波紋管補償器膨脹節用材料選擇指導

波紋管補償器膨脹節用材料選擇指導

波紋管補償器膨脹節之所以在許多行業中得到廣泛應用,除了考慮良好的補償能力,可靠性更是波紋管補償器膨脹節的關鍵。然而,可靠性是通過設計、制造等多個環節來保證的,任何一個環節的疏忽都會導致補償器壽命的降低甚至失效。

大多數波紋管補償器膨脹節生產企業對波紋管補償器膨脹節失效原因分析發現,在運行期間的失效主要表現為腐蝕泄漏和失穩變形兩種形式,其中以腐蝕失效居多。從腐蝕失效波紋管的解剖分析發現,腐蝕失效通常分點腐蝕穿孔和應力腐蝕開裂,其中氯離子應力腐蝕開裂約占整個腐蝕失效的95%。因此,正確地選擇波紋管制作材料和結構、合理設計波形參數和疲勞壽命、保證安裝質量等措施,能大大提高波紋管補償器膨脹節的安全可靠性。

設計上,應該考慮波紋管的穩定性,預防波紋管失穩。資料顯示,波紋管的補償量取決于其疲勞壽命,疲勞壽命越高,波紋管單波補償量越小。為了降低成本,提高單波補償量,許用疲勞壽命越低,由位移引起的波紋管子午向彎曲應力越大,綜合應力越高,大大降低了波紋管的穩定性。當波紋管設計的許用壽命較低時,不僅其子午向綜合應力較高,環向應力也比較高,使波紋管局部很快進入塑性變形,導致波紋管失穩引起失效。

除設計外,波紋管的材料選擇也相當關鍵。對用于波紋管的選材,除應考慮工作介質、工作溫度和外部環境外,還應考慮應力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對材料的影響等,并在此基礎上結合波紋管材料的焊接、成型以及材料的性能價格比,優選出滿足工況條件、實用的波紋管制作材料。

專家建議,選用波紋管的材料應滿足下列條件:(1)良好的塑性,便于波紋管的加工成形,且能通過隨后的處理工藝(冷作硬化、熱處理等)獲得足夠的硬度和強度。(2)高彈性極限、抗拉強度和疲勞強度,保證波紋管正常工作。(3)良好的焊接性能,滿足波紋管在制作過程中的焊接工藝要求。(4)良好的耐腐蝕性能,滿足波紋管在不同環境下工作要求。

目前,大多數生產廠家除采用奧氏體不銹鋼(如304、304L、316、316),254SMO、904L、AL6XN等超級奧氏體不銹鋼也成為重要使用的材料。對于地溝敷設的熱力管網,當波紋管補償器膨脹節所處管道地勢較低時,雨水或事故性污水會浸泡,應考慮選用耐蝕性更強的材料,如高鎳合金、鐵鎳合金等,如INCOLOY800、INCOLOY825、INCONEL625和哈氏合金C-276等材料。 波紋管補償器膨脹節及膨脹節專用特殊材料如下:

1、超級奧氏體特種不銹鋼:254SMO、904L、AL6XN

2、雙相不銹鋼:2205雙相鋼(S31803)

3、鎳基合金鋼:INCOLOY800/800H/800HT/840/825、INCONEL600/601/690/625/X-750

哈氏合金C-276/C-22/X、MONEL400/K500

4、純 鎳:N4、N6(Ni200、Ni201)

5、鈦 板:GR1、GR2、TA1、TA2

6、奧氏體不銹鋼:SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L、SUS310S、SUS321、SUS316Ti