金屬波紋補償器是由1個或幾個波紋管及結(jié)構(gòu)件組成，用來吸收由于熱脹冷縮等原因引起的管道或設(shè)備尺寸變化的裝置。該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊、流動阻力小、零泄漏、不用維修等優(yōu)點，應(yīng)用在石油、化工、液化氣、電力輸送以及城鎮(zhèn)供水等領(lǐng)域。該產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題，會影響生產(chǎn)。文中針對這方面的現(xiàn)狀進行了分析，對_管道的正常運行有重要意義。

國內(nèi)金屬波紋補償器行業(yè)雖然起步較晚，但綜合來看，在質(zhì)量、管理等方面取得了較大進步。從2005年開始，我國加強了對金屬波紋補償器行業(yè)的監(jiān)管力度，質(zhì)檢總局理順了制造許可與生產(chǎn)許可的關(guān)系，明確了金屬波紋補償器屬于特種設(shè)備之一納入特種設(shè)備正常監(jiān)察，并且從2005年開始，先后發(fā)布了一系列標準規(guī)范金屬波紋補償器的制造、試驗、安裝、使用和定期檢驗等。

金屬波紋補償器質(zhì)量現(xiàn)狀分析

從質(zhì)量問題可以看出，問題主要集中在失穩(wěn)變形、疲勞破壞、焊接缺陷以及綜合應(yīng)力方面。

1、失穩(wěn)變形

通常表現(xiàn)為平面失穩(wěn)或柱失穩(wěn)，在設(shè)計的壓力和位移范圍內(nèi)，產(chǎn)品發(fā)生明顯變形，不符合標準規(guī)定。尤其在補償位移和壓力共同作用下更容易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，發(fā)生失穩(wěn)后，產(chǎn)品的疲勞壽命顯著降低。波紋管發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象的原因通常有以下幾點：

(1)不按標準進行設(shè)計，如采取減少設(shè)計層數(shù)、總體壁厚、波紋數(shù)量，降低材料品質(zhì)等手段，導(dǎo)致產(chǎn)品本身性能降低，如耐壓性能不足、補償能力不夠等，引起失穩(wěn)。

(2)在生產(chǎn)產(chǎn)品時缺少制造工藝以_產(chǎn)品性能與設(shè)計相符，而且產(chǎn)品生產(chǎn)過程中缺少質(zhì)量控制，導(dǎo)致試驗樣品外形不勻稱，波高、波距離散較大，波紋管局部應(yīng)力集中，使產(chǎn)品發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。

2、疲勞破壞

TSG D7002一2006 (管道元件型式試驗規(guī)則》要求疲勞壽命試驗的循環(huán)次數(shù)應(yīng)不低于2 000次，而實際中有一些產(chǎn)品疲勞壽命失效次數(shù)不足500次。實際運行中，在金屬波紋補償器波峰或波谷附近

區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力易_過材料的屈服強度，進而產(chǎn)生大范圍塑性變形，當塑性變形累計到相應(yīng)程度，波紋管局部產(chǎn)生微裂紋，微裂紋長大或合并，波紋管_可能出現(xiàn)疲勞斷裂失效。在試驗過程中，失穩(wěn)引起失效比例較大，當產(chǎn)品運行中發(fā)生失穩(wěn)時，失穩(wěn)波吸收的補償位移增加，其所受位移應(yīng)力變大，疲勞壽命次數(shù)顯著減少。

3、焊接缺陷

在檢驗過程中，金屬波紋補償器受壓筒節(jié)縱焊縫不合格比例較高，射線探傷結(jié)果不合格率較高，多為未焊透缺陷，另外還存在氧化嚴重、夾渣、夾鎢、內(nèi)凹等現(xiàn)象；波紋管管坯縱焊縫出現(xiàn)未融合現(xiàn)象比例也較大。

未焊透缺陷原因：焊接電流小，根部間隙小，焊接速度過快，焊槍角度不正常等。

氧化嚴重缺陷原因：打底焊時，管內(nèi)充壓裝置未能起到良好的保護作用，焊縫背面將氧化；焊接過程中對熔池及焊絲端頭保護不良，或焊絲表面有氧化雜質(zhì)。

夾渣、夾鎢缺陷原因：被氧化的焊絲端頭未清理即送入熔池中；若鎢_長度伸出量過大，焊槍動作不穩(wěn)定，鎢_與焊絲或鎢_與熔池相碰后，又未終止焊接。

內(nèi)凹缺陷原因：裝配間隙小，焊接過程中焊槍擺動幅度大，致使電弧熱量不能集中于根部，產(chǎn)生了背面焊縫低于試件表面的內(nèi)凹現(xiàn)象。

碟簧結(jié)構(gòu)壓力平衡波紋補償器由波紋管、4個碟簧組件、接管池有的結(jié)構(gòu)沒有接管)、法蘭等組成。由碟簧組件產(chǎn)生的拉力與波紋管內(nèi)壓產(chǎn)生的推力平衡，補償器對設(shè)備沒有推力，_了設(shè)備的正常運行。

波紋補償器整體裝配時，4根螺桿分別穿過各碟簧筒內(nèi)的碟簧組，螺桿的螺紋端穿過法蘭1的螺栓孔，用螺母與法蘭1固定。碟簧筒一端與球面墊圈2焊接在一起，另一端由鎖緊螺母6鎖緊在螺桿上。在補償器軸向位移時，碟簧的壓縮量發(fā)生變化，產(chǎn)生的彈性力也隨之變化，彈性力變化值與碟簧組數(shù)成反比，碟簧組數(shù)越多，單個碟簧的位移量越小，碟簧組彈性力變化越小，不平衡的軸向推力越小。反之，碟簧組數(shù)越少，單個碟簧的位移量越大，碟簧組彈性力變化越允不平衡的軸向推力越大。

該補償器設(shè)計時，除根據(jù)工作介質(zhì)的壓力、溫度、補償量及安裝長度設(shè)計波紋管的波高、波距、層數(shù)及波數(shù)外，要根據(jù)碟簧的材料、結(jié)構(gòu)尺寸、單片碟簧作用力與碟簧變形量的關(guān)系、碟簧組件補償力的大小、碟簧允許的變形量，確定碟簧組件的碟簧組合形式及組數(shù)和每組中的碟簧片數(shù)。

法蘭、波紋管、接管組焊后，將碟簧組件按設(shè)計要求裝配到補償器上。碟簧組件在裝配到補償器之前，應(yīng)根據(jù)波紋管內(nèi)力大小，將碟簧組預(yù)壓至要求的長度，使碟簧組的彈性力總和等于波紋管內(nèi)壓力，之后用鎖緊螺母鎖緊。_碟簧組產(chǎn)生的彈性力與設(shè)備內(nèi)壓產(chǎn)生的推力相平衡。

2主要檢驗項目

由于高壓組合電器用金屬波紋補償器應(yīng)用在高壓的環(huán)境中，因此對該補償器的產(chǎn)品質(zhì)量有很高的要求，無論從外觀質(zhì)量還是制造精度上，都高于普通波紋補償器。產(chǎn)品除通過設(shè)計、制造等技術(shù)來_質(zhì)量外，還要通過嚴格的檢驗對其進行驗證。

高壓組合電器用波紋補償器，在設(shè)計、制造、檢驗等方面，其要求都高于普通管線用波紋補償器。因此，其設(shè)計、制造難度大，檢驗項目多。

目前高壓組合電器用波紋補償器產(chǎn)品的主要性能指標、設(shè)計、制造水平已經(jīng)達到國外同類產(chǎn)品的_技術(shù)水平，滿足了國內(nèi)外高壓組合電器系統(tǒng)的要求。