波紋補償器在我國真正得到應(yīng)用及推廣使用時間并不長,僅有十幾年的歷史,它能否象各專家學者所說的那樣“與供熱管網(wǎng)壽命相同,甚至還要長”直到現(xiàn)在還沒有足夠的時間來證實。
在波紋管補償器的使用壽命問題上,不同專家的解釋及各個生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品樣本的標注也不盡相同,性能相似的波紋補償器有的廠家壽命僅幾百次,有的則幾千次甚至上萬次,總讓行外人士誤解。這其中自有行業(yè)管理不規(guī)范之處,但究竟哪一種使用壽命最能適合某一特定的使用條件,即使是行業(yè)專家也會眾說紛紜。
這主要是因為影響波紋補償器壽命的因素非常多,而且它的核心元件一一波紋管的發(fā)展歷史較短。波紋管形狀復(fù)雜,它的設(shè)計也是靠力學推導(dǎo)、有限元分析及大量實驗得出的近似公式。世界各國在設(shè)計、制造波紋管的材料、工藝等方面上還存在著差異,至今國際上設(shè)計標準尚未統(tǒng)一,僅就剛度設(shè)計而言,較有代表性的目前就有五種。各國標準中對我國最有影響力的是《美國補償器制造商協(xié)會標準》(簡稱EJMA。我國的三版《金屬波紋補償器通用技術(shù)條件》C GB/T 12777-1991, GB/T 12777-1999 , GB/T 12777-2008)就都采用了《EJMA ))設(shè)計公式。
提到波紋補償器的壽命,大家多會想到時間的長短,其實波紋補償器的壽命是用“周次”來表述的,是有關(guān)設(shè)計人員將波紋補償器的額定壽命(周次)除以單位時間里的工作周次而計算出服役時間。既然補償器的壽命以周次來表述,在討論壽命問題前就需要將下面幾個概念明確一下:
周次:即金屬膨脹節(jié)(波紋補償器)一次全補償量的完整循環(huán)。即壓縮(或拉伸)到補償量極值并恢復(fù)初始位置。
平均疲勞壽命Nc:即通過近似設(shè)計公式、代入波紋管的波形參數(shù)計算出的疲勞壽命。
設(shè)計疲勞壽命安全系數(shù)of:是在設(shè)計時考慮到影響波紋管壽命的一些因素,如加工硬化,尺寸誤差,材料性能,環(huán)境因素等,對設(shè)計疲勞壽命所規(guī)定的安全系數(shù),設(shè)計疲勞壽命[[Nc]:是平均疲勞壽命和設(shè)計疲勞壽命安全系數(shù)of的比值。
討論金屬波紋補償器的使用壽命,其實只要講清楚它的核心元件一一波紋管的壽命就足夠了,因為波紋管是波形補償器中的撓性元件,就依靠其的彈性變形實現(xiàn)補償器的補償能力,而其它附件基本是由碳鋼構(gòu)成,與管道應(yīng)用同樣材料,并均按照管道設(shè)計考慮實際壽命。完全能夠保證與管道設(shè)計壽命相同。但是影響波紋管使用壽命的因素非常多,例如:應(yīng)用環(huán)境、材料選擇、性能參數(shù)、制造工藝、安裝合理性等等。目前,供熱管網(wǎng)用波紋管一般材料用奧氏體不銹鋼、波紋為無加強U型,久安波紋補償器覺得所列公式、參數(shù)等只適用于該范圍,并從設(shè)計、工藝、工況、安裝這四個方面進行討論。