波纹补偿器(又称波纹膨胀节、波纹伸缩节)是由一个或几个波纹管及结构件组成,用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。是现代受热管网和设备进行热补偿的关键部件之一,除了位移补偿的作用外还同时兼有减震降噪和密封的功能。膨胀节之所以受到工程人员的特别关注,主要是它的应用广泛,在航空航天 、化工电力、热力、冶金、石化、天然气、建筑等部门。同时,波纹补偿器又是一个比较特殊的受力结构,在使用中要求它既要有较高的承压能力,又要有良好的柔性,此外它还应具有一定的稳定性和疲劳寿命。
金属波纹补偿器的可靠性是由设计、制造、安装及运行管理等多个环节构成的。可靠性也应该从这几个方面进行考虑。材料选择对用于供热管网的波纹管的选材,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,优选出经济实用的波纹管制作材料。
一般情况下,选用波纹管的材料应满足下列条件:
(1)高弹性极限、抗拉强度和疲劳强度,保证波纹管正常工作。
(2)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。
(3)较好的耐腐蚀性能,满足波纹管在不同环境下工作要求。
(4)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。
对于地沟敷设的热力管网,当补偿器所处管道地势较低时,雨水或事故性污水会浸泡波纹管,应考虑选用耐蚀性更强的材料,如铁镍合金、高镍合金等。由于此类材料价格较高,在制造波纹管时,可以考虑仅在与腐蚀性介质接触的表面增加一层耐蚀合金。 疲劳寿命设计由波纹管补偿器的失效类型及原因分析可以看出,波纹管的平面稳定性、周向稳定性及耐腐蚀性能均与其位移量即疲劳寿命相关。过低的疲劳寿命将会导致金属波纹管稳定性及耐蚀性能下降。



