波紋補償器的故障類型及解決方案分析

文章來源：http://www.vx-zih.cn 發(fā)布時間：2020-06-06 瀏覽次數(shù)：61

波紋管補償器的故障主要包括：強度故障，不穩(wěn)定性故障，腐蝕破壞，疲勞破壞，高溫蠕變破壞等。由于波紋管補償器的設(shè)計基本上設(shè)計成堅固的，因此通常不會發(fā)生簡單的強度損壞。根據(jù)調(diào)查和分析，波紋補償器的大部分故障是由波紋補償器的腐蝕故障引起的。

1.波紋補償器的腐蝕損壞。

腐蝕主要發(fā)生在煙氣管道補償器上，這可能導(dǎo)致金屬膨脹節(jié)穿孔和破裂。穿孔主要是由C1-和露點腐蝕引起的，而露點腐蝕是由酸性介質(zhì)下的應(yīng)力腐蝕引起的。

（1）波紋管的腐蝕穿孔：煙道氣中的C1-應(yīng)該從原料和蒸汽中分解出來。當補償器在表面峰處形成含有C1-的腐蝕冷凝液時，如果濃度超過臨界濃度，則會在該峰處出現(xiàn)點蝕。如果內(nèi)表面或焊縫不平整處有更多雜質(zhì)，則會增強點蝕，最終導(dǎo)致穿孔。

當補償器的表面溫度低時，煙道氣中的蒸汽低于露點溫度，并且煙道氣中的SO2和SO3凝結(jié)在補償器的內(nèi)表面上，形成混合酸蝕溶液，從而引起化學腐蝕和電化學腐蝕。

在大多數(shù)情況下，根據(jù)原料的硫含量和煙道氣的蒸氣含量，煙道氣的露點溫度低于150℃，因此存在露點腐蝕的可能性。實際上，波紋管的點蝕通常是幾種腐蝕的結(jié)合所致。

（2）波紋管的腐蝕裂紋：使用中的波紋管補償器的應(yīng)力主要包括制造和安裝引起的附加應(yīng)力，工作應(yīng)力，熱應(yīng)力和焊接變形引起的殘余應(yīng)力。當補償器部分地在酸性腐蝕性電解質(zhì)溶液中時，波紋管補償器發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。

從現(xiàn)場的角度來看，波紋管補償器的SCC主要位于過渡段（在峰和谷之間）和筒形段的環(huán)形接頭。在過渡部分的不連續(xù)區(qū)域中，發(fā)現(xiàn)徑向應(yīng)力非常大，高達60 MPa，并且該部分中的殘余應(yīng)力也非常大。

在筒形部分的環(huán)焊縫處，有時焊縫殘余應(yīng)力也非常大，并且在環(huán)縫焊縫中出現(xiàn)裂紋或裂紋。

2.腐蝕疲勞破壞。

腐蝕疲勞最早由Haigh于1917年提出。從那時起，國外學者就腐蝕疲勞進行了長期研究，其研究成果在1970年代末和1980年代初得到了很好的總結(jié)。這些文獻主要報道了腐蝕疲勞裂紋的形成和擴展機理，以及各種因素對疲勞s曲線和裂紋擴展速率的影響。

腐蝕疲勞是指循環(huán)載荷與腐蝕環(huán)境協(xié)同作用和相互作用下的疲勞損傷。它通常會導(dǎo)致工程組件過早失效。與應(yīng)力腐蝕不同，腐蝕疲勞沒有臨界應(yīng)力強度因子Klscc。只要在腐蝕環(huán)境中存在循環(huán)應(yīng)力，就會始終發(fā)生腐蝕疲勞斷裂。應(yīng)力腐蝕只會在特定環(huán)境中的特定材料中發(fā)生，并且會發(fā)生腐蝕疲勞。當與任何腐蝕性環(huán)境和循環(huán)載荷結(jié)合使用時，會發(fā)生腐蝕疲勞斷裂。

腐蝕疲勞可分為氣相腐蝕疲勞和液相腐蝕疲勞。

液相腐蝕疲勞主要是由電化學腐蝕和交變應(yīng)力相互作用引起的破壞引起的。

就光滑的樣品分析情況來說，空氣疲勞中的裂紋形成壽命占總壽命的90％，而腐蝕疲勞則相反，裂紋形成壽命僅占總壽命的10％，裂紋擴展壽命占90％。

腐蝕疲勞的機理相對復(fù)雜。 Hoeppner DW總結(jié)了四個步驟：①表面或近表面的損傷;②裂紋形成或形核;③裂紋擴展;④失穩(wěn)破斷。