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怎么樣波紋管補償器使正常
波紋管補償器在使中降低疲勞壽命可以大幅度地高波紋管波位移,但同時波紋管綜應(yīng)力也有大幅度地高,這必將波紋管的強度和穩(wěn)定性造成較大的影響。 波紋管的綜應(yīng)力與其耐壓強度 ,二者映的均為強度問題。當(dāng)波紋管設(shè)計的許壽命較低時,不僅其子午向綜應(yīng)力較高,環(huán)向應(yīng)力也比較高,使波紋管局部很進入塑性變形,導(dǎo)致波紋管失穩(wěn)。
于內(nèi)壓波紋管,位移應(yīng)力在波紋管波峰和波谷處形成塑性鉸,再加壓力應(yīng)力,波紋管很產(chǎn)平面失穩(wěn)。這就是低疲勞壽命波紋管在位移條件下平面失穩(wěn)壓力遠低于高疲勞壽命的波紋管的根本原因。例如在預(yù)變位狀態(tài)下,即波紋管位移量為許值的1/2時,一個許疲勞壽命為200次的波紋管,尚未達到其允許設(shè)計壓力時,已經(jīng)產(chǎn)平面失穩(wěn);許疲勞壽命為1000次的波紋管,達到設(shè)計壓力時,波紋管處于平面穩(wěn)定狀態(tài),達到1.5倍設(shè)計壓力時,波紋管處于臨界失穩(wěn)狀態(tài);許疲勞壽命為2000次的波紋管達到設(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(dāng)于一個受壓力的拱梁,工時波紋管處于拉伸狀態(tài),相當(dāng)于拱梁降低了拱高,其抗失穩(wěn)的能力然降低。當(dāng)波紋管波位移過大時,波紋平直部分傾斜,使得波紋管波峰直徑有縮小的趨勢,但波峰圓環(huán)直徑是確定的,為了協(xié)調(diào)變形,就會產(chǎn)波峰塌陷,波紋管周向失穩(wěn)。在國內(nèi)外相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中,關(guān)于位移波紋管外壓周向穩(wěn)定性的影響均未涉及,有待于深入討。
綜所述,雖然今為止在熱力管網(wǎng)的應(yīng)過程中尚未現(xiàn)由疲勞而引起的破壞,但波紋管過低的設(shè)計疲勞壽命,將會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。
補償器位移與其柱穩(wěn)定性于復(fù)式拉桿型和鉸鏈型補償器,橫向位移是由波紋管角變位引起中間管段傾斜實現(xiàn)的。當(dāng)波紋管產(chǎn)角變位時,波紋管凸側(cè)承壓面積大于凹陷側(cè)承壓面積,導(dǎo)致補償器附加了一個橫向力,較之軸向型補償器更易產(chǎn)柱失穩(wěn)。顯然波紋管波位移越大,補償器橫向位移越大,越易產(chǎn)柱失穩(wěn)。
波紋管補償器的可靠性是由設(shè)計、造、安裝及運管理等多個環(huán)節(jié)構(gòu)成的??煽啃砸矐?yīng)該從這幾個方面進慮。
材料選擇 于熱管網(wǎng)的波紋管的選材,除應(yīng)慮工介質(zhì)、工溫度和外部環(huán)境外,還應(yīng)慮應(yīng)力腐蝕的可能性、處理劑和管道清洗劑材料的影響等,并在此礎(chǔ)結(jié)波紋管材料的焊接、成型以及材料的性能價格比,優(yōu)選經(jīng)濟實的波紋管材料。
一般況下,選波紋管的材料應(yīng)滿下列條件:(1)良好的塑性,便于波紋管的加工成形,且能通過隨后的處理工藝(冷硬化、熱處理等)獲得夠的硬度和強度。(2)高彈性極限、抗拉強度和疲勞強度,波紋管正常工。(3)良好的焊接性能,滿波紋管在過程中的焊接工藝要求。(4)較好的耐腐蝕性能,滿波紋管在不同環(huán)境下工要求。大多數(shù)產(chǎn)廠都采奧氏體不銹鋼,如材料號為0Cr18Ni9(相當(dāng)于304)、00Cr19Ni10(相當(dāng)于304L)、0Cr17NiMo2(相當(dāng)于316)、00Cr17Ni4Mo2(相當(dāng)于316L)。為了高波紋管的耐蝕性,現(xiàn)熱管網(wǎng)波紋管的材多選316或316L,這兩種材料于熱力管網(wǎng)應(yīng)該是性能價格比較為優(yōu)良的材料。
于地溝敷設(shè)的熱力管網(wǎng),當(dāng)補償器所處管道地勢較低時,雨或事故性污會浸泡波紋管,應(yīng)慮選耐蝕性更強的材料,如鐵鎳、高鎳等。由于此類材料價格較高,在造波紋管時,可以慮僅在與腐蝕性介質(zhì)接觸的表面增加一層耐蝕。
疲勞壽命設(shè)計由波紋管補償器的失效類型及原因可以看,波紋管的平面穩(wěn)定性、周向穩(wěn)定性及耐腐蝕性能均與其位移量即疲勞壽命相關(guān)。過低的疲勞壽命將會導(dǎo)致波紋管穩(wěn)定性及耐蝕性能下降。根據(jù)試驗和使經(jīng)驗,于熱工程的波紋管疲勞壽命應(yīng)不小于1000次。
大多數(shù)波紋管的失效是由外部環(huán)境腐蝕造成的,因此在進補償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計時,可慮隔絕外部腐蝕介質(zhì)與波紋管的接觸。如于外壓軸向型補償器可在口端環(huán)與口管之間增加填料封裝置,其相當(dāng)于筒補償器,既可擋外部腐蝕介質(zhì)的侵入,又給波紋管補償器增加了一道安全屏障,即使波紋管破壞,補償器還可以起到補償并避免波紋管失效。
安裝質(zhì)量
波紋管不能承重,應(yīng)獨吊裝;除設(shè)計要求預(yù)拉伸或冷緊的預(yù)變形量外,嚴(yán)禁使波紋管變形的方法來調(diào)整管道的安裝偏差;安裝過程不允許焊渣濺到波紋管表面和受到其他機械性損傷;波紋管所有活動元件不得被外部構(gòu)件死或限其活動部位正常工;壓試驗須干凈、無腐蝕性,奧氏體不銹鋼材質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格控中離子含量不超過25×10-6,并應(yīng)及時排盡波紋中的積等。
4 結(jié)束語
補償器存在的問題主要有波紋管的穩(wěn)定性及腐蝕。通過理的設(shè)計波紋管波形參數(shù)和疲勞壽命、安裝正確及管系應(yīng)力完善等措施,可以解決波紋管的穩(wěn)定性問題。于腐蝕問題,可以通過兩種方式解決:(1)理的波紋管選材和補償器結(jié)構(gòu)設(shè)計,阻斷腐蝕源。(2)加強小室積管理,從根本解決腐蝕問題。