补偿器_波纹管补偿器_轴向波纹管补偿器腐蚀原因分析
自20世纪80年代中期以来，外压 轴向波纹管补偿器具有大量补偿.结构紧凑.稳定性好.维护使用方便等优点。近年来，由于环境腐蚀因素的增加和人们对各种工作介质和环境介质缺乏了解，传统的300系列不锈钢波纹管腐蚀故障案例偶尔发生，其安 全使用引起了越来越多的关注。结合波纹管补偿器腐蚀失效的措施，分析了外压 轴向波纹管补偿器波纹管腐蚀的原因。2.外压 轴向波纹管补偿器的故障主要是波纹管腐蚀泄漏。通过对腐蚀失效波纹管残留碎片的宏观观察.碎片上裂纹和断裂的金相分析.电镜分析.识别裂纹形状和特征.分析裂纹尖 端前沿腐蚀产品和断裂表面附着物的成分，发现波纹管一般有两种形式：点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂。通过对腐蚀失效波纹管残留碎片的宏观观察.碎片上裂纹和断裂的金相分析.电镜分析.识别裂纹形状和特征.分析裂纹尖 端前沿腐蚀产品和断裂表面附着物的成分，发现波纹管一般有两种形式：点腐蚀穿孔和应力腐蚀开裂。氯离子引起的波纹管应力腐蚀破裂占所有失效案例的百分之九十五以上。2.影响应力腐蚀的主要因素有：介质含腐蚀性离子浓度.应力大小.介质温度.材料抗应力腐蚀敏 感性等。对于外压波纹管补偿器，应力腐蚀主要含有与波纹管接触的介质CL-浓度.介质温度.介质溶氧量.介质pH值的大小与波纹管的应力有关。引起波纹管应力腐蚀的介质分为工作介质和环境介质。引起波纹管应力腐蚀的介质分为工作介质和环境介质。工作介质包括输送介质CL-.氧气工业淡水.咸水.海水。淡水是指淡水与海水之间含盐量低于0介质百分之五，海水含盐量百分之3~3.5。包括环境介质CL-.游离氧.SO32-.SO工业淡水.咸水.海水.工业大气等。常见的应力腐蚀介质有：（a）各种氯化物或含氯化物溶液；（b）盐水.海水.高温高压水.水蒸气和海洋大气；（c）含CL-或SO42-溶液；（d）碱性溶液。(2)应力因素波纹管焊 接成型的制造特点使其既有焊 接残余应力，又有成型应力。由于波纹管是一种柔性补偿元件，随着波纹管位移压力的增加，吸收热位移不可避免地会增加工作应力，远大于波纹管材料的室温屈服强度，因此波纹管应力腐蚀的应力条件比一般压力容器压力缸和接管更严格。
(3)温度因素
材料在一定温度范围内容易发生应力腐蚀开裂，部分钢种仍有临界断裂温度值。奥氏体钢种应力腐蚀的温度范围为50~300℃这是加热管网外压波纹管补偿器的介质温度或环境温度。
2.3波纹管应力腐蚀开裂的原因
从金属腐蚀的角度来看，应力腐蚀破裂必 须有两个条件：一是具有一定的拉应力，二是具有适当的金属腐蚀介质组合。波纹管不仅具有一定的加工残余应力，而且通常具有较高的工作应力。作为应力腐蚀的应力腐蚀的力学条件。波纹管应力腐蚀的应力因素和温度因素存在，但不一定会发生应力腐蚀开裂。在一定的应力条件下，波纹管的应力腐蚀还需要含有一定浓度的腐蚀介质。理论和工程实践证明，波纹管在高温高浓度氯离子溶液浓度氯离子溶液或长期接触高温高浓度氯离子溶液0系列不锈钢波纹管应力腐蚀破裂；在含氯离子浓度较低的溶液中，必 须先进行点蚀或缝隙腐蚀，导致氯离子浓缩pH应力腐蚀和破裂只能在值降低后发生。液体必 须含有溶解氧，才能产生点蚀或间隙腐蚀。
应力腐蚀案例分析表明，外压波纹管补偿器的应力腐蚀与输送介质和外部环境条件有关。外部环境介质是波纹管故障的主要原因。波纹管应力腐蚀开裂的原因有：（a）局部敏化波纹管材料，降低耐腐蚀性。（b）波纹管材料本身耐应力腐蚀性差，对应力腐蚀敏 感。3.防止补偿器腐蚀的措施3.1波纹管用于加热管网外压补偿器波纹管的选择，除工作介质外.除了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，结合焊 接.成型与性能价 格比。(1)波纹管材料选择316L.316。(1)波纹管材料选择316L.316.大气中300系不锈钢.水蒸气.在淡水等弱介质中耐腐蚀。许多城市供热管网的成功应用和我对北京石电工程波纹管膨胀节剩余寿命的评估都得到了证实。在300系不锈钢中，随着Ni.Mo耐氯化物应力腐蚀的含量增加.点蚀能力增加。与304.321相比，316.316L当波纹管工作介质为除氧脱气，水质为中性时，上述元素含量高（pH=7)非沿海地区淡水(如北京热力).316.316L。300系不锈钢波纹管，316.316.接触介质表面无腐蚀性介质浓缩或丰富，纹管材料无敏化L耐腐蚀。国内热网多年使用证明，316型材料波纹管可靠。321材料仍用于国外同类供热管网的波纹管，耐腐蚀性低于316。316.316L它仍然是性能和价 格比好的材料。(2)高镍合金。当管道地势较低，雨水或事故污水不可避免地浸泡波纹管时，应考虑选择耐腐蚀性强的材料。根据沿海地区海军舰船和供热管网的使用经验，在接触腐蚀性介质时，选择高镍合金是安 全的。(3)超奥氏体不锈钢。随着现代工业的发展，一些城市的空气污染日益加剧，空气中含有空气SO2.H2S.NO2.CL2等杂质气体可吸附在波纹管表面，溶于水后形成CL与SO42-等腐蚀性物质会对波纹管造成局部腐蚀。在这种情况下，超奥氏体不锈钢制作波纹管，其耐腐蚀性强于31616，以提高其使用寿命，包括904L.254**O.654**O.25-6Mo及NHB-1.B-315钢的共同特点是抗氯离子引起的点蚀.应力腐蚀性强于30系不锈钢，还原性酸的耐腐蚀性也优于300系不锈钢。3.由于普通外压 轴向波纹管补偿器的结构特点，含有腐蚀性元素的环境介质可能会从补偿器出口端环与出口管之间的间隙流入波纹管。波纹管壁有一定的温度，腐蚀性介质会在波纹管表面浓缩或浓缩，导致点蚀和应力腐蚀。（1）将填料密封装置的填料密封装置增加到普通外压波纹管补偿器的出口端环和出口管之间，相当于套筒补偿器，不仅能抵抗外部腐蚀介质的入侵，还能为补偿器增加安 全屏障。即使波纹管损坏，补偿器也能起到补偿作用，避免波纹管故障造成的灾难性后果。(2)复层结构补偿器结构与普通外压 轴向型相同，复层结构为波纹管内层(接触大气环境).点蚀.耐腐蚀合金，其余为300系列不锈钢。(3)复层结构+填料密封装置
