補償器中的波紋管件是在材料屈服_的高應(yīng)力狀態(tài)下工作,每一次變化都不能恢復(fù)其原來的自由長度而留有殘余變形,往復(fù)循環(huán),殘余變形累計到_程度,波紋管_會發(fā)生破壞,而破壞的循環(huán)次數(shù)稱之為補償器的疲勞壽命Nc。實際應(yīng)用時,取_的安全系數(shù)nf(倍數(shù))。補償器的許用疲勞壽命[N]為[N]=Nc/nf 而nf一般為10~15 ,由于有些廠家設(shè)計選取nf值不同,實際補償器[N]也大不相同,相差甚大。
行標“城鎮(zhèn)供熱預(yù)制蒸汽保溫管技術(shù)規(guī)程”中,要求管道壽命25年以上,實際直埋管道,由于使用負荷變化,操作頻率大,晝夜用量不均,這_要求制造廠家,提供的產(chǎn)品[N]≥1000次以上。
二.膨脹節(jié)(補償器)補償量的確定
綜上所述,膨脹節(jié)的補償量相對不是一個定數(shù),工作溫度影響壓力,同時也影響位移量。這_要求我們設(shè)計時,_通盤考慮許用疲勞壽命(次)、安全系數(shù)、實際的工作溫度、壓力和補償器可提供的位移(補償量)。建議,依照CJJ34-2002(J216-2002)設(shè)計規(guī)范要求,蒸汽直埋保溫管道補償器宜按:通常工作壓力/公稱壓力=0.75,通常工作位移/額定位移=0.70,來選擇補償器,才能確保超常規(guī)安全系數(shù),使城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)壓力管道壽命在25年以上,點應(yīng)力循環(huán)次數(shù)在7000次水平。
三.熱網(wǎng)工程中波紋膨脹節(jié)損壞的事故分析
波紋膨脹節(jié)是典型低頻疲勞部件(即頻率<105),其波峰和波谷處于塑性高應(yīng)力范圍內(nèi),極易在較低的循環(huán)次數(shù)下發(fā)生疲勞破壞而失效。蒸汽直埋管道在輸送介質(zhì)、氣流脈沖、閥門開啟、封關(guān)、分支節(jié)點、彎管阻力變化,特別是管道的汽水沖擊——水錘,使之管道發(fā)生變頻震動。波紋破壞的主要原因是疲勞破壞,腐蝕破壞以及扭曲破壞:
)水質(zhì)處理不好,蒸汽中含有氯離子,造成不銹鋼波紋點蝕或晶格腐蝕;
)輸送介質(zhì)高壓蒸汽,線速υ>/s以上,在三通、彎頭、閥門處形成湍流,使之補償器原設(shè)計的導(dǎo)流筒低頻大幅震動而破壞,特別是大口徑,大補償量導(dǎo)流筒L>以上更易發(fā)生導(dǎo)流筒疲勞斷裂,吹掉;
)設(shè)計或操作失誤,造成汽水沖擊,爆破性水錘,嚴重打(震)破波紋管元件;
)大口徑螺旋管道,因其內(nèi)應(yīng)力沒消除,使之恢復(fù)應(yīng)力造成波紋節(jié)扭曲破壞;
)安裝偏轉(zhuǎn),固定墩發(fā)生滑移,應(yīng)力失去平衡,也是造成波紋元件扭轉(zhuǎn)(曲)變形破壞的原因之一。
上述幾點,我們_在設(shè)計、安裝、制造、操作中注意防范。
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