别因小失大!金属波纹管失效原因及相关耐腐材料

金属波纹管,也叫膨胀节或补偿器,属于一种补偿元件。利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形,以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化,或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移。也可用于降噪减振。

别因小失大!金属波纹管失效原因及相关耐腐材料

金属波纹管在很多行业均有应用,广泛用于航空、航天、石油、化工、冶金、电力、造纸、木材、纺织、建筑、医药、食品、烟草、交通等行业。除具有良好的补偿能力之外,高可靠性是主要原因。其可靠性是通过设计、制造、安装、运行管理等多个环节来保证的,任何一个环节的失控都会导致补偿器寿命的降低甚至失效。

业内人士经过多年统计发现,造成波纹管补偿器失效的原因,不外乎以上多个方面:设计占10%,制造厂家偷工减料占50%,安装不符合设备说明要求占20%,其余由运行管理不当引起。

别因小失大!金属波纹管失效原因及相关耐腐材料

波纹管的失效在管线试压和运行期间均有发生。管线试压时出现问题主要有三种类型:由于管系临时支撑不当,或管系固定支架设置不合理,导致支架破坏,波纹管过量变形而失效;由于波纹管设计所考虑的压力或位移安全富裕度不够,管线试压时波纹管产生失稳变形失效;补偿器制造质量问题,制造厂偷工减料,5层不锈钢私自改为3层或更少。波纹管在运行期间的失效主要表现为腐蚀泄漏和失稳变形两种形式,其中以腐蚀失效居多。从腐蚀失效波纹管的解剖分析发现,腐蚀失效通常分点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂,其中氯离子应力腐蚀开裂约占整个腐蚀失效的95%。波纹管失稳有强度失稳和结构失稳两种类型,强度失稳包括内外压波纹管平面失稳和外压波纹管周向失稳;结构失稳是内压波纹管补偿器的柱失稳。

别因小失大!金属波纹管失效原因及相关耐腐材料

今天,“特钢100秒”就材料选择聊聊波纹管膨胀节的失效。除应考虑工作介质、工作温度和外部环境外,还应考虑应力腐蚀的可能性和管道清洗剂对材料的影响等,并在此基础上结合波纹管材料的焊接、成型以及材料的性价比,优选出经济实用的波纹管制作材料。  

一般情况下,选用波纹管的材料应满足下列条件:

(1)良好的塑性,便于波纹管的加工成形,且能通过随后的处理工艺(冷作硬化、热处理等)获得足够的硬度和强度。

(2)高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证波纹管正常工作。

(3)良好的焊接性能,满足波纹管在制作过程中的焊接工艺要求。

(4)较好的耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求。

大多数生产厂家都采用奥氏体不锈钢,如材料牌号为0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17NiMo2(316)、00Cr17Ni4Mo2(316L)。为了提高波纹管的耐蚀性,一些供热管网波纹管的用材已经多选用316或316L,这两种材料用于热力管网应该是性能价格比较为优良的材料。  

但对于特殊的电厂、钢厂、煤化工及复杂化学工况,应考虑选用耐蚀性更强的材料,如铁镍合金、高镍合金等。由于,N08800(800合金)、N06625(625合金)、N08825(825合金)、S31254(254SMO)、N08904(904L)、纯钛GR.1等材料就常用于波纹管制造中。此类材料价格较高,在制造波纹管时,根据现场工况的腐蚀环境,在设计时候可以考虑仅在与腐蚀性介质接触的表面增加一层耐蚀合金等方式节约成本,但所有的前提应该是建立在安全和可靠性之上。

别因小失大!金属波纹管失效原因及相关耐腐材料

波纹管一旦失效,就会加大管道的安全隐患,所以为了安全考虑,“特钢100秒”建议您在发现波纹管有以上提到的失效表现后,就要立即整改修正,切勿为了节约成本而继续使用,给后续造成更大损失。

产品本身成本增加事小,给后续生产造成更大隐形损失事大,千万别对这个小的补偿元件掉以轻心。


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