文档介绍：摘要
恤纹管膨胀节作为管道位移补偿的一种重要形式,近年来在石油、化工、冶
金、电力、水泥、建筑、城市区域供热等行业中得到了极其广泛的应用。然而在
实际使用过程中发现,波纹管膨胀节的失效除少量是疲劳破坏及非正常因素破坏
外,多为腐蚀破坏,且以应力腐蚀破坏居多。根据不锈钢波纹管在使用中的这一
特点祥论文从波纹管的残余应力测定、金相分析和腐蚀试验三方面着手,找到
引起奥氏体不锈钢波纹管应力腐蚀的致因同时通过对固溶处理的研究掌握了
有效防止不锈钢波纹管应力腐蚀的方法。论文的研究工作只要从以下三方面入
手。即
波纹管残余应力的研究。根据国内外相关标准“”和
,采用小孔法对固溶处理前后的不锈钢波纹管进行加工残余应力的测
定。通过固溶处理前后及不同冷加工成形方式试件之间的残余应力比较,说明了
固溶处理之后,不锈钢波纹管在冷加工成形过程中形成的残余应力由固溶处理前
的拉应力转变成固溶处理后的压应力,且应力的数值有所降低。这对改善不锈钢
波纹管的抗应力腐蚀性能是极其有效的。同时结果显示了,不同冷加工成形工艺
在波纹管中形成的残余应力的大小是不一样的。这对研究各种成形工艺的特点,
以及如何提高不锈钢波纹管的抗应力腐蚀性能提供了依据。
应力腐蚀试验研究。参照国家相关标准“不锈钢
应力腐蚀试验方法”,将固溶处理前后的不锈钢波纹管放在沸腾的溶
液中进行应力腐蚀试验。通过试验验证了,不同冷加工成形工艺和不同材料的不
锈钢波纹管的抗应力腐蚀性能的影响是不同的。固溶处理对提高不锈钢波纹管的
抗应力腐蚀性能是有效的。
波纹管成形态材料的金相分析。通过光学和电子显微镜对波纹管试件材
料的金相观察,证实固溶处理后,材料的组织基本恢复到材料形变前的状态。这
对改善冷加工成形后材料的电化学性能,提高材料在腐蚀介质中的稳定性是有益
的。试验也证实了,不同成形工艺对不锈钢材料金相组织改变的程度是不同的。
通过本论文的研究,可以确认奥氏体不锈钢波纹管所处的恶劣环境氛围例
如氯离子等以及波纹管本体过高的应力水平包括各种残余应力和工作应力
是导致波纹管应力腐蚀的外因而波纹管成形过程中产生的形变,造成材料金相
组织的不利改变则是引发波纹管应力腐蚀的内因。因此选用合理的成形工艺,优
选适宜的材料可以减少金属波纹管应力腐蚀的可能性。固溶处理是改善和提高奥
氏体不锈钢波纹管抗应力腐蚀能力的有效措施。
关键词不锈钢波纹管冷加工工艺应力腐蚀残余应力金相分析
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第一章绪论
波纹管膨胀节
波形膨胀节又称波纹补偿器是现代受热管网和设备进行热补偿的关键部
件之一,其作用除了位移补偿外,还兼有减振降噪和密封的功能。膨胀节之所以
受到工程人员的特别关注,主要是它的应用日趋广泛,航空航天、石化、化工、
水利、电力、冶金和原子能等工业部门都要用到它还有诸如机车、船舶等交通
部门以及城市的供热系统等许多民用方面也少不了它。波纹管膨胀节结构设计的
特点是它在提供一定柔性的同时,还要确保一定的承压能力和具备足够的稳定
性和疲劳寿命。除此之外,尤其值得设计人员特别注意的是金属膨胀节的腐蚀失
效问题,因为它在金属膨胀节的所有失效案例中占据首位。因此,我们要了解和
掌握有关膨胀节的基础知识,在设计和使用中必须遵守一定的规范和标准,最大
效率地发挥它在生产中的作用。
波纹管膨胀节的一般结构
各种膨胀节均以波纹管为基本元件,装配各种附件后组成。最简单的膨胀节
基本结构见图一
加强环
“”形截面圆环,用来增强波谷和波侧壁耐内压能力并使各波压缩位移均
匀。另有一种加强环,在形波纹管中用来增强波谷处耐压能力的圆形或圆环
形截面部件图中未标。
波纹管
它是母线呈波纹形的回转薄壁壳体,一般由极薄的奥氏体不锈钢管成形。是
组成膨胀节的最主要的部件,膨胀节在实际使用中的各项功能拉伸、压缩、吸
收角位移等均由它提供。一旦波纹管失效,则整个膨胀节也随之失去使用功能。
因此,要提高膨胀节的使用性能,主要是通过提高波纹管的一系列使用性能来实
现的。
导向螺栓又称限位螺栓
连接在膨胀节上,主要用于限制波纹管在正常工作状态下的位移范围。一旦
主固定支架失效,限位螺栓将承受全部内压推力,同时还能防止波纹管过度伸长。
内衬筒又称导向筒
它用于减小流体对波纹管内表面冲刷和流体的压力损失,主要用于输送高流
速流体的管道。安装带有内衬筒的膨胀节时,必须根据介质流向,将其与设备壳
体或管道的焊缝设在流体的上游,不能装反。
固定螺栓
用于防止波纹管在运输过程中因为颠簸而损坏。在现场当膨胀节安装完毕后
即需拆去。
在不同的使用场合,需要有不同功能的膨胀节,膨胀节的