生产企业对波纹管补偿器失效原因分析发现,在运行期间的失效主要表现为腐蚀泄漏和失稳变形两种形式,其中以腐蚀失效居多。从腐蚀失效波纹膨胀节(补偿器)的解剖分析发现,腐蚀失效通常分点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂,其中氯离子应力腐蚀开裂约占整个腐蚀失效的95%。因此,正确地选择波纹管制作材料和结构、合理设计波形参数和疲劳寿命、安装质量等措施,能大大提高波纹膨胀节(补偿器)的安全可靠性。设计上,应该考虑补偿器的稳定性,预防波纹管失稳。资料显示,波纹管的补偿量取决于其疲劳寿命,疲劳寿命越高,波纹管单波补偿量越小。当波纹管设计的许用寿命较低时,不仅其子午向综合应力较高,环向应力也比较高,使波纹管局部很快进入塑性变形,导致波纹管失稳引起失效。
一般情况下,选用波纹管的材料应满足下列条件:
(1)高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,波纹管正常工作。
(2)良好的塑性,便于波纹管的加工成形,且能通过随后的处理工艺(冷作硬化、热处理等)获得足够的硬度和强度。
(3)较好的耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求。
(4)良好的焊接性能,满足波纹管在制作过程中的焊接工艺要求。
波纹管补偿器它是以波纹管为核心的扰性元件,在管线上可作轴向、横向和角向三个方向的补偿。轴向补偿器为了减少介质的自激现象,在产品内部设有内套管,在很大程度上限制了径向补偿能力,故一般仅用以吸收或补偿管道的轴向位移(如果管系中确需少量的径向位移,也可以吸收轴向、角向和任意三个方向位移的组合;铰链补偿器(也称角向补偿器),它以两个或三个补偿器配套使用(单个使用铰链补偿器没有补偿能力),用以吸收单平面内的横向变形;万向铰链(角向)补偿器,由两个或三个配套使用,可吸收三维方向的变形量。