旋轉(zhuǎn)補償器的失效在管線試壓和運轉(zhuǎn)期間均有發(fā)作
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發(fā)布時間 2017-06-23
旋轉(zhuǎn)補償器的失效在管線試壓和運轉(zhuǎn)期間均有發(fā)作。管線試壓時呈現(xiàn)問題主要有三品種型:由于管系暫時支撐不當,或管系固定支架設(shè)置不合理,招致支架毀壞,波紋管過質(zhì)變形而失效;由于波紋管設(shè)計所思索的壓力或位移平安富有度不夠,管線試壓時波紋管產(chǎn)生失穩(wěn)變形失效;補償器制造質(zhì)量問題,制造廠偷工減料,5層不銹鋼私自改為3層或更少。
波紋管在運轉(zhuǎn)期間的失效主要表現(xiàn)為腐蝕走漏和失穩(wěn)變形兩種方式,其中以腐蝕失效居多。從腐蝕失效波紋管的解剖剖析發(fā)現(xiàn),腐蝕失效通常分點腐蝕穿孔和應力腐蝕開裂,其中氯離子應力腐蝕開裂約占整個腐蝕失效的95%。波紋管失穩(wěn)有強度失穩(wěn)和構(gòu)造失穩(wěn)兩品種型,強度失穩(wěn)包括內(nèi)外壓波紋管平面失穩(wěn)和外壓波紋管周向失穩(wěn);構(gòu)造失穩(wěn)是內(nèi)壓波紋管補償器的柱失穩(wěn)。
設(shè)計疲倦壽命與穩(wěn)定性及應力腐蝕的關(guān)系
波紋管的設(shè)計主要思索耐壓強度、穩(wěn)定性和疲倦性能等三個方面的要素。固然國度規(guī)范和美國EJMA規(guī)范對這幾方面的計算和評定都有明白的規(guī)則,但從多年的應用理論和波紋管失效剖析中發(fā)現(xiàn),規(guī)范中給出的關(guān)于穩(wěn)定性的計算和評定辦法不夠全面,且疲倦壽命也僅給出了比擬粗的界線范圍(均勻疲倦壽命在 103~105適用)。有時一個完整契合規(guī)范請求的產(chǎn)品,在實踐運用時也會呈現(xiàn)一些問題。如內(nèi)壓軸向型補償器預變位狀態(tài)在壓力實驗時波紋管易產(chǎn)生平面失穩(wěn),大直徑外壓軸向型補償器全位移工作狀態(tài)波紋管易產(chǎn)生周向失穩(wěn),小直徑復式拉桿型補償器、鉸鏈型補償器全位移工作狀態(tài)易產(chǎn)生柱失穩(wěn)。波紋管過大的變形不只對其穩(wěn)定性形成影響,還會為應力腐蝕提供有利的環(huán)境條件。
波紋管疲倦壽命與其綜合應力 波紋管的補償量取決于其疲倦壽命,疲倦壽命越高,波紋管單波補償量越小。為了降低本錢,進步單波補償量,有些消費廠家將波紋管的許用疲倦壽命降得很低,這樣會招致由位移惹起的波紋管子午向彎曲應力很大,綜合應力很高,大大降低了波紋管的穩(wěn)定性。表1給出了無增強U形波紋管許用疲倦壽命與子午向綜合應力及單波補償量之間的關(guān)系。
波紋管的綜合應力與其耐壓強度 由規(guī)范中給出的波紋管平面穩(wěn)定性和周向穩(wěn)定性的計算辦法和評定規(guī)范能夠看出,二者反映的均為強度問題。當波紋管設(shè)計的許用壽命較低時,不只其子午向綜合應力較高,環(huán)向應力也比擬高,使波紋管部分很快進入塑性變形,招致波紋管失穩(wěn)。
關(guān)于內(nèi)壓波紋管,位移應力在波紋管波峰和波谷處構(gòu)成塑性鉸,再加上壓力應力,波紋管很快產(chǎn)生平面失穩(wěn)。這就是低疲倦壽命波紋管在位移條件下平面失穩(wěn)壓力遠低于高疲倦壽命的波紋管的基本緣由。例如在預變位狀態(tài)下,即波紋管位移量為許用值的1/2時,一個許用疲倦壽命為200次的波紋管,尚未到達其允許設(shè)計壓力時,曾經(jīng)產(chǎn)生平面失穩(wěn);許用疲倦壽命為1000次的波紋管,到達設(shè)計壓力時,波紋管處于平面穩(wěn)定狀態(tài),到達1.5倍設(shè)計壓力時,波紋管處于臨界失穩(wěn)狀態(tài);許用疲倦壽命為2000次的波紋管到達設(shè)計壓力1.5倍時,波紋管仍處于平面穩(wěn)定狀態(tài)。
從外壓波紋管縱向剖面看,相當于一個受壓力的拱梁,工作時波紋管處于拉伸狀態(tài),相當于拱梁降低了拱高,其抗失穩(wěn)的才能自然降低。當波紋管單波位移過大時,波紋平直局部傾斜,使得波紋管波峰直徑有減少的趨向,但波峰圓環(huán)直徑是肯定的,為了諧和變形,就會產(chǎn)生波峰塌陷,波紋管周向失穩(wěn)。在國內(nèi)外相應的規(guī)范中,關(guān)于位移對旋轉(zhuǎn)補償器外壓周向穩(wěn)定性的影響均未觸及,有待于深化討論。
綜上所述,固然至今為止在熱力管網(wǎng)的應用過程中尚未發(fā)現(xiàn)由疲倦而惹起的毀壞,但旋轉(zhuǎn)補償器過低的設(shè)計疲倦壽命,將會招致災難性的結(jié)果。
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