波紋補償器的失效因素及預防措施,波紋補償器是壓力管道系統中常用的補償元件。與閥門(mén)、彎頭、法蘭等其它壓力元件相比,它是管道系統中的薄弱環(huán)節,也是事故多發(fā)部位。幾乎每年都有波紋補償器故障造成財產(chǎn)損失甚至人員傷亡的報道。這一現象引起了政府有關(guān)部門(mén)的重視,金屬補償器制造安裝單位的安全登記也開(kāi)始運行。從膨脹節的設計、制造、安裝、運行等方面分析了波紋管補償器的失效因素,并提出了預防措施。
波紋補償器失效現象及因素
1、因加工缺陷導致的故障
由于加工缺陷引起的失效現象有很多種,有些已確定由于設計過(guò)程中的應力校核(或無(wú)應力分支)誤差而無(wú)法生產(chǎn)出合格產(chǎn)品,加工過(guò)程中的主要缺陷是焊接缺陷和裝配缺陷,具體如下:
多層波紋管的單層厚度一般小于2毫米,其中0.5毫米和0.8毫米被廣泛使用。對于薄壁管坯,主要焊接缺陷為燒穿、未焊透、過(guò)燒、咬邊等外部缺陷,按GB/t12777標準要求,焊縫表面應為銀白色或金黃色,但若氣體保護效果不好,焊接工藝參數為不正確時(shí),焊縫將為深藍色或黑色,這將直接導致焊縫的機械性能下降。在使用過(guò)程中,管坯的焊接缺陷很可能導致波紋管的焊接開(kāi)裂。
對于多層波紋管,為保證波紋管與法蘭或連接管的焊接質(zhì)量,應采用電阻焊將兩端熔成單層。在端到端熔焊過(guò)程中存在缺陷(主要是未焊透),甚至沒(méi)有這種工藝。易發(fā)生層間滲透。波紋管內層不起承壓作用。外層只有一兩層承壓,承壓能力不夠。嚴重時(shí),波紋管會(huì )發(fā)生塑性變形,出現所謂的“肥腸”現象,最終導致波紋管開(kāi)裂。
壓力缸段的整體組裝和壓力缸段與波紋補償器的整體焊接缺陷均為焊接結構。焊接后,應對焊縫進(jìn)行探傷。但目前國內大多數波紋補償器生產(chǎn)廠(chǎng)家都不具備探傷能力,焊工也沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓,焊接缺陷很難避免。有焊接缺陷的波紋補償器容易泄漏。如果它是一種有毒有害的介質(zhì),會(huì )對人體造成危害。
受力件有缺陷的伸縮節中間拉桿、鉸鏈板、全向環(huán)、銷(xiāo)軸及其連接附件是承受波紋管壓力和推力的受力件。如果選材不當、強度不足或焊接缺陷,會(huì )造成波紋管的局部失效,如壓扁、矯直等。
復式膨脹節和直埋彎曲膨脹節的裝配偏差,工作波紋管可大于2。如果出現裝配偏差(俗話(huà)說(shuō)“斷卡”),一個(gè)或多個(gè)波紋管不能自由移動(dòng),波紋管不能參與補償,參與補償的波紋管很快就會(huì )因過(guò)度疲勞而失效。
2、由于安裝錯誤而失敗
有的施工隊伍沒(méi)有安裝伸縮縫的經(jīng)驗,也沒(méi)有足夠的技術(shù)力量指導安裝,容易使合格的波紋補償器失效。安裝誤差主要有:
(1) 固定支架強度不夠,導向支架導向不夠或布置不合理,損壞為固定支架不合格。在試壓過(guò)程中,管道可能被推倒,波紋管可能被拉直和損壞。
(2) 管道的錯位或波紋管補償器的扭轉會(huì )影響波紋管補償器的正常工作,甚至損壞波紋管補償器。
(3) 軸向膨脹節未按要求預緊,橫向膨脹節未冷緊,使膨脹節在運行中超過(guò)額定補償,影響其使用壽命。
3、材料選擇錯誤導致的故障
波紋管、壓力缸接頭和受力件的材料應根據工作條件合理選擇,特別是波紋管的材料應根據工作介質(zhì)、環(huán)境溫度和工作溫度合理選擇。材料選擇不當會(huì )引起波紋管的應力腐蝕和孔蝕失效。如果工作溫度接近或超過(guò)材料的允許使用溫度,波紋管很快就會(huì )損壞。
波紋補償器的失效因素基本上是由選材、生產(chǎn)、安裝三個(gè)方面造成的,因此在日常生活中必須根據實(shí)際情況綜合考慮各種因素,以降低失效的概率。鄭州久安補償器廠(chǎng)家積累了多年的波紋管補償器設計和生產(chǎn)經(jīng)驗,優(yōu)化了波紋管補償器的參數,使產(chǎn)品具有結構緊湊、補償量大、剛度小、使用壽命長(cháng)的特點(diǎn)。