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      波纹膨胀节的许用疲劳寿命及损坏原因

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      波纹膨胀节的许用疲劳寿命及损坏原因
      发布人:http://www.v843.net  发布日期:2012/8/17 11:49:21

       

      补偿器中的波纹管件是在材料屈服极限的高应力状态下工作,每一次变化都不能恢复其原来的自由长度而留有残余变形,往复循环,残余变形累计到一定程度,波纹管就会发生破坏,而破坏的循环次数称之为补偿器的疲劳寿命Nc。实际应用时,取一定的安全系数nf(倍数)。补偿器的许用疲劳寿命[N]为[N]=Nc/nf 而nf一般为10~15 ,由于有些厂家设计选取nf值不同,实际补偿器[N]也大不相同,相差甚大。
      行标“城镇供热预制蒸汽保温管技术规程”中,要求管道寿命25年以上,实际直埋管道,由于使用负荷变化,操作频率大,昼夜用量不均,这就要求制造厂家,提供的产品[N]≥1000次以上。
      二.膨胀节(补偿器)补偿量的确定
      综上所述,膨胀节的补偿量相对不是一个定数,工作温度影响压力,同时也影响位移量。这就要求我们设计时,必须通盘考虑许用疲劳寿命(次)、安全系数、实际的工作温度、压力和补偿器可提供的位移(补偿量)。建议,依照CJJ34-2002(J216-2002)设计规范要求,蒸汽直埋保温管道补偿器宜按:通常工作压力/公称压力=0.75,通常工作位移/额定位移=0.70,来选择补偿器,才能确保超常规安全系数,使城镇供热管网压力管道寿命在25年以上,点应力循环次数在7000次水平。
      三.热网工程中波纹膨胀节损坏的事故分析
      波纹膨胀节是典型低频疲劳部件(即频率<105),其波峰和波谷处于塑性高应力范围内,极易在较低的循环次数下发生疲劳破坏而失效。蒸汽直埋管道在输送介质、气流脉冲、阀门开启、封关、分支节点、弯管阻力变化,特别是管道的汽水冲击——水锤,使之管道发生变频震动。波纹破坏的主要原因是疲劳破坏,腐蚀破坏以及扭曲破坏:
      )水质处理不好,蒸汽中含有氯离子,造成不锈钢波纹点蚀或晶格腐蚀;
      )输送介质高压蒸汽,线速υ>/s以上,在三通、弯头、阀门处形成湍流,使之补偿器原设计的导流筒低频大幅震动而破坏,特别是大口径,大补偿量导流筒L>以上更易发生导流筒疲劳断裂,吹掉;
      )设计或操作失误,造成汽水冲击,爆破性水锤,严重打(震)破波纹管元件;
      )大口径螺旋管道,因其内应力没消除,使之恢复应力造成波纹节扭曲破坏;
      )安装偏转,固定墩发生滑移,应力失去平衡,也是造成波纹元件扭转(曲)变形破坏的原因之一。
      上述几点,我们必须在设计、安装、制造、操作中注意防范。

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