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波纹管补偿器的故障类型及原因分析-郑州久安管道

波纹管补偿器的故障类型及原因分析

郑州久安管道2019-09-15 13:32:250来自:http://www.yjbcq.com

1,故障类型

在管道压力测试和操作期间都会发生波纹管补偿器故障。管道压力试验中存在三种主要问题:由于管道系统临时支撑不当,或管道系统固定支架设置不合理,支架损坏,波纹管过度变形和失效;波纹管设计考虑的压力或位移是安全和富裕的。当管道经过压力测试时,波纹管不稳定且变形;制造补偿器的质量,制造商削减工作,并将5层不锈钢改为3层或更少。波纹管在运行过程中的失效主要表现为腐蚀泄漏和不稳定变形两种形式,其中腐蚀失效最多。通过腐蚀波纹管的诱饵剖面分析,发现腐蚀破坏通常是通过孔和应力腐蚀开裂来蚀刻的,其中氯离子应力腐蚀开裂占总腐蚀破坏的约95%。有两种类型的波纹管不稳定性:强度不稳定性和结构不稳定性。强度不稳定包括内外压力波纹管平面不稳定性和外压波纹管周向不稳定性。结构不稳定性是内压波纹管补偿器的柱损失稳定。

2.设计疲劳寿命与稳定性和应力腐蚀之间的关系

波纹管的设计主要考虑三个因素:抗压强度,稳定性和疲劳性能。虽然国家标准和美国F3MA标准对这些方面的计算和评估有明确的规定,但是从多年的应用实践和波纹管失效分析中发现,标准中给出的稳定性的计算和评估方法并不全面。 。并且疲劳寿命仅给出相对较厚的极限范围(平均疲劳寿命适用于1比1)。有时,完全符合标准要求的产品在实际使用中会遇到一些问题。例如,轴压式轴向补偿器的预置换状态在压力试验中容易产生平面不稳定性,而大直径外压轴向型补偿器全位移工作状态容易产生周向不稳定性,且小 - 直径双型拉杆式补偿铰链和铰链式补偿器的全排量工作状态容易导致柱子不稳定。波纹管的过度变形不仅影响其稳定性,而且还为应力腐蚀提供了有利的环境条件。

1)波纹管的疲劳寿命及其综合应力波纹管的补偿取决于其疲劳寿命。疲劳寿命越高,波纹管的单波补偿量越小。为了降低成本并增加单波补偿量,一些制造商将波纹管的允许疲劳寿命降低到非常低的水平,这导致由位移引起的波纹管在子午向具有大的弯曲应力,并且综合应力高,大大降低了波纹管的稳定性。

2)波纹管的综合应力及其耐抗压强度可以从标准中给出的波纹管的平面稳定性和周向稳定性的计算方法和评价标准中看出,两者都反映了强度问题。当波纹管设计的允许寿命较低时,不仅经向应力较高,而且环向应力也较高,因此波纹管很快进入塑性变形,导致波纹管不稳定。

3)补偿器位移和柱稳定性对于双拉杆式和铰链式补偿器,通过波纹管的角位移引起的中间管段的倾斜来实现横向位移。当波纹管角度位移时,波纹管凸面上的承压面积大于凹面上的承压面积,这会导致补偿器增加横向力,更容易引起气柱不稳定性比轴向型补偿器。显然,波纹管的单波位移越大,补偿器的横向位移越大,并且柱越不稳定。


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