不锈钢补偿器常见失效原因及预防措施

不锈钢补偿器常见失效原因及预防措施

      不锈钢补偿器的高可靠性和使用寿命保证源于设计，制造，安装，运行管理等方面的控制。在一个环境中的任何失控将导致波纹补偿器的寿命减少甚至失效。

      在管道压力测试和操作期间发生金属波纹补偿器的故障。主要的失效类型包括减薄应力开裂（设计和制造缺陷）和波纹峰谷过渡位置的轴向/轴向不稳定性变形。服务缺陷），腐蚀和应力腐蚀开裂或材料脆化（介质影响缺陷），波纹管纵向焊接或波纹管和厚壁管接头开裂（焊接过程中的缺陷）。因此，只有在长期的工程实践中，才能对补偿器的典型和非典型失效模式进行科学区分，细致分析，分类，并深刻揭示失效机理不在特定的设计和制造条件下，在不同的工作条件下，针对金属补偿器故障提出预防和应急处理措施，降低补偿器故障引起的特殊设备事故风险。

不锈钢补偿器常见失效原因及预防措施

      一般来说，奥氏体不锈钢波纹膨胀节的常见失效模式主要是“腐蚀泄漏”和“稳定变形”，其中腐蚀失效最多。从材料的角度来看，奥氏体不锈钢具有敏化温度范围。当对奥氏体不锈钢进行固溶处理时，如果在敏化温度范围内停留时间过长，则碳化铬将在奥氏体晶界析出。因此，奥氏体晶界附近的固溶体中的铬浓度连续地减少和耗尽，使得晶界区域难以实现钝化所需的最小铬含量，从而导致奥氏体晶界减弱。因此，不锈钢在固溶处理过程中应迅速通过敏化温度范围，以避免奥氏体晶界减弱。对于材料选择，建议更换波纹补偿器的材料，并使用具有更好耐腐蚀性的材料，例如S3125} I（00C r20N i18M o6C uN）。

      此外，虽然导致故障的腐蚀性介质是不同的（例如含有S的氯离子和多硫酸根离子），但在腐蚀和应力的共同影响下，不锈钢补偿器在安装和使用期间具有应力状态。补偿器及其波纹管体的失效模式也经常表现为金属材料的应力腐蚀开裂（SCC）。 SCC是指静态拉力与腐蚀介质相结合引起的腐蚀开裂现象。它不同于纯山压力造成的损害。这种腐蚀也可以在极低的压力条件下发生;它也不同于纯山腐蚀造成的损坏，即使腐蚀性介质会引起应力腐蚀开裂。特别地，氯离子具有极小的直径尺寸，并且特别地，它们在运动期间对材料是高度可渗透的。尽管奥氏体不锈钢表面本身可以形成钝化膜，但氯离子可以穿透膜层并与钝化膜下的金属基质反应形成可溶性金属氯化物并产生电极电位。

      因此，在波纹管补偿器的服役和维护期间，应注意避免补偿器外层与腐蚀性介质的长期接触。对于直埋式波纹补偿器，应增加外部防腐蚀或外部保护。

      除了上述常见的腐蚀性介质之外，补偿器的制造过程常常成为失效风险的原因。特别是对于补偿器的不稳定失效模式，奥氏体不锈钢波纹管在加工和成形过程中由于轧制，液压和膨胀成型，在波纹管的峰和谷处会发生一定的塑性变形。颗粒被拉长或破裂。因此，在加工过程中，应注意工艺细节，减少波纹管峰，槽和波浪侧塑性变形的不一致性，以减少波纹管产生的残余应力，尤其要避免加工过程中的加工硬化现象。对于具有高硬度测试值的产品，重要的是进行检查和测试。在降低波纹补偿器波高，以减小波纹成形应力的同时，应多提倡制造和使用多层波纹补偿器，多层结构可以做到既满足介质承压能力，又降低其成形应力。