波纹补偿器的使用寿命、失效形式分析

波纹补偿器在我国应用及推广使用时间并不长，十几年的历史，它能否象各专家学者所说的那样“与供热管网寿命相同，甚至还要长”直到现在还没有足够的时间来证实。在通用型波纹补偿器的使用寿命问题上，不同专家的解释及各个生产厂商的产品样本的标注也不尽相同，性能相似的波纹补偿器有的厂家寿命仅几百次，有的则几千次甚万次，总让行外人士误解。这其中自有行业管理不规范之处，但究竟哪一种使用寿命适合某一特定的使用条件，即使是行业专家也会众说纷纭。这主要是因为影响波纹补偿器寿命的因素非常多，而且它的核心元件一一波纹管的发展历史较短。波纹管形状复杂，它的设计也是靠力学推导、有限元分析及大量实验得出的近似公式。世界各国在设计、制造波纹管的材料、工艺等方面上还存在着差异，至今上设计标准尚未统一，仅就刚度设计而言，较有代表性的目前就有五种。各国标准中对我国有影响力的是《美国补偿器制造商协会标准》(简称EJMA。我国的三版《金属波纹补偿器通用技术条件》C GB/T 12777-1991,GB/T 12777-1999,GB/T 12777-2008)就都采用了《EJMA))设计公式。

波纹补偿器参数的修正

1、温度对允许工作压力的修正

当设计温度高于基准温度时、允许工作压力随着温度的升高而降低，随着温度的降低而升高。

2、温度对补偿量的修正

当设计温度高于基准温度时，波纹补偿器的补偿量随着温度的升高而升高，随着温度的降低而降低。

3、温度对刚度的修正；

当设计温度高于基准温度时，波纹补偿器的刚度随着温度的升高而降低，随着温度的降低而升高。

4、疲劳次数对补偿量的修正

当设计疲劳次数高于样本疲劳次数时，波纹补偿器的补偿量随着疲劳次数的升高而降低，随着疲劳次数度的降低而升高。波纹补偿器设计疲劳寿命设计原则如下：城市供热管道用波纹补偿器的设计寿命应大于500次；间歇运行的管道及停送频繁的供热系统,根据实际运行情况确定，且应大于500次。波纹管设计寿命的计算方法应按GB/T12777的规定执行。

当前国内专家及学者都普遍提出了:波形补偿器的应用环境与功能机理，即:波形补偿器主要用于吸收各行业管道的因热胀冷缩而产生的热变形、机械变形，以及各种震动及大型贵重设备与管道间的柔性连接。正如:丁艳萍在2013年第3期管道技术与设备内发表的“锻烧炉用金属波纹膨胀节设计”一文中，己经详细论述了波纹补偿器用于冶金化工行业中的应用理念一一吸收大型设备震动。以及陆化生在2006年第3期甘肃冶金内发表的“波纹管膨胀节在热力管道中的应用”一文中，己经详细论述了波纹补偿器用于热力行业中的应用理念一一解决热力管道热胀冷缩等[11]0}2)波形补偿器在工程设计中所要考虑的种种因素。即:基础的管道柔性设计、管道设备的强度校核，及布置位置的选取、补偿器性能参数的确定、运行环境决定波纹补偿器选型及选材等原则。正如:全源在2012年第5期管道设备与技术内发表的“波纹管膨胀节设计与选用”一文中，己经简述了波纹膨胀节选材设计的经验依据。以及孙仲慧在2008年第9期科技信息内发表的“金属波纹管膨胀节在供热直埋管道中的设置”中简单介绍了波纹补偿器在工程设计安装中考虑的因素等.目前国内各行业所用的波纹补偿器主要的失效原因就是腐蚀因素，只要提高设备蚀的能力就能大幅度的提高波纹补偿器的使用年限。这就要从设计出发，充分考虑波纹补偿器的使用环境，合理选材、工艺控制，不断提高不锈钢波纹管补偿器的能力。正如:康学勤在压力容器内发表的“供热管道不锈钢波纹膨胀节失效分析”一文中，阐述了运行环境中诱使波纹补偿器失效的原因一一介质环境中的氯离子和硫酸根离子含量对波纹管失效有较大影响以及杜荣熙在2002年化工设备与蚀内发表的“烟机膨胀节的腐蚀与防护”一文中，阐述了波纹补偿器腐蚀失效的表现形式等.