剖析管道波紋補償器的疲勞破壞
疲勞壽命時管道波紋補償器的重要性能考核指標(biāo)。目前TSG D7002—2006《壓力管道元件型式試驗規(guī)則》中要求疲勞壽命試驗的循環(huán)次數(shù)應(yīng)不低于2000次。而實際中有一些產(chǎn)品疲勞壽命失效次數(shù)不足500次。
在實際運行中，在管道波紋補償器波峰或波谷附近區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力易超過材料的屈服強度進而產(chǎn)生大范圍塑性變形，當(dāng)塑性變形積累到程度，波紋管局部產(chǎn)品微裂紋，微裂紋長大或合并，波紋管就可能出現(xiàn)疲勞斷裂失效。在試驗過程中，失穩(wěn)引起失效比較較大。當(dāng)產(chǎn)品運行中發(fā)生失穩(wěn)時，失穩(wěn)波吸收的補償位移增加，其所受位移應(yīng)力變大，從而疲勞壽命次數(shù)減少。
對疲勞壽命較低的波紋補償器進行失效分析時發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)力檢驗項目上，其產(chǎn)品綜合應(yīng)力較大。試驗表明應(yīng)力對管道波紋補償器性能有很大影響。
波紋補償器的綜合應(yīng)力較高會使得波紋管局部很快進入塑性變形，導(dǎo)致波紋管失穩(wěn)。對于內(nèi)壓波紋補償器，位移應(yīng)力在波紋管波峰或波谷處形成塑性變形，復(fù)合壓力應(yīng)力，波紋管易產(chǎn)生平面失穩(wěn)。通過EJMA標(biāo)準(zhǔn)中給出的波紋管平面溫度性和周向穩(wěn)定性的計算方法和評定標(biāo)準(zhǔn)可以看出，波紋管的綜合應(yīng)力與其耐壓強度二者反映的均為強度問題。同時，從許用壽命公式中可以看出，較高的綜合應(yīng)力會導(dǎo)致壽命降低，從而降低波紋管性能，并且為應(yīng)力腐蝕提供有利的環(huán)境條件。
