波紋補償器事故爆裂原因分析

文章來(lái)源：http://www.csqw007.com 發(fā)布時(shí)間：2020-03-30 瀏覽次數：72

波紋補償器事故爆裂原因分析，為幫助分析目前所發(fā)生波紋補償器爆裂事故的成因,下面列舉兩個(gè)工程波紋補償器破壞的案例:

案例一:華北地區某城市集中供熱工程投入運行三個(gè)月,發(fā)現在DN90Omm管道中補償器小室內波紋管出現漏水現象后兩個(gè)月發(fā)生爆裂,

經(jīng)對全網(wǎng)470多個(gè)不銹鋼波紋補償器進(jìn)行普查,其結果有12個(gè)破裂,8個(gè)不同程度出現點(diǎn)腐蝕,3個(gè)變形失穩,

對破壞后的不銹鋼波紋管補償器進(jìn)行檢驗,金相分析結果為應力腐蝕,通過(guò)離子光譜儀對裂紋處銹蝕物分析,腐蝕介質(zhì)成份主要為氯及硫。

案例二:東北地區某熱電廠(chǎng)供熱管網(wǎng)交付使用后三年,在維護過(guò)程中發(fā)現金屬波紋補償器泄漏,DN450一DN600mm管網(wǎng)在供水管上386個(gè)金屬波紋管補償器中檢查發(fā)現有69個(gè)產(chǎn)生不同程度的裂紋(部分已泄漏),

材質(zhì)均為SUS3o4、SUS316、SUS316L不銹鋼,在對不同地點(diǎn)地下水分別取樣檢驗lC一含量均超過(guò)25PPM,嚴重的超過(guò)4~5倍,金相分析結果屬應力腐蝕,腐蝕介質(zhì)為lC一。

通過(guò)上述兩個(gè)工程案例可以看出,在氣候條件、工程內容截然不同的兩個(gè)地區,由于金屬補償器其材質(zhì)相同,外部所處的工作環(huán)境條件一樣均含有超標lC-等腐蝕介質(zhì),

不同程度的都產(chǎn)生應力腐蝕破壞,而且兩個(gè)案例中破裂的81個(gè)不銹鋼補償器全部在供水管道,金相及離子光譜儀分析結果均為應力腐蝕,腐蝕介質(zhì)為lC一等。

另外從其它工程破壞的波紋補償器碎片外觀(guān)看與上述案例極為相似,絕大多數破壞的波紋管外表銹蝕嚴重,

表面呈不均勻的褐色銹斑,細裂紋清晰可見(jiàn),呈網(wǎng)狀疏密不一不規則分布,個(gè)別部位有脫落破損,通過(guò)用手折斷碎片發(fā)現裂紋大部分已腐蝕穿透,

從現象看外表層嚴重,內層較輕。另外取同樣的材質(zhì)、試塊在高濃度NaCI溶液中通過(guò)幾年浸泡后,均未發(fā)現試塊腐蝕,應該說(shuō)在無(wú)應力狀態(tài)下,

波紋補償器所選用的材質(zhì)在lC一的作用下是不會(huì )腐蝕的。在以往工程中所出現的波紋補償器破壞現象中板材應力腐蝕約占80一90%以上,

在工作應力作用下遇到超標lC一等腐蝕介質(zhì)是造成波紋補償器應力腐蝕破壞的主要原因,工作應力越大腐蝕速度越快。

所以地下敷設的供熱管道在選擇波紋補償器時(shí),必須掌握波紋補償器設計疲勞壽命、綜合應力、單波位移量三者之間關(guān)系,根據這種量化關(guān)系合理確定波紋補償器的設計疲勞壽命。

為控制波紋補償器工作應力在設計中要進(jìn)行經(jīng)濟比較,盡可能降低波紋補償器工作應力,不可單純的為追求補償量來(lái)降低設計疲勞壽命,而不注重應力的急劇變化。

93年在《城市供熱管道用波紋補償器》標準中(CJ/T3016一93)明確城市供熱管道用波紋補償器的使用疲勞壽命定為200次。

在2000年后出版的一些工具書(shū)把熱網(wǎng)常用波紋補償器(包括直埋)的設計疲勞壽命確定為200一300次,

僅從供熱管網(wǎng)運行系統所規定的設計使用時(shí)間壽命看(30年)似乎比較經(jīng)濟合理,但從本文所討論問(wèn)題中可以看出,

在供熱管網(wǎng)系統中所選用的波紋補償器只要存在與lC一含量超標的物質(zhì)接觸的可能性,按設計疲勞壽命200一300次的標準是不夠的,

在本文第二部分中列舉的某城市80年代建設管網(wǎng)中所采用的波紋補償器疲勞壽命均不低于1000次,二十幾年時(shí)間過(guò)去均正常運行,足可以說(shuō)明問(wèn)題。

從下面的疲勞壽命與綜合應力、單波位移量比較表中可以看出它們之間的對應關(guān)系。過(guò)低的疲勞壽命會(huì )導致波紋補償器穩定性及耐腐蝕性能下降。

總結以往工程在這方面成功與失敗的教訓,考慮經(jīng)濟因素,建議敷設在地下有超標腐蝕介質(zhì)的供熱管道中設置波紋補償器其設計疲勞壽命應設定為1000一2000次為宜。材質(zhì)采用316L。