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波纹补偿器为什么要进行失稳试验和疲劳试验?-郑州久安管道

波纹补偿器为什么要进行失稳试验和疲劳试验?

郑州久安管道2019-10-27 14:18:520来自:http://www.yjbcq.com

  波纹补偿器的内压失去稳定试验是为提供波纹管使用的工作压力,一般内压试验失去稳定的压力应大于1.5倍波纹管的工作压力。试验中发现同类波纹管的试验值不同,分析原因为:

  成型中几何尺寸的不等或波型不均;试验时安装的不正或法兰盘两端不平行,使波纹管偏心受力;夹持波纹管的拉杆,因螺帽拧紧力不一致,拉杆长度不等,波纹管受偏心荷载。

  因而,波纹管的安装质量对安全运行很重要,如中心偏差过大,极易造成失去稳定。其后一些工程试装的情况也完全证实了这一点。通过调查试验和计算可以看出有以下几种现象:

  (1)波纹管承受的压力随材料弹性模量的降低而降低。当温度升高时E下降,承压能力降低,故计算时应考虑管道介质的温度。

  (2)其他尺寸不变时,增大波距提高失稳压力。

  (3)其他尺寸不变时,壁厚减薄,其失稳压力将显著降低,因失稳压力与壁厚的三次方成正比。

  (4)其他尺寸不变时,减小波高可提高失稳压力,因失稳压力与波高的三次方成反比。

  (5)其他尺寸不变时,减小波纹管的有效工作长度,可提高失稳压力,因失稳压力与1的平方成反比。

  在波纹管的中间部份,将波谷的外部加上环板并有螺栓拉紧,使波纹管在横向受到约束以提高其失稳压力。所用环板越多,提高愈大。

  波纹补偿器的疲劳试验是在疲劳试验机上进行。立式疲劳试验机的上、下部各装一个波纹管。试验时上部压缩下部拉伸,反过来上部拉伸下部压缩。拉压行程为±20--±60mm,工作频率金10, 20, 30次/分(多用10次/分)为及时检漏,波纹管内通入2kg/cm²左右的蒸气。

  疲劳试验是在一定的内压和拉伸、压缩的往复作用下,直至破坏的工作次数,以求其疲劳寿命。

  通过对谋批波纹补偿器的疲劳试件观察分析中,可看到以下几种情况:

  (1)有波纹补偿器的疲劳寿命低,分析其原因为管坯热处理时有局部过烧现象(材料为1Cr18NigTi)。拉压过程中这些地方刚度小,变形大,使局部出现波谷压拢,设计不合理。

  波数多,长细比过大。

  (2)通过对补偿器试件的分析,有30%的试件是焊缝处破裂的,70%的试件是在材料本体破裂的。

  (3)所有疲劳破裂的位置都在波谷,而且都是环向裂纹。

  波谷产生裂纹的原因.一是成型时,波峰变形有冷作硬化,而波谷紧贴模片模头,拉伸变形小而较软。二是应力原因,由于波谷较软,拉压疲劳时变形大,交变应力也大。另外在成型时有些波谷的波形不如波峰好,或出现硬角造成应力集中,因而易产生裂纹。

  (4)疲劳试验机的工作频率降为10次/分,仍感太快。常是靠近动作源的部份波变形大,当压缩时尚未把变形平均的传至每个波时,已变为拉伸变形,后又变为压缩变形。这样只是靠近动作源的那儿个波变形大,如无其他情况(如波形尺寸和形状均一致时)一般是靠近动作源的那几个波先产生裂纹。这就告诉我们:

  热力管道的温度变形是很慢的,远较做疲劳试验时的位移变化为低,可以使每个波纹均匀受力,故其疲劳寿命应比试验时为高。


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