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膨胀节用材料选择

波纹管补偿器膨胀节之所以在许多行业中得到广泛应用,除了考虑良好的补偿能力,可靠性更是波纹管补偿器膨胀节的关键。然而,可靠性是通过设计、制造等多个环节来保证的,任何一个环节的疏忽都会导致补偿器寿命的降低甚至失效。
大多数波纹管补偿器膨胀节生产企业对波纹管补偿器膨胀节失效原因分析发现,在运行期间的失效主要表现为腐蚀泄漏和失稳变形两种形式,其中以腐蚀失效居多。从腐蚀失效波纹管的解剖分析发现,腐蚀失效通常分点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂,其中氯离子应力腐蚀开裂约占整个腐蚀失效的95%。因此,正确地选择波纹管制作材料和结构、合理设计波形参数和疲劳寿命、保证安装质量等措施,能大大提高波纹管补偿器膨胀节的安全可靠性。
设计上,应该考虑波纹管的稳定性,预防波纹管失稳。资料显示,波纹管的补偿量取决于其疲劳寿命,疲劳寿命越高,波纹管单波补偿量越小。为了降低成本,提高单波补偿量,许用疲劳寿命越低,由位移引起的波纹管子午向弯曲应力越大,综合应力越高,大大降低了波纹管的稳定性。当波纹管设计的许用寿命较低时,不仅其子午向综合应力较高,环向应力也比较高,使波纹管局部很快进入塑性变形,导致波纹管失稳引起失效。
除设计外,波纹管的材料选择也相当关键。对用于膨胀节的选材,除应考虑工作介质、工作温度和外部环境外,还应考虑应力腐蚀的可能性、水处理剂和管道清洗剂对材料的影响等,并在此基础上结合波纹管材料的焊接、成型以及材料的性能价格比,优选出满足工况条件、实用的波纹管制作材料。
专家建议,选用波纹管的材料应满足下列条件:
(1)良好的塑性,便于波纹管的加工成形,且能通过随后的处理工艺(冷作硬化、热处理等)获得足够的硬度和强度。
(2)高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证波纹管正常工作。
(3)良好的焊接性能,满足波纹管在制作过程中的焊接工艺要求。(4)良好的耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求。
目前,大多数生产厂家除采用奥氏体不锈钢(如304、304L、316、316),254SMO、904L、AL6XN等超级奥氏体不锈钢也成为重要使用的材料。对于地沟敷设的热力管网,当波纹管补偿器膨胀节所处管道地势较低时,雨水或事故性污水会浸泡,应考虑选用耐蚀性更强的材料,如高镍合金、铁镍合金等,如INCOLOY800、INCOLOY825、INCONEL625和哈氏合金C-276等材料。

波纹管补偿器膨胀节及膨胀节专用特殊材料如下:
1、超级奥氏体特种补偿器膨胀节之所以在许多行业中得到广泛应用,除了考虑良好的补偿能力,可靠性更是波纹管补偿器膨胀节的关键。然而,可靠性是通过设计、制造等多个环节来保证的,任何一个环节的疏忽都会导致补偿器寿命的降低甚至失效。
大多数波纹管补偿器膨胀节生产企业对波纹管补偿器膨胀节失效原因分析发现,在运行期间的失效主要表现为腐蚀泄漏和失稳变形两种形式,其中以腐蚀失效居多。从腐蚀失效波纹管的解剖分析发现,腐蚀失效通常分点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂,其中氯离子应力腐蚀开裂约占整个腐蚀失效的95%。因此,正确地选择波纹管制作材料和结构、合理设计波形参数和疲劳寿命、保证安装质量等措施,能大大提高波纹管补偿器膨胀节的安全可靠性。
设计上,应该考虑波纹管的稳定性,预防波纹管失稳。资料显示,膨胀节的补偿量取决于其疲劳寿命,疲劳寿命越高,波纹管单波补偿量越小。为了降低成本,提高单波补偿量,许用疲劳寿命越低,由位移引起的波纹管子午向弯曲应力越大,综合应力越高,大大降低了波纹管的稳定性。当波纹管设计的许用寿命较低时,不仅其子午向综合应力较高,环向应力也比较高,使波纹管局部很快进入塑性变形,导致波纹管失稳引起失效。
除设计外,膨胀节的材料选择也相当关键。对用于波纹管的选材,除应考虑工作介质、工作温度和外部环境外,还应考虑应力腐蚀的可能性、水处理剂和管道清洗剂对材料的影响等,并在此基础上结合波纹管材料的焊接、成型以及材料的性能价格比,优选出满足工况条件、实用的波纹管制作材料。
专家建议,选用膨胀节的材料应满足下列条件:
(1)良好的塑性,便于波纹管的加工成形,且能通过随后的处理工艺(冷作硬化、热处理等)获得足够的硬度和强度。
(2)高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证波纹管正常工作。
(3)良好的焊接性能,满足波纹管在制作过程中的焊接工艺要求。
(4)良好的耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求。
不锈钢:254SMO、904L、AL6XN
2、双相不锈钢:2205双相钢(S31803)
3、镍基合金钢:INCOLOY800/800H/800HT/840/825、INCONEL600/601/690/625/X-750
               哈氏合金C-276/C-22/X、MONEL400/K500
4、纯      镍:N4、N6(Ni200、Ni201)
5、钛      板:GR1、GR2、TA1、TA2
6、奥氏体不锈钢:SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L、SUS310S、SUS321、SUS316Ti
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