開封波紋補償器使用壽命的影響因素有:
1、應力的設計。
在以前的文章中久安波紋補償器廠家己經詳細介紹了波紋管補償器的設計方法,尤其是應力計算方法,在此就不重復贅述了。例1中DN500內壓波紋補償器的應力循環足以破壞任何材料,在這樣的應力循環范圍內工作,就象反復折彎一根細鐵絲一樣,斷裂必然要發生。我們要預計的只是用多少次這樣的循環才能導致波紋管疲勞失效。實際上,在波紋管的設計疲勞壽命是1027次,這一點己經通過實驗得到了證實。
按照設計公式所得出的波紋管補償器計算應力范圍大約在351.5_3515Mpa之間,這些計算值己經超過了材料的彈性極限。但是通過這些計算值與實驗結果的相關分析,我們就可以估算出波紋管的疲勞壽命。
2、疲勞壽命的設計。
波紋補償器的平均疲勞壽命根據公式進行估算,該公式用于預測奧氏體不銹鋼成型態波紋管在低于425℃溫度下的平均疲勞壽命。由于對于非常低或非常高的循環所獲得的數據有限,只適用于平均疲勞壽命(Nc)在1000——10000之間。
該曲線是奧氏體不銹鋼成型態波紋管工作在1_50℃時的平均疲勞壽命曲線。從圖中我們可以清楚地看出應力幅值與平均疲勞壽命的關系,子午向總應力范圍(at)越高,平均疲勞壽命(N)就越低。同時,可以得到這樣一個結論:波紋管的疲勞壽命取決于應力的最大變化范圍(at),相比之下,最大應力幅(6W66)的影響要小得多。從例1中的計算值中可知:因位移所產生的應力,在最大應力變化范圍中占很大的比例(78070)位移越大,波紋管的疲勞壽命就越小。所以,在波紋管的設計計算中,設計人員就需要對產品的額定補償量和設計疲勞壽命進行不斷的優化,在保證產品能夠滿足壽命要求的前提下,盡可能地提高額定補償量,使產品具有較高的性能價格比。
波紋管膨脹節的設計疲勞壽命:[Nc]=Nc/nf.
nf是設計疲勞壽命安全系數,它主要包含:分散度安全系數2.0;尺寸加工安全系數2.5;環境安全系數4.0。按其乘積計算應為20,nf將直接影響到波紋管的補償能力和設計疲勞壽命,取值過小將降低補償器的安全可靠性,取值過大將會降低波紋管的承壓能力。故需要從設計分析、實驗研究、應用驗證等方面綜合考慮。正如國內權威三版國標的相關規定可以看出波紋補償器安全系數取值的發展歷史。
通常,生產廠家的《產品手冊》中所給出的波紋補償器疲勞壽命值為設計疲勞壽命【Nc]。相同的波紋管在不同的使用條件下性能參數不同,如:相同波紋管對應不同設計疲勞壽命壽命時對應的補償量不同。
從表中數據可以看出,設計疲勞壽命越高,其補償量越小。同時,表中200周次補償量與有效長度的比值分別為33%;37%;39%。這些比值都大于30%,從使用經驗方面分析,位移型波紋管的波距變化量應小于其有效長度的30070,如果大于這個比例,當波紋管工作到最大位移時,波紋管被壓縮或拉伸使波紋變化較大,從而降低了平面穩定性或柱狀穩定性,有可能導致平面失穩或柱失穩。較大補償量的波紋管(如200周次)通常會用在管系中較重要的位置,補償量的設計余度也不會太大,在供熱管網漫長的服役期間,對于200周次設計疲勞壽命的波紋管來說,其使用環境的要求也會更為苛刻,象環境、介質中的氯離子C1一濃度就得嚴格控制在25ppm以下。一旦受到環境或其他因素的影響,就容易在設計疲勞壽命內失效。所以,就我認為500周次或1000周次的設計疲勞壽命才較能適合供熱管網的實際情況,在《產品手冊》中應對200周次設計壽命的產品予以取消或不推薦使用。