為幫助分析目前所發生波管紋補償器爆裂事故的成因,下面列舉兩個工程波紋補償器破壞的案例:

案例一:華北地區某城市集中供熱工程投入運行三個月,發現在DN90Omm管道中補償器小室內波紋管出現漏水現象后兩個月發生爆裂,

經對全網470多個不銹鋼波紋補償器進行普查,其結果有12個破裂,8個不同程度出現點腐蝕,3個變形失穩,

對破壞后的不銹鋼波紋管補償器進行檢驗,金相分析結果為應力腐蝕,通過離子光譜儀對裂紋處銹蝕物分析,腐蝕介質成份主要為氯及硫。

案例二:東北地區某熱電廠供熱管網交付使用后三年,在維護過程中發現金屬波紋補償器泄漏,DN450一DN600mm管網在供水管上386個金屬波紋管補償器中檢查發現有69個產生不同程度的裂紋(部分已泄漏),

材質均為SUS3o4、SUS316、SUS316L不銹鋼,在對不同地點地下水分別取樣檢驗lC一含量均超過25PPM,嚴重的超過4~5倍,金相分析結果屬應力腐蝕,腐蝕介質為lC一。

通過上述兩個工程案例可以看出,在氣候條件、工程內容截然不同的兩個地區,由于金屬補償器其材質相同,外部所處的工作環境條件一樣均含有超標lC-等腐蝕介質,

不同程度的都產生應力腐蝕破壞,而且兩個案例中破裂的81個不銹鋼補償器全部在供水管道,金相及離子光譜儀分析結果均為應力腐蝕,腐蝕介質為lC一等。

另外從其它工程破壞的波紋補償器碎片外觀看與上述案例極為相似,絕大多數破壞的波紋管外表銹蝕嚴重,

表面呈不均勻的褐色銹斑,細裂紋清晰可見,呈網狀疏密不一不規則分布,個別部位有脫落破損,通過用手折斷碎片發現裂紋大部分已腐蝕穿透,

從現象看外表層嚴重,內層較輕。另外取同樣的材質、試塊在高濃度NaCI溶液中通過幾年浸泡后,均未發現試塊腐蝕,應該說在無應力狀態下,

波紋補償器所選用的材質在lC一的作用下是不會腐蝕的。在以往工程中所出現的波紋補償器破壞現象中板材應力腐蝕約占80一90%以上,

在工作應力作用下遇到超標lC一等腐蝕介質是造成波紋補償器應力腐蝕破壞的主要原因,工作應力越大腐蝕速度越快。

波紋管補償器安裝不正確

所以地下敷設的供熱管道在選擇波紋補償器時,必須掌握波紋補償器設計疲勞壽命、綜合應力、單波位移量三者之間關系,根據這種量化關系合理確定波紋補償器的設計疲勞壽命。

為控制波紋補償器工作應力在設計中要進行經濟比較,盡可能降低波紋補償器工作應力,不可單純的為追求補償量來降低設計疲勞壽命,而不注重應力的急劇變化。

93年在《城市供熱管道用波紋補償器》標準中(CJ/T3016一93)明確城市供熱管道用波紋補償器的使用疲勞壽命定為200次。

在2000年后出版的一些工具書把熱網常用波紋補償器(包括直埋)的設計疲勞壽命確定為200一300次,

僅從供熱管網運行系統所規定的設計使用時間壽命看(30年)似乎比較經濟合理,但從本文所討論問題中可以看出,

在供熱管網系統中所選用的波紋補償器只要存在與lC一含量超標的物質接觸的可能性,按設計疲勞壽命200一300次的標準是不夠的,

在本文第二部分中列舉的某城市80年代建設管網中所采用的波紋補償器疲勞壽命均不低于1000次,二十幾年時間過去均正常運行,足可以說明問題。

從下面的疲勞壽命與綜合應力、單波位移量比較表中可以看出它們之間的對應關系。過低的疲勞壽命會導致波紋補償器穩定性及耐腐蝕性能下降。

總結以往工程在這方面成功與失敗的教訓,考慮經濟因素,建議敷設在地下有超標腐蝕介質的供熱管道中設置波紋補償器其設計疲勞壽命應設定為1000一2000次為宜。材質采用316L。