影響補償器的壽命的因素很多(duō),其中補償器波(bō)紋管的幾何尺寸、工作(zuò)時的壓力溫度和材料介質是直接影響補償器壽命的關鍵因素。為了(le)全麵的了解這些因素對補償器壽命的影響,下(xià)麵分別對這幾個影響壽命的因素進行分析。這裏以單層薄壁波紋管為例。金屬波紋補償器在使用過程中尤為重(chóng)要的_是工作壽命處於哪(nǎ)個階段,這直接關係(xì)到生產的正常運行。研究補償器的壽命能夠很好的掌握補償器的工作狀態,避免產生損失,為正常生產(chǎn)提供_。研究補償器的壽命直接的方法_是研究補償(cháng)器的應(yīng)力狀態,因為補償器點應力狀態直接決定了補(bǔ)償器的壽命。
1、波紋管的幾何(hé)尺(chǐ)寸
對補償器(qì)的壽命影響比(bǐ)較(jiào)大(dà)的波(bō)紋管幾何尺(chǐ)寸主要有(yǒu)波紋管的直徑、厚度、波高(gāo)和波峰(波穀)外徑。通過研究幾何尺寸的變化(huà),利用有限元(yuán)技術模擬得到波紋管應力的變化情況,進(jìn)而能夠得到波紋管壽命的變化情況。
2、工作壓力(lì)和溫度
工作壓力和溫度對補償器的壽命(mìng)影響很大,為了研(yán)究壓力和溫度分別對補償器壽命的(de)影響,利用有限元軟件進行(háng)不同壓力和溫度下補償器波(bō)紋管壽命模擬,進行壓力模擬時溫度不變,進(jìn)行溫度模擬時(shí)壓力不變(注:進行溫(wēn)度模擬時主要體現在位移載荷上)。
3、工作環境及介質
在金屬波紋管補償器的使用過程中,工作(zuò)的環境和介質都會對(duì)補償器(qì)的壽命產生(shēng)相應的影響。環境因素主要有環境條件下引起的波紋管腐蝕、地(dì)基(jī)沉降等引起的補償器(qì)支架位置發生變化以及(jí)共振源產生的(de)振動等;介質因素主要有(yǒu)介質引起的波紋管腐蝕、具有蒸汽保護的補償器蒸汽介質溫度和雜質引起的腐蝕以及介質高溫高壓引起的材料性能(néng)變化(huà)等。補(bǔ)償器的使用工況常為高溫高壓,有一時候伴隨著強腐蝕性介質(zhì),波紋管在加工的過程中通常會有殘餘應力,因此會出現各種腐(fǔ)蝕狀況(kuàng),主(zhǔ)要分為全麵腐蝕和局(jú)部腐蝕兩大類(lèi)。
3.1工作環境
補償器(qì)的(de)使用一般都會接觸到環境中的各種腐蝕性的物質,而補償器中波紋管材料一般為的奧氏體不鏽鋼(如304等),這樣如果環境(jìng)介質中含有Cl-,在(zài)溫度較高,應力較大的情況下(xià)容易(yì)使鈍化(huà)膜破裂發生應力腐蝕開(kāi)裂,從而影響補償器(qì)的壽命〔州(zhōu)。在這種情(qíng)況(kuàng)下應該使用_材料來製造波紋管,_波紋管表麵的應力狀態,采用電化學保護等。
地(dì)基沉降也是影響補償器壽命的一個重要的因素(sù),如(rú)果(guǒ)補償器是設置在(zài)水平位置進行補償,地基如(rú)果發生不同程度的沉降,那麽(me)勢必造(zào)成支架高地(dì)不平,這樣(yàng)肯定會使補償器發生(shēng)彎曲,波紋(wén)管的一側受拉一側受壓,彎曲應力大大增加,嚴重影響的補償(cháng)器(qì)的性能及其(qí)壽命。因此_地基的平穩也(yě)是(shì)一項非常重要(yào)的(de)事(shì)情。
在管道的介質的運(yùn)輸中,不可(kě)避免的會(huì)產生一些共(gòng)振,這些(xiē)共振有可能是管道內介質引起的也有可能是一(yī)些共振源比如壓縮(suō)機等引起的。管道的振動也(yě)會影(yǐng)響補償器的壽命(mìng),波紋管是一種抗高頻低幅的元件,當振動到相尖(jiān)頻率時係統_會產生共振,這_會使波紋管發生疲勞開裂。
3.2工作介質(zhì)
介(jiè)質是影響波紋管(guǎn)補償器壽(shòu)命的一個重要的因素(sù),除了前麵提到的主要由氯離子的腐(fǔ)蝕(shí)外,介質高溫高仄的特性往(wǎng)往會使波紋管材料性能發生變化,在高溫時材料的硬度和強(qiáng)度會有(yǒu)所提高,韌性(xìng)和(hé)塑性會降低,這雖然(rán)不會影響波紋管(guǎn)的高溫蠕(rú)變性(xìng)能(néng)和耐蝕性能,但是對腐蝕疲勞是有害的(de)。而且高溫(wēn)高壓會引起波紋管應力的變化,對波紋管的壽命的影響很大。因此控製介質中引起腐蝕物質的量以及控製溫度(dù)壓力是_補償器正(zhèng)常工作的非常重要的(de)措施。
通常一些大(dà)型波紋管補償器都會采取蒸汽(qì)保護,此時一(yī)般通入的是飽(bǎo)和(hé)蒸汽壓,如果通(tōng)入的(de)飽和蒸汽壓中含有引起波紋管腐蝕(shí)的物質,那麽必然會使波紋管發生腐(fǔ)蝕,或者通(tōng)入的並不是飽和蒸汽壓,那麽在停車的時候容易形成凝結(jié)水,此時也易造成腐蝕影響波紋管壽命。如果通入(rù)的蒸汽經常出現_溫_壓,也會影響波紋管補償器(qì)的壽命。
4、補償器(qì)導流筒及焊縫
在摩擦損失、管內介質(zhì)流速過快、溫度較高(gāo)等情況下(xià)補償器都會在內部設置導流(liú)筒。一方麵是為(wéi)了起到導流的作用,避免波紋管受到(dào)管(guǎn)內介(jiè)質的衝刷,可以延長補償器的壽命(mìng):另一(yī)方麵導(dǎo)流筒的(de)導向作用,可以避免補償器在吸收管道熱脹冷縮的變形(xíng)時造成的波紋管失(shī)穩(wěn)現象,從而_波紋管的正常(cháng)使用。導流筒一般是焊(hàn)接在波紋管補償器(qì)的一段,另外一端設有限位槽進行限位,在補(bǔ)償器的使用(yòng)過程中導流筒會隨著波紋管的拉伸壓縮作(zuò)相對的滑動。如果(guǒ)波紋管工作在正常(cháng)的範圍內,那導(dǎo)流筒一般不會出現太大的問題,但是一(yī)旦出現_溫_壓,那麽(me)波(bō)紋管可能會(huì)由於壓縮量過大而(ér)使導(dǎo)流筒撞擊限位槽,使導流筒發生變形、開裂甚至破(pò)壞;或者(zhě)導流筒受到(dào)介質的腐蝕使介質(zhì)直(zhí)接和波紋管相(xiàng)接(jiē)觸,造成波紋(wén)管(guǎn)的(de)腐蝕或者使裏麵的保護蒸汽_溫_壓(yā),_會嚴重影響波紋管補償器的壽命。
體型較大的金屬波(bō)紋軟管一般是用相應厚度的板材進(jìn)行滾壓成(chéng)型(xíng)然後進行焊接而成的,而直管壓力平衡型補償器是由若幹個波紋管組合焊接而成,因此焊縫如果不過關的話,可(kě)能會產生錯邊、未焊透和咬邊等缺陷,勢必對補償器造成很大的隱患,通(tōng)常在(zài)進(jìn)行補償器的壽命評(píng)估的時候,要_補償器上麵的焊縫是沒有問題的。
5、其他因素
有些企(qǐ)業在檢(jiǎn)查補償器的時候(hòu)發現了一些比較輕微的缺陷,這些缺陷通過某些(xiē)手段能夠進行相應的修理。但(dàn)是在修理的過程(chéng)中沒有處理好缺陷的話會引起很嚴重的後果,很常見的(de)_是應(yīng)力集中,會縮短波紋管的壽命,加速波紋管的失(shī)效。
影響補償器(qì)壽命的因(yīn)素還有很多,比如說補償器的拉杆、支座、鉸(jiǎo)鏈(liàn)等,這些因素損壞了也是(shì)會(huì)在相應程度影響(xiǎng)補償器的正常工作,他們的影響(xiǎng)機理和前麵所敘述的大同(tóng)小異,故不再贅述。