直埋式波紋補償器之所以在許多行業(yè)中獲得廣泛應用,除了考慮良好的補償能力,可靠性更是波紋補償器的關鍵。然而,可靠性是通過設計、制造等多個環(huán)節(jié)來保證的,任何一個環(huán)節(jié)的疏忽都會導致補償器壽命的降低甚至失效。
有時一個完全符合標準要求的產品,在實際使用時也會出現(xiàn)一些問題。如直埋式波紋補償器預變位狀態(tài)在壓力試驗時補償器易產生平面失穩(wěn),大直徑外壓軸向型補償器全位移工作狀態(tài)補償器易產生周向失穩(wěn),小直徑復式拉桿型補償器、鉸鏈型補償器全位移工作狀態(tài)易產生柱失穩(wěn)。補償器過大的變形不僅對其穩(wěn)定性造成影響,直埋式波紋補償器還會為應力腐蝕提供有利的環(huán)境條件。
直埋式波紋補償器的平均使用壽命與限使用壽命。直埋式波紋補償器設計主要考慮耐壓強度、穩(wěn)定性和疲勞性能等三個方面的因素。雖然標準和美國EJMA標準對這幾方面的計算和評定都有明確的規(guī)定,但從多年的應用實踐和補償器失效分析中發(fā)現(xiàn),標準中給出的關于穩(wěn)定性的計算和評定方法不夠,且疲勞壽命也僅給出了比較粗的界限范圍(平均疲勞壽命在103~105適用)。
且補償器的材料選擇相當關鍵。對用于補償器的選材,除應考慮工作介質、工作溫度和外部環(huán)境外,還應考慮應力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對材料的影響等,并在此基礎上結合補償器材料的焊接、成型以及材料的性能價格比,優(yōu)選出滿足工況條件、實用的補償器制作材料。
設計上,應該考慮補償器的穩(wěn)定性,預防補償器失穩(wěn)。資料顯示,補償器的補償量取決于其疲勞壽命,疲勞壽命越高,補償器單波補償量越小。為了降低成本,提高單波補償量,許用疲勞壽命越低,由位移引起的補償器子午向彎曲應力越大,綜合應力越高,大大降低了補償器的穩(wěn)定性。當補償器設計的許用壽命較低時,不僅其子午向綜合應力較高,環(huán)向應力也比較高,使補償器局部很快進入塑性變形,導致補償器失穩(wěn)引起失效。
華鼎供水建議選用補償器的材料應滿足下列條件:
1.良好的耐腐蝕性能,滿足補償器在不同環(huán)境下工作要求。
2.良好的焊接性能,滿足補償器在制作過程中的焊接工藝要求。
3.良好的塑性,便于補償器的加工成形,且能通過隨后的處理工藝(冷作硬化、熱處理等)獲得足夠的硬度和強度。
4.高彈性抗拉強度和疲勞強度,保證補償器正常工作。
大多數(shù)直埋式波紋補償器生產企業(yè)對波紋補償器失效原因分析發(fā)現(xiàn),在運行期間的失效主要表現(xiàn)為腐蝕泄漏和失穩(wěn)變形兩種形式,其中以腐蝕失效居多。從腐蝕失效補償器的解剖分析發(fā)現(xiàn),腐蝕失效通常分點腐蝕穿孔和應力腐蝕開裂,其中氯離子應力腐蝕開裂約占整個腐蝕失效的95%。因此,正確地選擇補償器制作材料和結構、合理設計波形參數(shù)和疲勞壽命、保證安裝質量等措施,能大大提高波紋補償器的安全可靠性。