金屬波紋補償(cháng)器是(shì)由1個或幾個波紋管及結構件組成,用來吸收由(yóu)於熱脹冷縮等原因引起的(de)管道或(huò)設備尺寸變化的裝置。該設備具有(yǒu)結構緊湊、流動阻力小、零泄漏、不用維修等(děng)優點,應用在(zài)石油、化工、液化氣、電力輸送以及城鎮供水等領域。該產品出現(xiàn)質量問題,會影響生產。文中針對這(zhè)方麵的現狀進行了分析(xī),對_管道的正常運行(háng)有重(chóng)要意義。
國內金屬波紋補償器行業雖然起步較晚(wǎn),但綜合來看,在質量、管理等方麵取得了較大(dà)進步(bù)。從2005年開始,我國加強了(le)對(duì)金屬波紋補償器(qì)行業(yè)的(de)監管力度,質檢總局理順了製造許可與生(shēng)產許可(kě)的關係,明確了金屬(shǔ)波(bō)紋補償(cháng)器屬於特種設備之一納入特種設備正常監察,並(bìng)且(qiě)從2005年開始,先後發布了一係列標準規範金屬(shǔ)波紋補償器的製造、試驗、安裝、使用和(hé)定期檢(jiǎn)驗等。
金(jīn)屬波紋補償器質量現狀分(fèn)析
從質量問題可以看出,問題主要集中在失(shī)穩變形、疲勞破壞、焊接缺陷以及綜合應力方麵(miàn)。
1、失穩變形(xíng)
通(tōng)常表現為平麵失穩或柱失穩,在設計的壓力和位移範圍內,產品發生明顯變形,不符合標準規定。尤其在補償位移和壓力共同作用下更(gèng)容易發生失穩現象,發生失穩後,產品的疲勞壽命顯著降低。波紋(wén)管發生失穩現象的原因通常(cháng)有以下幾點:
(1)不按標準進行設計,如采取減少設計層數、總體壁厚、波(bō)紋數量,降低材料品質等手段(duàn),導致產品本身性能降低,如(rú)耐(nài)壓性能不足、補償能力不夠等,引起失穩。
(2)在生產產品時(shí)缺少製造工藝以(yǐ)_產品性能與設計(jì)相符,而(ér)且產(chǎn)品生產過程中(zhōng)缺少質量控製,導致試驗(yàn)樣品外形不(bú)勻稱,波高、波(bō)距(jù)離散較大,波紋管局部應力集中(zhōng),使產(chǎn)品發生失穩現象。
2、疲勞破壞
TSG D7002一2006 (管道元(yuán)件型式試(shì)驗規則》要(yào)求疲(pí)勞壽命試驗的循環(huán)次數應不低於2 000次,而實際中有一些產品疲勞(láo)壽命失(shī)效次數不(bú)足500次。實際運行中,在金屬波紋補償器波峰或波穀附近
區域內(nèi)的應(yīng)力易_過材料的屈服強度,進而產生大範圍塑(sù)性變形,當塑性變形累計到相(xiàng)應程度,波紋管局部產生微裂紋,微裂紋長大或合並,波(bō)紋管_可能(néng)出現疲勞斷裂(liè)失效。在試驗過程(chéng)中,失穩引起失效比(bǐ)例較大,當(dāng)產品(pǐn)運(yùn)行中發生失穩時,失穩波吸收的補償位移增加,其所受位移應力變大,疲勞壽命次數顯著減少(shǎo)。
3、焊接缺陷(xiàn)
在檢驗過程中,金屬波紋補(bǔ)償器受壓筒節縱焊縫不合格(gé)比例(lì)較高,射線探傷結果(guǒ)不合格率較高,多為未焊透缺陷,另外還存在氧化(huà)嚴重、夾渣、夾鎢、內凹等現象;波紋管管坯縱焊縫出現(xiàn)未融合現象比例也較大。
未焊透缺陷原因:焊接電流小,根部間隙小(xiǎo),焊接速度過快,焊槍(qiāng)角度不(bú)正常等。
氧(yǎng)化嚴重缺陷原(yuán)因:打底焊時,管內充壓裝置未能起到良好的(de)保護作用(yòng),焊縫背麵將氧化;焊接過程中對熔池及焊絲端頭保護不良,或焊(hàn)絲表麵有氧化雜質。
夾渣、夾(jiá)鎢缺陷原因:被氧化的焊絲端頭未(wèi)清(qīng)理即送入熔池中;若(ruò)鎢_長度伸出(chū)量過大(dà),焊槍動作不穩定,鎢_與(yǔ)焊絲或鎢_與熔池相碰(pèng)後,又未終止(zhǐ)焊接。
內凹缺陷原因:裝配間隙小,焊接過程中焊槍擺動幅(fú)度大,致使電弧熱量不能集中於根部,產生了背麵焊縫(féng)低(dī)於試件表麵的內凹現象。
碟簧結構壓(yā)力平衡波紋補償器由波紋管、4個(gè)碟簧組件、接管池有的結構沒有(yǒu)接(jiē)管)、法蘭等組(zǔ)成。由碟簧組件產生的拉(lā)力與波紋管內(nèi)壓產生的推力平衡,補(bǔ)償器對(duì)設備沒(méi)有推力,_了設備的正常運行。
波紋補償器(qì)整體裝配時,4根螺杆分別穿過各碟簧筒內的碟簧組,螺杆的螺(luó)紋端穿過(guò)法蘭1的螺栓孔,用螺母與(yǔ)法蘭1固定。碟簧筒一端與球麵墊圈2焊接在一起,另一端由鎖緊螺母6鎖(suǒ)緊在螺杆上。在(zài)補償器軸向位移時,碟簧(huáng)的壓縮量發生(shēng)變化,產生的彈性(xìng)力也隨之(zhī)變化,彈(dàn)性力(lì)變化值與碟簧組數成(chéng)反比,碟簧組數越多,單個碟簧的位移量(liàng)越小,碟簧組彈性力變化越小,不平衡的軸向推力越(yuè)小。反之,碟(dié)簧組數越少,單(dān)個碟簧的位移量越大,碟簧組彈性(xìng)力變化越(yuè)允不平衡的軸向推力越大(dà)。
該補償器設(shè)計時,除根據工(gōng)作介質的壓力、溫度、補償量及安裝長度設計波紋管的波高、波距、層數(shù)及波數外(wài),要根據碟(dié)簧的材料、結構尺寸、單片碟簧作用力與碟簧變形量的關係(xì)、碟簧組件(jiàn)補償力的大小、碟簧(huáng)允許(xǔ)的變形量,確定碟簧組件的碟簧組合形式(shì)及組(zǔ)數和(hé)每(měi)組中的碟簧(huáng)片數。
法蘭、波(bō)紋管、接管組焊後(hòu),將碟簧組件按設計要求裝(zhuāng)配到補償器上。碟簧組件(jiàn)在裝配到補償器之前,應根據波(bō)紋管內力大小,將碟簧組預壓至(zhì)要求的長度,使碟簧組的彈性力總和等於波紋(wén)管內壓(yā)力,之後用(yòng)鎖緊螺母鎖緊。_碟簧(huáng)組產生的彈性力與設備內壓產生的推力相平衡(héng)。
2主要檢驗項目
由於高壓組合電(diàn)器用金屬波紋(wén)補償器應用在高壓的環境(jìng)中,因(yīn)此(cǐ)對(duì)該補償器的產品質量有(yǒu)很高的要求,無論從外觀質量還是製造精度上,都高於普通波紋補償器。產(chǎn)品除通過設計、製造等技術來_質量外,還要通過嚴格的檢驗對其進(jìn)行驗證。
高壓組合電器用(yòng)波紋補償器,在(zài)設計、製造、檢(jiǎn)驗等方麵,其要(yào)求(qiú)都高於普通管(guǎn)線用波紋(wén)補償器。因此,其設(shè)計、製造難度大,檢驗項目多。
目前高(gāo)壓組合電器用波紋補償器產(chǎn)品的主要性(xìng)能(néng)指標、設計、製造水平已經達到國外同類產品的_技術水平,滿足了國內(nèi)外高壓組合電(diàn)器係統的要求。