金屬波紋補(bǔ)償器是由1個或(huò)幾(jǐ)個波紋管及結構件組成,用來吸收由於熱(rè)脹冷縮等原因(yīn)引起的管道或設備尺寸變化的裝置。該設(shè)備具有結構緊湊、流動阻力小、零泄漏(lòu)、不用維(wéi)修等優點,應用在(zài)石油、化工(gōng)、液(yè)化氣、電力輸送以及城鎮供水等領域。該(gāi)產品出現質量問題,會影響生產。文中針對(duì)這方麵的現狀進行了分析,對_管道的正常運行有重(chóng)要意(yì)義。
國內金屬波紋補償(cháng)器行業雖然起步較晚,但綜合來看,在質量、管理等方麵取得(dé)了較大進(jìn)步。從2005年開始,我國加強了對金屬波紋(wén)補償器(qì)行業的監管力度(dù),質檢總局理順了製造許可與生產許可的關係,明確(què)了金屬波紋補償器屬於特種設備之一納入特種設備(bèi)正常監察,並且從(cóng)2005年開始,先後發布(bù)了一係列標準規範金屬波紋補償器的(de)製造、試驗、安裝、使用和定期檢驗等。
金(jīn)屬波紋補償器質量現狀分析
從質量問題可以看出,問題主(zhǔ)要集中在失穩變形、疲勞破壞、焊接缺(quē)陷以(yǐ)及綜合應力方麵。
1、失穩變形
通常表現為平麵失穩或柱(zhù)失穩(wěn),在設計的壓(yā)力和位移範圍內,產品發生明顯變形,不符合標準規定。尤(yóu)其在補償位移和壓力共同(tóng)作用下更容易發生失穩現象,發生失穩後,產品(pǐn)的疲勞壽命顯著降低。波紋管發生(shēng)失穩現象的原因通(tōng)常有以下幾點:
(1)不按標準進行設(shè)計,如采取減少設計層數、總體(tǐ)壁厚、波紋(wén)數量(liàng),降低材料品質等手段(duàn),導致產品本身性能降低,如(rú)耐壓性能不足、補償能力不夠等,引起失穩。
(2)在生產產品時缺(quē)少製造工藝以_產(chǎn)品(pǐn)性能與設計相符,而且產品生產過程中缺(quē)少質量控(kòng)製,導致試驗樣品外形不勻稱,波(bō)高、波距離散較大(dà),波紋管局部應力集中,使產品(pǐn)發生失穩現象。
2、疲勞破壞
TSG D7002一2006 (管道元件型式試驗(yàn)規則》要求疲勞壽命試驗的循環次數(shù)應不低於2 000次,而實際中有一些產品疲勞壽(shòu)命失效次數不足500次(cì)。實際運行中,在金屬波紋補償器波峰(fēng)或波穀附近
區域內的應力易_過材料(liào)的屈服強(qiáng)度,進而產生大範圍塑性變形,當塑(sù)性(xìng)變形累計到相應程度,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。在試驗過程中,失穩(wěn)引起失效比例較大(dà),當產(chǎn)品運行中發生失穩(wěn)時,失穩波吸(xī)收的補償位移(yí)增加(jiā),其所受位移應力變大,疲勞(láo)壽命次數顯著減少(shǎo)。
3、焊(hàn)接缺陷(xiàn)
在檢驗過程中,金屬波紋補償器受壓筒節縱焊縫不合格比例較高,射線探傷結(jié)果不合格率較高,多(duō)為(wéi)未焊透缺陷,另外還存在氧化嚴(yán)重、夾(jiá)渣、夾鎢、內凹等現象;波紋(wén)管管坯縱焊縫出現未融合現象比例(lì)也(yě)較大。
未焊透缺陷原因:焊接電流(liú)小,根部間隙(xì)小,焊接速度過快,焊槍角度不正常等。
氧化嚴(yán)重缺陷原因:打底焊時,管內充壓裝置未能起到良好的保護作用,焊縫背麵(miàn)將氧化;焊接過程中(zhōng)對熔池及焊絲端頭保護不良,或焊絲表麵有氧化雜質。
夾渣、夾鎢缺陷原因:被(bèi)氧化的焊絲端頭未清理即送入熔池中;若鎢_長度伸出量過大,焊槍動作(zuò)不穩定,鎢_與焊絲或鎢_與熔(róng)池相碰後,又未終止焊接。
內凹缺陷原因:裝配(pèi)間(jiān)隙(xì)小,焊接過程中焊(hàn)槍擺動(dòng)幅度大,致使電弧熱量不能集中於根部,產生了背麵焊縫低於試件(jiàn)表麵的內凹現象。
碟簧結(jié)構壓力平衡波(bō)紋補償器由(yóu)波紋管、4個碟簧組件、接(jiē)管池有的結構沒有接管)、法蘭等(děng)組成。由碟簧組件產生的拉力與波紋管內壓產生的推力平衡,補償器對設備沒有推力,_了設備的(de)正常運行。
波紋補償器整體裝配時,4根螺(luó)杆分別穿(chuān)過各碟簧筒內的碟簧組,螺杆的螺紋端穿過法蘭1的螺(luó)栓孔,用螺母與法蘭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鎖緊在螺(luó)杆上。在補償器軸向位移時(shí),碟簧的(de)壓縮量發生變化,產生的彈性力也隨之變化,彈性力變化值與碟簧組數成(chéng)反比,碟簧(huáng)組數越多,單(dān)個碟簧的(de)位移量越小,碟簧組彈性力變化越小,不平衡(héng)的軸向推力越小。反之,碟簧組數越少,單個(gè)碟簧的位(wèi)移量越大,碟(dié)簧(huáng)組彈性力變化越允不平衡的軸(zhóu)向推力越大。
該(gāi)補(bǔ)償器設計時,除(chú)根據工(gōng)作介質的壓力、溫度(dù)、補償量及安裝長度設計波紋管的(de)波高、波距、層(céng)數(shù)及波數外,要根據碟簧的材料、結構尺寸、單片碟簧作用力與碟簧變形量的關係、碟簧組件補償力的大小、碟簧允許的變形量,確定碟簧組件的碟簧組合形式及組數和每組中的碟簧片數。
法蘭、波紋管、接管組焊後,將碟簧組件按(àn)設計要求裝配到補償器上。碟簧組件在裝配到補(bǔ)償(cháng)器之前,應根(gēn)據波紋管內力大小,將碟簧組(zǔ)預壓(yā)至要(yào)求(qiú)的長度(dù),使碟簧組的彈性力總和(hé)等於波紋管內壓力,之後用鎖緊螺母鎖(suǒ)緊。_碟簧組產生的彈性力與設備內壓產生的推力相平衡。
2主要檢驗項目
由於高壓組合電器用金屬波紋補償器應(yīng)用在高(gāo)壓的環境中,因此對該補(bǔ)償(cháng)器的產品質量有很高的要求,無論從外(wài)觀質量還是製造(zào)精度上,都高於普通波紋補償器。產品除通過設計、製造等技術來_質量外,還要通過嚴格的檢驗對其進行驗證。
高(gāo)壓組合電器用波紋補償器,在設(shè)計、製造、檢驗等方麵,其要求都高於普通管線用波紋補償(cháng)器。因此,其設計、製造難度大,檢(jiǎn)驗項目多。
目前高壓(yā)組合電器用波紋補(bǔ)償器產品的主要性能指標(biāo)、設計、製造水平已經達到國外同類產品的(de)_技術(shù)水平,滿(mǎn)足了國內外高壓組合電器係統的要求。