波紋膨脹節(jié)腐蝕開裂的原因及影響

文章來(lái)源：http://www.dingy176.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-05-24 瀏覽次數(shù)：88

      由于某些原因，在役波紋管膨脹節(jié)總會(huì)造成損壞，其中腐蝕開裂占主要部分，因?yàn)?a data-mid="5" href="http://www.dingy176.cn/">波紋補(bǔ)償器的原材料是由不銹鋼波紋管制成，雖說(shuō)是不銹鋼材質(zhì)但在一定的環(huán)境下也是會(huì)發(fā)生腐蝕的，波紋補(bǔ)償器腐蝕所受的應(yīng)力狀況較為復(fù)雜。

    應(yīng)力主要來(lái)自加工變形和安裝變形引起的應(yīng)力，工作壓力引起的應(yīng)力，焊接變形引起的熱應(yīng)力和殘余應(yīng)力。應(yīng)力類型主要包括環(huán)向膜應(yīng)力，徑向膜應(yīng)力和徑向彎曲應(yīng)力。無(wú)論應(yīng)力如何，拉應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的存在都可能導(dǎo)致波紋管膨脹節(jié)的腐蝕開裂。

在波峰和波谷之間的過(guò)渡處測(cè)量的內(nèi)壁的徑向拉伸應(yīng)力是最大的并且遠(yuǎn)大于測(cè)量的環(huán)向拉應(yīng)力。從殘余應(yīng)力的分布來(lái)看，波峰和波谷之間的過(guò)渡不是整體在連續(xù)區(qū)域，這里的殘余應(yīng)力也很大，因此裂縫大多出現(xiàn)在過(guò)渡帶，側(cè)波過(guò)渡帶是大多數(shù)在圓周方向。

   焊接殘余應(yīng)力也是不銹鋼波紋管補(bǔ)償器腐蝕開裂的另一個(gè)應(yīng)力源，有時(shí)相當(dāng)大，并且會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)腐蝕開裂的閾值。當(dāng)它與工作應(yīng)力疊加時(shí)，它通常較大，因此波紋管膨脹節(jié)通常在圓筒接頭焊縫處產(chǎn)生平行于焊縫的周向裂縫。由于焊接殘余應(yīng)力引起的腐蝕開裂在腐蝕開裂的總事故中占相當(dāng)大的比例。

波紋管膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)主要考慮三個(gè)因素：抗壓強(qiáng)度，穩(wěn)定性和疲勞性能。雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)EJMA標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些方面的計(jì)算和評(píng)估有明確的規(guī)定，但從波紋管膨脹節(jié)的應(yīng)用實(shí)踐和失效分析中發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定性的計(jì)算和評(píng)價(jià)方法不夠充分標(biāo)準(zhǔn)。綜合性和疲勞壽命僅給出相對(duì)較厚的邊界范圍（平均疲勞壽命適用于103至105）。有時(shí)，完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品在實(shí)際使用中會(huì)遇到一些問題。例如，軸向壓力型軸向補(bǔ)償器的預(yù)置換狀態(tài)在壓力測(cè)試期間易于產(chǎn)生平面不穩(wěn)定性。大直徑外壓軸向型補(bǔ)償器完全移位。波紋管膨脹節(jié)易發(fā)生周向不穩(wěn)定，小直徑雙拉桿型式補(bǔ)償器和鉸鏈?zhǔn)窖a(bǔ)償器由于全排量工作狀態(tài)容易產(chǎn)生柱不穩(wěn)定。波紋管膨脹節(jié)的過(guò)度變形不僅影響其穩(wěn)定性，而且還為應(yīng)力腐蝕提供了有利的環(huán)境條件。

    波紋管膨脹節(jié)的疲勞壽命及其綜合應(yīng)力，波紋管膨脹節(jié)的補(bǔ)償量取決于其疲勞壽命。疲勞壽命越高，波紋管膨脹節(jié)的單波補(bǔ)償量越小。為了降低成本并增加單波補(bǔ)償量，一些制造商將波紋管膨脹節(jié)的允許疲勞壽命降低到很低的水平，這導(dǎo)致由位移引起的波紋管膨脹節(jié)具有大的徑向彎曲應(yīng)力，綜合壓力很大。波紋管膨脹節(jié)的穩(wěn)定性降低。

    從標(biāo)準(zhǔn)中給出的波紋管膨脹節(jié)的平面穩(wěn)定性和周向穩(wěn)定性的計(jì)算方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以看出波紋管膨脹節(jié)的綜合應(yīng)力和抗壓強(qiáng)度，兩者都反映了強(qiáng)度問題。當(dāng)波紋管膨脹節(jié)設(shè)計(jì)的允許壽命較短時(shí)，不僅經(jīng)向綜合應(yīng)力高，而且環(huán)向應(yīng)力也較高，使波紋膨脹節(jié)快速進(jìn)入塑性變形，導(dǎo)致波紋管失穩(wěn)。