影響補償器的壽命(mìng)的因素很多,其中補償器波紋管的幾何(hé)尺寸、工作時的(de)壓(yā)力溫度(dù)和材料介質是直接影響補償器壽命的關鍵因素。為了全麵的了解這些因素對補(bǔ)償器壽(shòu)命的影響,下麵(miàn)分別對這幾個影響壽命的(de)因素進行分析。這裏(lǐ)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要的_是工作壽命(mìng)處於哪(nǎ)個階段,這直接關係到(dào)生產的正常運行(háng)。研究補償器的(de)壽命能(néng)夠很好的掌握(wò)補償器(qì)的工作狀態(tài),避免產生損失,為正(zhèng)常生(shēng)產提供(gòng)_。研究補償器的壽命直接(jiē)的方法_是研究補(bǔ)償器的應力狀(zhuàng)態,因為補償器點(diǎn)應力狀態直接決定(dìng)了補償器(qì)的壽(shòu)命(mìng)。
1、波紋管(guǎn)的幾何尺寸
對補(bǔ)償器的壽命影響比較大的波紋管幾何尺寸主要有波紋(wén)管的直徑、厚度、波高和波峰(波穀)外徑。通過研究幾何尺(chǐ)寸的變化,利用(yòng)有限元技術模(mó)擬得到波紋管應力的變化情況,進(jìn)而能夠得到波紋管(guǎn)壽命的(de)變化情況。
2、工作壓力和溫度
工作壓力和溫度對補償器的壽(shòu)命影響很大,為了研究壓力和溫度分別對補償器壽命的影響,利用有限元軟件(jiàn)進行不同(tóng)壓力(lì)和溫度下補償器波紋管壽命模擬,進行壓力模(mó)擬時溫度不變,進行溫(wēn)度(dù)模擬時壓力不變(注:進行溫度模擬時主要體(tǐ)現在位移載荷上)。
3、工作環境及介質
在金屬波紋管補償器(qì)的使用過程中(zhōng),工作(zuò)的環境(jìng)和介質都會對補(bǔ)償器的壽命產生相(xiàng)應的影(yǐng)響(xiǎng)。環境因素主要有環境條件下(xià)引起的波紋管腐蝕、地基沉降等引起的補償器支(zhī)架位置發生變(biàn)化以及共振源產生的振動(dòng)等;介質因素主要有(yǒu)介質引(yǐn)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(zá)質引起的腐(fǔ)蝕以及介質高溫(wēn)高(gāo)壓(yā)引起(qǐ)的材料性能變化等。補償器的使用工況常為高溫高壓,有一時候伴隨(suí)著強腐蝕性介質,波紋管(guǎn)在加工的過程中通常會有殘餘應(yīng)力,因此會出現各種腐蝕狀況,主要分為全麵腐(fǔ)蝕和局部腐(fǔ)蝕兩大類。
3.1工作環境
補償器的使(shǐ)用一般都(dōu)會接觸到(dào)環境中(zhōng)的各種腐蝕性的物質,而補償器中(zhōng)波紋管材料一般為的奧(ào)氏體不鏽鋼(如304等),這樣如果(guǒ)環境(jìng)介質中(zhōng)含有Cl-,在溫度較高,應力較大的(de)情況下容易使鈍化膜(mó)破裂發生(shēng)應力腐蝕開裂,從而影響補償(cháng)器的壽命〔州。在這種情況下應該使用_材料來製造波紋管,_波(bō)紋(wén)管表麵的應力(lì)狀態,采用電化學保護等(děng)。
地基沉降也是影響補償器壽命的一個重要的因素,如果補償器是設置在水平位置進行補償(cháng),地基如果發(fā)生(shēng)不同程度的沉(chén)降,那麽勢(shì)必造成支架高地不平,這樣肯定會使補償器發生彎曲,波(bō)紋(wén)管的一側受拉一側受壓,彎曲應力大大增加,嚴重影響的補償器的性能(néng)及其壽(shòu)命。因此_地基的(de)平穩也是一(yī)項非常重要的事情。
在管道的介質(zhì)的運輸中,不可避免的會產生一些共振,這些共振有可能是管道內介質引起的也(yě)有(yǒu)可能是一些共振源比如(rú)壓縮機(jī)等引起的。管道的振(zhèn)動也會影響補償器的壽(shòu)命,波紋管是一種抗高頻低幅的元件,當振動到相(xiàng)尖頻率時係統_會產生共振,這_會使波紋管發生疲勞開裂。
3.2工作(zuò)介質
介質是影響波紋管補償器壽命的一個重要的因素,除了(le)前麵提到的主要由氯離子的腐蝕外,介質高溫高(gāo)仄的特性往往會使波紋管材(cái)料性能發生變化(huà),在高溫時材料的硬度和強度會有所提高,韌性和塑性會降低,這雖然不會影響波紋管的高溫(wēn)蠕變性能和耐蝕性能,但是(shì)對腐蝕疲勞是有害的。而且(qiě)高溫高(gāo)壓會(huì)引起波紋管(guǎn)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(yǐn)起腐蝕物質的量以及控製(zhì)溫度壓力是_補償器正常(cháng)工作的非常重要的措施。
通常一些大型波紋管補償器都會采取蒸汽保護,此時一般通入的是(shì)飽和蒸汽壓,如果通入的飽(bǎo)和蒸汽壓中含有引起波紋管腐蝕的物質,那麽必然會使(shǐ)波紋(wén)管發生腐蝕,或者通入的並不是飽(bǎo)和蒸汽壓,那麽(me)在停車(chē)的時候容易形成凝結水,此時(shí)也易造成腐蝕影響波紋管壽命。如果通入的蒸汽經常出現_溫_壓,也會影響波紋管補償器的壽命。
4、補償器導流筒及焊縫
在摩擦(cā)損失、管內介質流速過快、溫度較高等情況下補償器都會在內部設置導流筒。一方麵是為了起到導流的作用,避免波(bō)紋管受到管內介質的衝刷,可以延長補償器的壽命:另一方麵導流(liú)筒的導向作用,可以避免補償器在吸收管道熱脹冷縮的變形時造成的波(bō)紋管(guǎn)失穩現象,從而_波紋管的正(zhèng)常使用(yòng)。導流筒一般是(shì)焊接在波紋管補償器的一段,另外一端設(shè)有限位槽進行限位,在補償器的使用過程中導流(liú)筒會隨(suí)著波紋(wén)管(guǎn)的拉伸壓縮作相對的滑動。如果波紋管工作在正常的範圍內,那導流(liú)筒一般不會出現太大的問(wèn)題,但是一旦出現(xiàn)_溫(wēn)_壓,那麽波紋管可能會由於壓縮(suō)量過大而使導流筒撞擊限位槽,使導流筒發生變(biàn)形、開裂甚至破壞;或者導流(liú)筒受(shòu)到介質(zhì)的腐蝕(shí)使介質直接和(hé)波紋管相接(jiē)觸,造成波紋管的腐蝕或者使裏麵的保護蒸汽(qì)_溫_壓(yā),_會嚴重影響波紋管補償器的壽命(mìng)。
體型較大的金屬(shǔ)波(bō)紋軟管一般是用相應厚度的板材(cái)進行滾壓成型然後進行焊接而成的,而直管壓力平(píng)衡型補(bǔ)償器是由(yóu)若幹個波紋管組合焊接而成,因此焊(hàn)縫如果不過關的話,可能會產(chǎn)生錯邊、未焊透和咬邊(biān)等缺陷(xiàn),勢(shì)必對補償器造(zào)成很(hěn)大的隱患,通常在(zài)進(jìn)行補償器的壽命評估的時候,要_補償器上麵的焊縫是沒有問題的。
5、其他因素
有些企業在檢查補償器的時候發現了一些比(bǐ)較輕微的缺陷,這些缺陷通過某些手段能夠進行相應的修理。但是在修理的過程中沒有處理好(hǎo)缺陷的話會引起很嚴重(chóng)的後果,很常見的_是應力集中,會縮短波紋管的壽命,加速波紋管的失效。
影響補償器壽命的因素(sù)還有很多,比如說補償器的拉杆、支座(zuò)、鉸鏈等,這些(xiē)因素損壞了也是會在相應(yīng)程度影響補償器的正常工作,他們的影響機理和前麵所敘述的大同小異,故不再贅述。