文档介绍：供热管网波纹管补偿器爆裂破损原因分析及解决方法
闻作祥吴星[北京市热力集团] 2003-05-30
本文提要:北京市集中供热管网,从2000年3月底至5月,二个月期间相继发生供热干线波纹管爆裂破损问题,使人们引发了对波纹管补偿器如何正确设计、加工及运行管理等诸多问题的思考。本文分析了破损原因,提出了解决的方法,并对如何看待波纹管补偿器的问题提出全新诠释。
1.       问题的提出
波纹管补偿器作为一种新型补偿设备,从80年末期开始使用,90年代得以大力推广。作为一种补偿性能良好,使用维护简单的补偿器,特别是在代替以往套筒式补偿器方面,得到大家的认可,但随着其使用年限与范围的增加、扩展,特别是在供热系统中波纹管爆裂破损事故的不断发生,使得我们必须站在新的高度,重新认识波纹管补偿器。
下面三图是北京市集中供热系统波纹管补偿器爆损的情况。
2001年3月30日,北京国华热电厂供热干线的朝阳线16号DN1000铰接波纹管(本文以下简称A波纹管)突然发生爆裂,致使国华热电厂停泵,供热主干线中断正常运行三个月。参见图1。
图1  A波纹管爆损图
2001年5月14日,北京石景山热电厂供热主干线之一的西三环6号DN800铰接波纹管(本文以下简称B波纹管)发现已严重破损,四层中已有三层开裂,不能正常运行,被迫中断运行。参见图2。
            
图2   B波纹管破损图
2001年5月23日,北京华能热电厂蒸汽主干线DN1000波纹管补偿器(本文以下简称C波纹管),发生了大量蒸汽泄漏,华能热电厂被迫调整工况,停止蒸汽外供,蒸汽干线停汽三周。参见图3。
图3   C波纹管失稳图
接连不断的问题,引起供热界广大技术人员的关注,波纹管补偿器在目前供热管网中被广泛使用,仅北京市集中供热网中就有三千多个,特别是在大口径的供热主干线上,波纹管是目前唯一的补偿设备,一旦发生问题后果十分严重,必须引起高度重视。本文试分析波纹管爆裂破损各种原因,及波纹管补偿器在设计、生产、施工和运行管理各方面存在的问题,并在此基础上提出解决问题的方法。
2.       原因分析
事故原因我们从6个方面进行了分析,试述如下:
2.        1  外观观察
A和B波纹管的外观观察呈现一样的特征,波纹管外层的外壁有少量腐蚀产物,但仍然保持银白色的金属光泽,裂纹很细,走向各异。在波纹管的第一层内壁以及第二、三层的内外壁有大量腐蚀产物附着,不锈钢薄板已经完全失去了金属光泽,坠落地
面已无金属声响,层间堵塞大量腐蚀产物已无结合力,第四层外表面有少量腐蚀产物和小裂纹,内表面附着均匀的薄水垢,无腐蚀产物,表面呈银灰色。
裂纹情况与腐蚀产物相近,以第二、三层裂纹最多、最粗,第一层其次,第四层相对较少、较细。裂纹扩展方向具有发散特征,向各个方向开裂。
以上观察我们可以判断:波纹管的腐蚀开裂应是外层逐层向内各层波纹管发展的,只是各层波纹管腐蚀破坏在时间上的先后关系,才出现各层腐蚀开裂程度上的明显差异。腐蚀来自波纹管外,在进入波纹管层间后,连续并加快了腐蚀的产生。
C波纹管内外各层均无腐蚀,但已严重变形,经着色分析未发现层间进汽现象。由此我们可以排除腐蚀及层间进汽原因而产生的破坏。
从波纹管一至四层裂纹及断口处取腐蚀产物,用X射线荧