波紋管補(bǔ)償器疲勞次數(shù)問題剖析

        管道運(yùn)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(bǔ)償器產(chǎn)生伸縮變形。有些場(chǎng)合，也會(huì)因機(jī)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(duì)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(jì)計(jì)算時(shí)認(rèn)真考慮的問題。

　　關(guān)于波紋管補(bǔ)償器疲勞的設(shè)計(jì)計(jì)算公式或曲線，一般有兩類：一類是為經(jīng)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(huì)標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)中的計(jì)算式和曲線屬此類。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來看，EJMA的計(jì)算公式和實(shí)際情況較為接近，但是設(shè)計(jì)公式或圖線都是有適用條件的。同時(shí)，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(shí)際考核金屬波紋管的抗疲勞性能或者為了檢驗(yàn)波紋管可以承受預(yù)定的變形循環(huán)次數(shù)，對(duì)金屬波紋管進(jìn)行疲勞試驗(yàn)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(gè)重要指標(biāo)。

 

1） 試件

波紋管補(bǔ)償器疲勞試驗(yàn)的試件，一般應(yīng)是實(shí)際產(chǎn)品。作為波紋管補(bǔ)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(gè)，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(yàn)前，應(yīng)常握波紋管的參數(shù)。

2） 疲勞試驗(yàn)條件的決定

波紋管補(bǔ)償器疲勞試驗(yàn)應(yīng)在疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，目前常用的疲勞試驗(yàn)機(jī)有液壓式或機(jī)械式兩類。

對(duì)于設(shè)計(jì)溫度在材料蠕變溫度下的金屬波紋管，試驗(yàn)可在常溫下進(jìn)行。

在對(duì)波紋管補(bǔ)償器進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，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(shí)際使用工況。其循環(huán)位移可以是拉壓對(duì)稱位移循環(huán)，也可以是從自由長(zhǎng)度進(jìn)行軸向壓縮至規(guī)定值的位移循環(huán)。決定循環(huán)試驗(yàn)速率時(shí)，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(bǔ)償器疲勞試驗(yàn)中，當(dāng)波紋管補(bǔ)償器出現(xiàn)了穿透性裂紋時(shí)，即認(rèn)為已發(fā)生疲勞破壞。此時(shí)測(cè)得的循環(huán)壽命，即為金屬波紋管的實(shí)際疲勞破壞壽命（次）。

在疲勞試驗(yàn)中波紋管補(bǔ)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(jìn)行金屬波紋管疲勞破壞壽命計(jì)算時(shí)，可根據(jù)各波距循環(huán)位移的實(shí)際測(cè)量值和金屬波紋管的實(shí)際尺寸進(jìn)行。同時(shí)，為便于分析，也要根據(jù)圖樣上的名義尺寸進(jìn)行計(jì)算。