為幫助分析目前所發(fā)生波管紋補(bǔ)償器爆裂事故的成因,下面列舉兩個工程波紋補(bǔ)償器破壞的案例:

案例一:華北地區(qū)某城市集中供熱工程投入運行三個月,發(fā)現(xiàn)在DN90Omm管道中補(bǔ)償器小室內(nèi)波紋管出現(xiàn)漏水現(xiàn)象后兩個月發(fā)生爆裂,

經(jīng)對全網(wǎng)470多個不銹鋼波紋補(bǔ)償器進(jìn)行普查,其結(jié)果有12個破裂,8個不同程度出現(xiàn)點腐蝕,3個變形失穩(wěn),

對破壞后的不銹鋼波紋管補(bǔ)償器進(jìn)行檢驗,金相分析結(jié)果為應(yīng)力腐蝕,通過離子光譜儀對裂紋處銹蝕物分析,腐蝕介質(zhì)成份主要為氯及硫。

案例二:東北地區(qū)某熱電廠供熱管網(wǎng)交付使用后三年,在維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)金屬波紋補(bǔ)償器泄漏,DN450一DN600mm管網(wǎng)在供水管上386個金屬波紋管補(bǔ)償器中檢查發(fā)現(xiàn)有69個產(chǎn)生不同程度的裂紋(部分已泄漏),

材質(zhì)均為SUS3o4、SUS316、SUS316L不銹鋼,在對不同地點地下水分別取樣檢驗lC一含量均超過25PPM,嚴(yán)重的超過4~5倍,金相分析結(jié)果屬應(yīng)力腐蝕,腐蝕介質(zhì)為lC一。

通過上述兩個工程案例可以看出,在氣候條件、工程內(nèi)容截然不同的兩個地區(qū),由于金屬補(bǔ)償器其材質(zhì)相同,外部所處的工作環(huán)境條件一樣均含有超標(biāo)lC-等腐蝕介質(zhì),

不同程度的都產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞,而且兩個案例中破裂的81個不銹鋼補(bǔ)償器全部在供水管道,金相及離子光譜儀分析結(jié)果均為應(yīng)力腐蝕,腐蝕介質(zhì)為lC一等。

另外從其它工程破壞的波紋補(bǔ)償器碎片外觀看與上述案例極為相似,絕大多數(shù)破壞的波紋管外表銹蝕嚴(yán)重,

表面呈不均勻的褐色銹斑,細(xì)裂紋清晰可見,呈網(wǎng)狀疏密不一不規(guī)則分布,個別部位有脫落破損,通過用手折斷碎片發(fā)現(xiàn)裂紋大部分已腐蝕穿透,

從現(xiàn)象看外表層嚴(yán)重,內(nèi)層較輕。另外取同樣的材質(zhì)、試塊在高濃度NaCI溶液中通過幾年浸泡后,均未發(fā)現(xiàn)試塊腐蝕,應(yīng)該說在無應(yīng)力狀態(tài)下,

波紋補(bǔ)償器所選用的材質(zhì)在lC一的作用下是不會腐蝕的。在以往工程中所出現(xiàn)的波紋補(bǔ)償器破壞現(xiàn)象中板材應(yīng)力腐蝕約占80一90%以上,

在工作應(yīng)力作用下遇到超標(biāo)lC一等腐蝕介質(zhì)是造成波紋補(bǔ)償器應(yīng)力腐蝕破壞的主要原因,工作應(yīng)力越大腐蝕速度越快。

波紋管補(bǔ)償器安裝不正確

所以地下敷設(shè)的供熱管道在選擇波紋補(bǔ)償器時,必須掌握波紋補(bǔ)償器設(shè)計疲勞壽命、綜合應(yīng)力、單波位移量三者之間關(guān)系,根據(jù)這種量化關(guān)系合理確定波紋補(bǔ)償器的設(shè)計疲勞壽命。

為控制波紋補(bǔ)償器工作應(yīng)力在設(shè)計中要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較,盡可能降低波紋補(bǔ)償器工作應(yīng)力,不可單純的為追求補(bǔ)償量來降低設(shè)計疲勞壽命,而不注重應(yīng)力的急劇變化。

93年在《城市供熱管道用波紋補(bǔ)償器》標(biāo)準(zhǔn)中(CJ/T3016一93)明確城市供熱管道用波紋補(bǔ)償器的使用疲勞壽命定為200次。

在2000年后出版的一些工具書把熱網(wǎng)常用波紋補(bǔ)償器(包括直埋)的設(shè)計疲勞壽命確定為200一300次,

僅從供熱管網(wǎng)運行系統(tǒng)所規(guī)定的設(shè)計使用時間壽命看(30年)似乎比較經(jīng)濟(jì)合理,但從本文所討論問題中可以看出,

在供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中所選用的波紋補(bǔ)償器只要存在與lC一含量超標(biāo)的物質(zhì)接觸的可能性,按設(shè)計疲勞壽命200一300次的標(biāo)準(zhǔn)是不夠的,

在本文第二部分中列舉的某城市80年代建設(shè)管網(wǎng)中所采用的波紋補(bǔ)償器疲勞壽命均不低于1000次,二十幾年時間過去均正常運行,足可以說明問題。

從下面的疲勞壽命與綜合應(yīng)力、單波位移量比較表中可以看出它們之間的對應(yīng)關(guān)系。過低的疲勞壽命會導(dǎo)致波紋補(bǔ)償器穩(wěn)定性及耐腐蝕性能下降。

總結(jié)以往工程在這方面成功與失敗的教訓(xùn),考慮經(jīng)濟(jì)因素,建議敷設(shè)在地下有超標(biāo)腐蝕介質(zhì)的供熱管道中設(shè)置波紋補(bǔ)償器其設(shè)計疲勞壽命應(yīng)設(shè)定為1000一2000次為宜。材質(zhì)采用316L。