波紋補(bǔ)償器的故障類型及解決方案分析

文章來源：http://www.cnsmq.com.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-06-06 瀏覽次數(shù)：80

波紋管補(bǔ)償器的故障主要包括：強(qiáng)度故障，不穩(wěn)定性故障，腐蝕破壞，疲勞破壞，高溫蠕變破壞等。由于波紋管補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)基本上設(shè)計(jì)成堅(jiān)固的，因此通常不會(huì)發(fā)生簡(jiǎn)單的強(qiáng)度損壞。根據(jù)調(diào)查和分析，波紋補(bǔ)償器的大部分故障是由波紋補(bǔ)償器的腐蝕故障引起的。

1.波紋補(bǔ)償器的腐蝕損壞。

腐蝕主要發(fā)生在煙氣管道補(bǔ)償器上，這可能導(dǎo)致金屬膨脹節(jié)穿孔和破裂。穿孔主要是由C1-和露點(diǎn)腐蝕引起的，而露點(diǎn)腐蝕是由酸性介質(zhì)下的應(yīng)力腐蝕引起的。

（1）波紋管的腐蝕穿孔：煙道氣中的C1-應(yīng)該從原料和蒸汽中分解出來。當(dāng)補(bǔ)償器在表面峰處形成含有C1-的腐蝕冷凝液時(shí)，如果濃度超過臨界濃度，則會(huì)在該峰處出現(xiàn)點(diǎn)蝕。如果內(nèi)表面或焊縫不平整處有更多雜質(zhì)，則會(huì)增強(qiáng)點(diǎn)蝕，最終導(dǎo)致穿孔。

當(dāng)補(bǔ)償器的表面溫度低時(shí)，煙道氣中的蒸汽低于露點(diǎn)溫度，并且煙道氣中的SO2和SO3凝結(jié)在補(bǔ)償器的內(nèi)表面上，形成混合酸蝕溶液，從而引起化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

在大多數(shù)情況下，根據(jù)原料的硫含量和煙道氣的蒸氣含量，煙道氣的露點(diǎn)溫度低于150℃，因此存在露點(diǎn)腐蝕的可能性。實(shí)際上，波紋管的點(diǎn)蝕通常是幾種腐蝕的結(jié)合所致。

（2）波紋管的腐蝕裂紋：使用中的波紋管補(bǔ)償器的應(yīng)力主要包括制造和安裝引起的附加應(yīng)力，工作應(yīng)力，熱應(yīng)力和焊接變形引起的殘余應(yīng)力。當(dāng)補(bǔ)償器部分地在酸性腐蝕性電解質(zhì)溶液中時(shí)，波紋管補(bǔ)償器發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。

從現(xiàn)場(chǎng)的角度來看，波紋管補(bǔ)償器的SCC主要位于過渡段（在峰和谷之間）和筒形段的環(huán)形接頭。在過渡部分的不連續(xù)區(qū)域中，發(fā)現(xiàn)徑向應(yīng)力非常大，高達(dá)60 MPa，并且該部分中的殘余應(yīng)力也非常大。

在筒形部分的環(huán)焊縫處，有時(shí)焊縫殘余應(yīng)力也非常大，并且在環(huán)縫焊縫中出現(xiàn)裂紋或裂紋。

2.腐蝕疲勞破壞。

腐蝕疲勞最早由Haigh于1917年提出。從那時(shí)起，國外學(xué)者就腐蝕疲勞進(jìn)行了長(zhǎng)期研究，其研究成果在1970年代末和1980年代初得到了很好的總結(jié)。這些文獻(xiàn)主要報(bào)道了腐蝕疲勞裂紋的形成和擴(kuò)展機(jī)理，以及各種因素對(duì)疲勞s曲線和裂紋擴(kuò)展速率的影響。

腐蝕疲勞是指循環(huán)載荷與腐蝕環(huán)境協(xié)同作用和相互作用下的疲勞損傷。它通常會(huì)導(dǎo)致工程組件過早失效。與應(yīng)力腐蝕不同，腐蝕疲勞沒有臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子Klscc。只要在腐蝕環(huán)境中存在循環(huán)應(yīng)力，就會(huì)始終發(fā)生腐蝕疲勞斷裂。應(yīng)力腐蝕只會(huì)在特定環(huán)境中的特定材料中發(fā)生，并且會(huì)發(fā)生腐蝕疲勞。當(dāng)與任何腐蝕性環(huán)境和循環(huán)載荷結(jié)合使用時(shí)，會(huì)發(fā)生腐蝕疲勞斷裂。

腐蝕疲勞可分為氣相腐蝕疲勞和液相腐蝕疲勞。

液相腐蝕疲勞主要是由電化學(xué)腐蝕和交變應(yīng)力相互作用引起的破壞引起的。

就光滑的樣品分析情況來說，空氣疲勞中的裂紋形成壽命占總壽命的90％，而腐蝕疲勞則相反，裂紋形成壽命僅占總壽命的10％，裂紋擴(kuò)展壽命占90％。

腐蝕疲勞的機(jī)理相對(duì)復(fù)雜。 Hoeppner DW總結(jié)了四個(gè)步驟：①表面或近表面的損傷;②裂紋形成或形核;③裂紋擴(kuò)展;④失穩(wěn)破斷。