環(huán)境敏感導致波紋管補償器斷裂

波紋管補償器因為占有空間小，廣泛地應用在管道系統(tǒng)。在使用中，操作載荷常超過波紋管補償器材料彈性限度，當在開停車及變工況工作時，會引起高應力，導致循環(huán)疲勞破壞。實際上波紋管補償器常在一些有腐蝕性的介質(zhì)中工作，致使補償器發(fā)生應力腐蝕和腐蝕疲勞的環(huán)境敏感斷裂破壞。由于波紋膨脹節(jié)是由不銹鋼波紋管通過液壓或滾壓加工而成的撓性原件，使得這種失效有突然性和破壞性。通過分析波紋補償器應力腐蝕及腐蝕疲勞破壞的機理、可采取的防止措施，提高膨脹節(jié)設計的準確性和使用的性。

目前大多數(shù)補償器廠家采用奧氏體不銹鋼來制造，因為不銹鋼具有較好的綜合性能，如成型性能、疲勞強度、高溫強度和耐多種形式腐蝕的蝕錐，但對于存在有介質(zhì)的工況下奧氏體不銹鋼并不是較好的選擇。波紋管膨脹節(jié)常用于蒸汽和高溫水的加熱系統(tǒng)中，由于死區(qū)、冷凝和沉積使氯離子會形成潛在的濃縮，因而對奧氏體不銹鋼制的膨脹節(jié)產(chǎn)生應力腐蝕疲勞破壞的條件。另外對于大多數(shù)普通的保溫材料，或多或少都含有氯化物，還有當存放在潮濕、含鹽空氣、工藝煙霧或偶然有滲漏的區(qū)域內(nèi)時，氯離子也是有可能沉積在波紋膨脹節(jié)上。

應力腐蝕開裂是金屬材料在某種特定環(huán)境(介質(zhì))與相應水平的應力共同作用下所產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象。應力腐蝕開裂是一種失效模式，這是由于它比較脆，在裂紋緩慢伸展過程中不表現(xiàn)出任何的癥狀。波紋膨脹節(jié)在制造過程中焊接產(chǎn)生的殘余應力和冷加工大塑性變形造成的殘余應力(我國一般不作殘余應力的退火處理)，使得波紋管補償器在安裝和開車后的幾周內(nèi)就經(jīng)常在現(xiàn)場碰到其破壞。不作退火處理的利弊不能一概而論，冷加工有利于空氣中疲勞強度的提高。但冷加工特別于不銹鋼的抗應力腐蝕及腐蝕疲勞性能。

腐蝕疲勞是循環(huán)變應力腐蝕環(huán)境聯(lián)合作用下產(chǎn)生的開裂，也是脆性斷裂。且腐蝕疲勞與應力值的大小及腐蝕環(huán)境的選擇關(guān)系不大，所以腐蝕疲勞破壞有危險性。膨脹節(jié)在實際制作中，由于壓力、溫度的波動，開停車等影響，總是處在交變應力十腐蝕環(huán)境情況下工作，所以對膨脹節(jié)腐蝕疲勞的研究具有普遍意義。