力等。但是由于應力的存在，使得波紋補償器處于彈塑性工作狀態之下，補償器的波峰波谷承受很大的拉應力，為SCC的產生提供了拉應力的條件，其結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（電解質溶液）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，直至產品破壞。

1 波紋管補償器的失效類型及原因分析

生產企業對波紋管補償器失效原因分析發現，造成波紋管補償器失敗的原因如圖2：

（1）設計原因。

在對波紋管補償器進行設計的過程中應該考慮到它將要使用的環境，以及在這種環境中的各個細節。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。因此波紋管在設計時，根據每一個波可以承受的位移大小，設計有一定的波紋數，當每個波都在均勻地承受位移載荷，沒有局部超負荷時，波紋管可以正常的工作。設計合理時，可以保證一定的設計工作位移循環壽命次數。在JB/T 6169-92“金屬波紋管”標準中，對此項性能的檢測做出了規定。

（2）制造原因。在波紋管補償器的制作過程中應該嚴把質量關，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不到，再一個是壓力達不到，還有是補償器不符合使用環境，最后是補償器的質量不過關，還有就是：波紋補償器達不到管道所需補償量；波紋管結構不合理造成補償器失穩；管道支架設計或安裝出現問題；無資質的波紋補償器偽劣產品等。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品。要保證各個細節不出現錯誤；以此來提高波紋管的質量。

（3）安裝。波紋管不能承重，應單獨吊裝；除設計要求預拉伸或冷緊的預變形量外，嚴禁使用波紋管變形的方法來調整管道的安裝偏差；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波紋管補償器失效的現象。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。

①波紋補償器長時間工作，不斷拉伸壓縮，已達到使用壽命。

②供熱補償器，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不符合標準，也就是選材差。

③由于出口端環與出口管存在間隙，污水污泥等沉積在波形補償器內表面，以至波形補償器發生應力腐蝕，從而導致開裂。

2 改進措施

（1）產品設計采用CAD繪圖及計算機優化設計，信息及生產管理實現局域網網絡管理等自動化辦公。

（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驗，所有產品出廠前均經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、往復疲勞、振動疲勞及爆破試驗等各種試驗。

參考文獻

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