熱力管網(wǎng)中波紋補償器損壞原因分析

文章來源：http://www.jiaxuanmedia.cn 發(fā)布時間：2020-06-29 瀏覽次數(shù)：64

波紋管補償器由于結(jié)構(gòu)緊湊，安裝簡單，無泄漏，流體阻力小，補償量大等獨特的優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于城市集中供暖系統(tǒng)中。在集中供暖一電熱網(wǎng)主支干線中，大量采用了各種波紋管補償器。

但隨著其使用年限與范圍的增加、擴展，特別是在供熱系統(tǒng)中波紋管爆裂破損事故時有發(fā)生，所以必須站在新的高度，重新認識波紋管補償器。波紋補償器的波紋管壁厚度只有1mm左右。雖然采用雙層或三層，但相對性管道來說其壁厚要薄好多，因而波紋管補償器在熱網(wǎng)中成為薄弱的構(gòu)件。在各種事故中，波紋管膨脹節(jié)損壞的概率很高。波紋補償器是典型低頻疲勞構(gòu)件（即頻率<105），其波峰和波谷處于塑性高應(yīng)力范圍內(nèi)，極易在較低的循環(huán)次數(shù)下出現(xiàn)疲勞破壞而失效。蒸氣直埋管道在輸送介質(zhì)、氣流脈沖、閥門開啟、封關(guān)、分支節(jié)點、彎管阻力變化，尤其是管道的汽水沖擊——水錘，使之管道出現(xiàn)變頻震動。波紋破壞的主要緣故是疲勞破壞，腐蝕破壞以及扭曲破壞。下面就熱力管網(wǎng)中波紋補償器損壞緣故做一下分析。

1、外觀觀察。

通過對出現(xiàn)爆裂破損的金屬補償器外層的外壁均有白色的腐蝕產(chǎn)物，除了裂口外，周圍表面有多處不規(guī)則裂紋，且裂紋很細。在第一層內(nèi)壁以及第二、第三層的內(nèi)外壁夾層有大量腐蝕產(chǎn)物依附。

不銹鋼薄板已經(jīng)徹底失去了金屬光澤，墜落地面已無金屬響聲，甚至能夠 用手冊成小塊。

裂紋情況與腐蝕產(chǎn)物相近，以第二、三層裂紋最多、最粗，第一層其次。沿補償器軸向來看，靠鋼管伸縮端較重，靠支座端較輕，裂紋擴展方向有著發(fā)散特征，向各個方向開裂。

2、材質(zhì)及微觀金相分析。

現(xiàn)場切片取樣，經(jīng)中科院金屬研究所和太原工業(yè)大學(xué)試驗室作出的鑒定報告，認為材質(zhì)是符合304不銹鋼標(biāo)準的，金相裂紋在微觀上以穿晶為主，是典型的應(yīng)力腐蝕裂紋特征，應(yīng)力腐蝕破裂是引起波紋管腐蝕開裂失效的重要緣故。應(yīng)力的存在是導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件之一，應(yīng)力的來源主要有:波紋管加工成型過程中產(chǎn)生的形變應(yīng)力和殘余應(yīng)力、運行期間的工作應(yīng)力、安裝時導(dǎo)致的應(yīng)力、腐蝕產(chǎn)物引起的楔人應(yīng)力。以上應(yīng)力的綜合作用加速了波紋管補償器的腐蝕開裂速度。

3、分析結(jié)論。

波紋管的爆裂破損是由應(yīng)力腐蝕造成的。腐蝕主要來源于熱網(wǎng)循環(huán)水中的CL-，因電廠沒有除鹽系統(tǒng)，實際運行時氯根含量為100 mg/L一160 m}L，遠遠超過規(guī)范要求的氯根含量25 mg/L。加工過程中所產(chǎn)生的變形馬氏體不僅對材料的組織和結(jié)構(gòu)，而且對材料力學(xué)性能和腐蝕行為產(chǎn)生明顯影響。