熱網工程波紋管補償器破壞及失效的問題分析

[摘要]本文首先針對熱網中波紋管補償器損壞的類型原因進行逐一的論述，并在此基礎上，建設性的提出了對應的改進措施。

[關鍵詞]波紋管補償器；損壞類型；改進措施

波紋補償器擁有結構緊湊、流動阻力較小、補償量高、無泄漏、維護量低等很多優勢，在最近幾年當中，波紋補償器常被用作熱網管道當中一個重要的附件，在我國得到了廣泛的運用，我公司的熱網工程中也大量使用了波紋管補償器，但是隨著熱網使用年限的不斷增加，波紋補償器在時常會出現失靈、管件損害等供熱中斷事故，目前有很多供熱單位對波紋管補償器的性能產生的了懷疑。我公司也曾多次出現該類事故，因此有必要對波紋管補償器破壞及失效問題進行分析和研究。

1、波紋管補償器損壞類型分析

1.1疲勞腐蝕

在上世紀八十年代，中國絕大多數熱網是使用套筒補償器，伴隨著改革開放的不斷深入，城市建設速度的不斷提升，在我國熱網當中，開始嘗試采用不銹鋼材料的波紋管補償器，并以此替代了套筒補償器在中國熱網當中的地位。盡管波紋管補償器在使用的過程中具有上文所闡述的一系列優勢，但是其缺點也在使用過程當中逐漸被暴露了出來，如不銹鋼的抗腐蝕能力極差、波紋管補償器的安裝精度要求過高、一旦發生泄漏現象無法開展修補等。這些十分明顯的缺點給熱網的正常運轉帶來了隱患。

對波紋管補償器使用壽命造成影響的原因是多樣化的，但最為常見的原因就是腐蝕損壞和失穩損壞。在城市熱網當中所采用的波紋管補償器，允許形變次數通常在500-1000次之間。其安全系數為15，實際允許使用壽命應超過400次以上，一個正常運轉的熱網，若每年開啟20次左右，那么波紋管補償器的使用壽命，至少會在20年以上。

但是數據研究顯示，在部分城市熱網當中，波紋管補償器在使用5-6年之后，即出現失靈、腐蝕泄漏等問題，導致供熱單位不得不對其進行更換。部分城市使用波紋管補償器，因為地下水水位相對較高，埋地管外套管腐蝕損壞。導致波紋管補償器常年在水中進行運轉。在這種惡劣的環境下，波紋管補償器僅工作5-6年便出現問題也就不奇怪了。此外有些北方城市在冬天道路結冰之后，有關人員噴灑融雪劑等鹽類物質，這些物質在滲入地下，接觸到波紋管之后，會讓波紋管表面發生腐蝕現象，同樣也會導致波紋管補償器達不到預期的使用壽命。

波紋管補償器遭到腐蝕損害的主要原因是工作環境惡劣。因為波紋管補償器是多層復合板構成的，這種損害會呈現逐層遞進式。并且波紋管在運轉過程中所呈現的膨脹狀態還會讓腐蝕速度提升，在腐蝕達到一定程度之后，波紋管補償器便會出現破損現象，導致該部件的失靈。

1.2設計布置

伴隨著中國城市的快速發展，在近幾年當中熱網的鋪設方法已經由原來的地溝鋪設轉變成為了直埋鋪設。直埋鋪設在設計形式上又被分成無補償鋪設和有補償鋪設。其中，有補償鋪設的設計理念仍舊是原有地溝鋪設當中的彈性運算原理。除了將地溝取消之外，固定支架、補償器、檢查井的數量，并沒有得到降低；而無補償鋪設的設計理論是使用安定性分析理論，最大程度讓管件和管材應力水平得以發揮，憑借科學的運算，在保障管道安全的原則下，最大程度降低固定支架和補償器數量。

在熱網工程設計中必須要關注直埋鋪設和地溝鋪設在選擇波紋管補償器時的不同，因為管道的摩擦方式存在差異。其受力形式、形變方式、形變程度、固定地點等都有著不同的運算方式，如果沒有開展正確的運算，波紋管補償器便會在使用過程中產生嚴重的形變，導致設備出現故障或者失靈。例如：在某熱網當中，針對波紋管補償器的駐點位置運算，在設計過程中工作人員考慮到補償器與駐點之間的距離核對、補償器的安裝形式與駐點之間的關系、摩擦力的方向等都有可能導致波紋管補償器在使用過程中出現失靈現象。

1.3安裝施工

正確進行波紋管補償器的安裝，是保障熱網安全正常運行以及提升熱網運行壽命的重要前提。在某些熱網工程當中，施工單位在安裝軸向補償器時，遇見了管線相互交叉的情況，他們擅自把管線進行切斷之后和補償器進行連接，導致補償器無法軸向開展補償。在管網運行過程當中，橫向形變量過大導致波紋管補償器出現受力不均勻的情況由此產生應力疲勞。還有的施工單位，擅自將波紋管補償器的安裝位置進行改變或者把軸向補償器當作橫向補償器進行使用，這些問題，都有可能對波紋管補償器造成極大的傷害。

因為熱網工程施工過程當中，經常遇到困難，施工現場的真實狀況和原有設計之間存在有很大的差異，所以施工單位不得不針對熱網設計開展大幅度的更改。線路的變動、垂直方向變坡等狀況會對補償器線路會產生極大的影響，但是很多施工單位并沒有進行高度的重視。一些固定支架在管道走向發生變化之后，原本并不承擔壓力推力轉變成承擔壓力或推力并且會產生很大的彎矩，一旦沒有針對這些設計方面的問題進行處理，便很容易使得固定支架產生損毀，致使安全事故的發生。如表1所示該表即為在綜合上文內容之后所總結出的波紋管補償器損壞類型：

2、相關意見和建議

針對以上情況，目前我公司考慮優化設計方案，采用旋轉補償器，盡量不在埋地管道中布置補償器，考慮在不影響周邊環境的情況下，每隔一段距離，在兩個固定支架之間，選擇合適位置，將供熱管道引出地面，在地面以上安裝旋轉補償器，如下圖：

此外，熱網單位還需要增強對設備的檢查力度，并對檢查標準進行明確。只有做到以上兩點，在熱網當中補償器的損壞概率便能夠大幅度降低，在保證供熱安全穩定的同時，給供熱單位帶來更加豐厚的經濟效益。

結語：

在熱網當中，針對補償器的選擇應具有科學性和合理性，供熱單位需要根據實際情況采用對應措施進行處理，使得設備在更好的環境條件下進行運轉，有效提升補償器的使用壽命。另外，供熱單位還需要定期指派專業人員對補償器開展檢查，及時發現問題，將其扼殺于萌芽狀態，只有這樣才能讓熱網使用保持良好的運行狀態。