熱力管網(wǎng)中波紋補償器損壞原因分析

文章來(lái)源：http://www.csqw007.com 發(fā)布時(shí)間：2020-06-29 瀏覽次數：63

波紋管補償器由于結構緊湊，安裝簡(jiǎn)單，無(wú)泄漏，流體阻力小，補償量大等獨特的優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應用于城市集中供暖系統中。在集中供暖一電熱網(wǎng)主支干線(xiàn)中，大量采用了各種波紋管補償器。

但隨著(zhù)其使用年限與范圍的增加、擴展，特別是在供熱系統中波紋管爆裂破損事故時(shí)有發(fā)生，所以必須站在新的高度，重新認識波紋管補償器。波紋補償器的波紋管壁厚度只有1mm左右。雖然采用雙層或三層，但相對性管道來(lái)說(shuō)其壁厚要薄好多，因而波紋管補償器在熱網(wǎng)中成為薄弱的構件。在各種事故中，波紋管膨脹節損壞的概率很高。波紋補償器是典型低頻疲勞構件（即頻率<105），其波峰和波谷處于塑性高應力范圍內，極易在較低的循環(huán)次數下出現疲勞破壞而失效。蒸氣直埋管道在輸送介質(zhì)、氣流脈沖、閥門(mén)開(kāi)啟、封關(guān)、分支節點(diǎn)、彎管阻力變化，尤其是管道的汽水沖擊——水錘，使之管道出現變頻震動(dòng)。波紋破壞的主要緣故是疲勞破壞，腐蝕破壞以及扭曲破壞。下面就熱力管網(wǎng)中波紋補償器損壞緣故做一下分析。

1、外觀(guān)觀(guān)察。

通過(guò)對出現爆裂破損的金屬補償器外層的外壁均有白色的腐蝕產(chǎn)物，除了裂口外，周?chē)砻嬗卸嗵幉灰巹t裂紋，且裂紋很細。在第一層內壁以及第二、第三層的內外壁夾層有大量腐蝕產(chǎn)物依附。

不銹鋼薄板已經(jīng)徹底失去了金屬光澤，墜落地面已無(wú)金屬響聲，甚至能夠 用手冊成小塊。

裂紋情況與腐蝕產(chǎn)物相近，以第二、三層裂紋最多、最粗，第一層其次。沿補償器軸向來(lái)看，靠鋼管伸縮端較重，靠支座端較輕，裂紋擴展方向有著(zhù)發(fā)散特征，向各個(gè)方向開(kāi)裂。

2、材質(zhì)及微觀(guān)金相分析。

現場(chǎng)切片取樣，經(jīng)中科院金屬研究所和太原工業(yè)大學(xué)試驗室作出的鑒定報告，認為材質(zhì)是符合304不銹鋼標準的，金相裂紋在微觀(guān)上以穿晶為主，是典型的應力腐蝕裂紋特征，應力腐蝕破裂是引起波紋管腐蝕開(kāi)裂失效的重要緣故。應力的存在是導致應力腐蝕開(kāi)裂的必要條件之一，應力的來(lái)源主要有:波紋管加工成型過(guò)程中產(chǎn)生的形變應力和殘余應力、運行期間的工作應力、安裝時(shí)導致的應力、腐蝕產(chǎn)物引起的楔人應力。以上應力的綜合作用加速了波紋管補償器的腐蝕開(kāi)裂速度。

3、分析結論。

波紋管的爆裂破損是由應力腐蝕造成的。腐蝕主要來(lái)源于熱網(wǎng)循環(huán)水中的CL-，因電廠(chǎng)沒(méi)有除鹽系統，實(shí)際運行時(shí)氯根含量為100 mg/L一160 m}L，遠遠超過(guò)規范要求的氯根含量25 mg/L。加工過(guò)程中所產(chǎn)生的變形馬氏體不僅對材料的組織和結構，而且對材料力學(xué)性能和腐蝕行為產(chǎn)生明顯影響。