熱力管網中波紋補償器損壞原因分析

文章來源：http://www.cnsmq.com.cn 發布時間：2020-06-29 瀏覽次數：86

波紋管補償器由于結構緊湊，安裝簡單，無泄漏，流體阻力小，補償量大等獨特的優點，而被廣泛應用于城市集中供暖系統中。在集中供暖一電熱網主支干線中，大量采用了各種波紋管補償器。

但隨著其使用年限與范圍的增加、擴展，特別是在供熱系統中波紋管爆裂破損事故時有發生，所以必須站在新的高度，重新認識波紋管補償器。波紋補償器的波紋管壁厚度只有1mm左右。雖然采用雙層或三層，但相對性管道來說其壁厚要薄好多，因而波紋管補償器在熱網中成為薄弱的構件。在各種事故中，波紋管膨脹節損壞的概率很高。波紋補償器是典型低頻疲勞構件（即頻率<105），其波峰和波谷處于塑性高應力范圍內，極易在較低的循環次數下出現疲勞破壞而失效。蒸氣直埋管道在輸送介質、氣流脈沖、閥門開啟、封關、分支節點、彎管阻力變化，尤其是管道的汽水沖擊——水錘，使之管道出現變頻震動。波紋破壞的主要緣故是疲勞破壞，腐蝕破壞以及扭曲破壞。下面就熱力管網中波紋補償器損壞緣故做一下分析。

1、外觀觀察。

通過對出現爆裂破損的金屬補償器外層的外壁均有白色的腐蝕產物，除了裂口外，周圍表面有多處不規則裂紋，且裂紋很細。在第一層內壁以及第二、第三層的內外壁夾層有大量腐蝕產物依附。

不銹鋼薄板已經徹底失去了金屬光澤，墜落地面已無金屬響聲，甚至能夠 用手冊成小塊。

裂紋情況與腐蝕產物相近，以第二、三層裂紋最多、最粗，第一層其次。沿補償器軸向來看，靠鋼管伸縮端較重，靠支座端較輕，裂紋擴展方向有著發散特征，向各個方向開裂。

2、材質及微觀金相分析。

現場切片取樣，經中科院金屬研究所和太原工業大學試驗室作出的鑒定報告，認為材質是符合304不銹鋼標準的，金相裂紋在微觀上以穿晶為主，是典型的應力腐蝕裂紋特征，應力腐蝕破裂是引起波紋管腐蝕開裂失效的重要緣故。應力的存在是導致應力腐蝕開裂的必要條件之一，應力的來源主要有:波紋管加工成型過程中產生的形變應力和殘余應力、運行期間的工作應力、安裝時導致的應力、腐蝕產物引起的楔人應力。以上應力的綜合作用加速了波紋管補償器的腐蝕開裂速度。

3、分析結論。

波紋管的爆裂破損是由應力腐蝕造成的。腐蝕主要來源于熱網循環水中的CL-，因電廠沒有除鹽系統，實際運行時氯根含量為100 mg/L一160 m}L，遠遠超過規范要求的氯根含量25 mg/L。加工過程中所產生的變形馬氏體不僅對材料的組織和結構，而且對材料力學性能和腐蝕行為產生明顯影響。