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波纹补偿器的材质与疲劳寿命设计

[来源:巩义远大]    [日期:2017-12-25 10:32]    [热度:]
  波纹补偿器由构成其工作主体的波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件组成,主要用在各种管道中,它能够补偿管道的热位移,机械变形和吸收各种机械振动,起到降低管道变形应力和提高管道使用寿命的作用。
   金属波纹补偿器的可靠性是由设计、制造、安装及运行管理等多个环节构成的,可靠性也应该从这几个方面进行考虑。材料选择对用于供热管网的波纹管的选材,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、水处理剂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、成型以及材料的性能价格比,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:
  高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证波纹管正常工作。
  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。
  较好的耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求。
  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。
  对于地沟敷设的热力管网,当补偿器所处管道地势较低时,雨水或事故性污水会浸泡波纹管,应考虑选用耐蚀性更强的材料,如铁镍合金、高镍合金等。由于此类材料价格较高,在制造波纹管时,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。 疲劳寿命设计由波纹管补偿器的失效类型及原因分析可以看出,波纹管的平面稳定性、周向稳定性及耐腐蚀性能均与其位移量即疲劳寿命相关,过低的疲劳寿命将会导致金属波纹管稳定性及耐蚀性能下降。
关键字:补偿器,波纹管,材料
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