波紋管補償器疲勞次數(shù)問題剖析

        管道運行中的溫度變化都可能引起管道及設(shè)備的熱脹冷縮，從而也使波紋管補償器產(chǎn)生伸縮變形。有些場合，也會因機械位移而產(chǎn)生金屬波紋管伸縮變形。這些位移變化所引起的應(yīng)力往往是交變應(yīng)力。金屬波紋管在交變應(yīng)力作用下可能引起疲勞失效。對金屬波紋管而言因位移變化較大，所以引起的交變應(yīng)力范圍也較大，容易引起疲勞破壞，因此波紋管的疲勞已成為設(shè)計計算時認真考慮的問題。

　　關(guān)于波紋管補償器疲勞的設(shè)計計算公式或曲線，一般有兩類：一類是為經(jīng)驗理論公式，如在曼森-柯芬公式基礎(chǔ)推演而得的蘭格公式屬此類。另一類是以實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的公式或曲線，像EJMA（ 膨脹節(jié)制造商協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)中的計算式和曲線屬此類。根據(jù)實際應(yīng)用情況來看，EJMA的計算公式和實際情況較為接近，但是設(shè)計公式或圖線都是有適用條件的。同時，金屬波紋管疲勞壽命的影響因素很多，數(shù)據(jù)也較分散，因此，為了實際考核金屬波紋管的抗疲勞性能或者為了檢驗波紋管可以承受預(yù)定的變形循環(huán)次數(shù)，對金屬波紋管進行疲勞試驗是很有 的。疲勞壽命也是考核金屬波紋管產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。

 

1） 試件

波紋管補償器疲勞試驗的試件，一般應(yīng)是實際產(chǎn)品。作為波紋管補償器產(chǎn)品應(yīng)是有代表性的合格產(chǎn)品。試件的波數(shù)應(yīng)不小于3個，波紋管的波形及制造工藝應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗前，應(yīng)常握波紋管的參數(shù)。

2） 疲勞試驗條件的決定

波紋管補償器疲勞試驗應(yīng)在疲勞試驗機上進行，目前常用的疲勞試驗機有液壓式或機械式兩類。

對于設(shè)計溫度在材料蠕變溫度下的金屬波紋管，試驗可在常溫下進行。

在對波紋管補償器進行疲勞試驗時，波紋管內(nèi)可以是常壓，也可以是采用變化的壓力。后者接近于金屬波紋管的實際使用工況。其循環(huán)位移可以是拉壓對稱位移循環(huán)，也可以是從自由長度進行軸向壓縮至規(guī)定值的位移循環(huán)。決定循環(huán)試驗速率時，應(yīng)使位移在各波間能均勻地分配為原則，一般以每分鐘不大于30次為宜。

波紋管補償器疲勞試驗中，當(dāng)波紋管補償器出現(xiàn)了穿透性裂紋時，即認為已發(fā)生疲勞破壞。此時測得的循環(huán)壽命，即為金屬波紋管的實際疲勞破壞壽命（次）。

在疲勞試驗中波紋管補償器各波的變形可能不一致，要注意觀察各波距的變化。在進行金屬波紋管疲勞破壞壽命計算時，可根據(jù)各波距循環(huán)位移的實際測量值和金屬波紋管的實際尺寸進行。同時，為便于分析，也要根據(jù)圖樣上的名義尺寸進行計算。