波紋管補(bǔ)償器在使用中降低疲勞壽命可以大幅度地提高波紋管單波位移，但同時(shí)波紋管綜合應(yīng)力也有大幅度地提高，這必將對(duì)波紋管的強(qiáng)度和穩(wěn)定性造成較大的影響。 波紋管的綜合應(yīng)力與其耐壓強(qiáng)度 ，二者反映的均為強(qiáng)度問(wèn)題。當(dāng)波紋管設(shè)計(jì)的許用壽命較低時(shí)，不僅其子午向綜合應(yīng)力較高，環(huán)向應(yīng)力也比較高，使波紋管局部很快進(jìn)入塑性變形，導(dǎo)致波紋管失穩(wěn)。

　　對(duì)于內(nèi)壓波紋管，位移應(yīng)力在波紋管波峰和波谷處形成塑性鉸，再加上壓力應(yīng)力，波紋管很快產(chǎn)生平面失穩(wěn)。這就是低疲勞壽命波紋管在位移條件下平面失穩(wěn)壓力遠(yuǎn)低于高疲勞壽命的波紋管的根本原因。例如在預(yù)變位狀態(tài)下，即波紋管位移量為許用值的1/2時(shí)，一個(gè)許用疲勞壽命為200次的波紋管，尚未達(dá)到其允許設(shè)計(jì)壓力時(shí)，已經(jīng)產(chǎn)生平面失穩(wěn)；許用疲勞壽命為1000次的波紋管，達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時(shí)，波紋管處于平面穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)到1.5倍設(shè)計(jì)壓力時(shí)，波紋管處于臨界失穩(wěn)狀態(tài)；許用疲勞壽命為2000次的波紋管達(dá)到設(shè)計(jì)壓力1.5倍時(shí)，波紋管仍處于平面穩(wěn)定狀態(tài)。

　　從外壓波紋管縱向剖面看，相當(dāng)于一個(gè)受壓力的拱梁，工作時(shí)波紋管處于拉伸狀態(tài)，相當(dāng)于拱梁降低了拱高，其抗失穩(wěn)的能力自然降低。當(dāng)波紋管單波位移過(guò)大時(shí)，波紋平直部分傾斜，使得波紋管波峰直徑有縮小的趨勢(shì)，但波峰圓環(huán)直徑是確定的，為了協(xié)調(diào)變形，就會(huì)產(chǎn)生波峰塌陷，波紋管周向失穩(wěn)。在國(guó)內(nèi)外相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于位移對(duì)波紋管外壓周向穩(wěn)定性的影響均未涉及，有待于深入探討。

　　綜上所述，雖然至今為止在熱力管網(wǎng)的應(yīng)用過(guò)程中尚未發(fā)現(xiàn)由疲勞而引起的破壞，但波紋管過(guò)低的設(shè)計(jì)疲勞壽命，將會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。

　　補(bǔ)償器位移與其柱穩(wěn)定性對(duì)于復(fù)式拉桿型和鉸鏈型補(bǔ)償器，橫向位移是由波紋管角變位引起中間管段傾斜實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)波紋管產(chǎn)生角變位時(shí)，波紋管凸出側(cè)承壓面積大于凹陷側(cè)承壓面積，導(dǎo)致補(bǔ)償器附加了一個(gè)橫向力，較之軸向型補(bǔ)償器更易產(chǎn)生柱失穩(wěn)。顯然波紋管單波位移越大，補(bǔ)償器橫向位移越大，越易產(chǎn)生柱失穩(wěn)。

　　波紋管補(bǔ)償器的可靠性是由設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)行管理等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的?？煽啃砸矐?yīng)該從這幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。

　　材料選擇 對(duì)用于供熱管網(wǎng)的波紋管的選材，除應(yīng)考慮工作介質(zhì)、工作溫度和外部環(huán)境外，還應(yīng)考慮應(yīng)力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對(duì)材料的影響等，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合波紋管材料的焊接、成型以及材料的性能價(jià)格比，優(yōu)選出經(jīng)濟(jì)實(shí)用的波紋管制作材料。

　　一般情況下，選用波紋管的材料應(yīng)滿足下列條件：（1）良好的塑性，便于波紋管的加工成形，且能通過(guò)隨后的處理工藝（冷作硬化、熱處理等）獲得足夠的硬度和強(qiáng)度。（2）高彈性極限、抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，保證波紋管正常工作。（3）良好的焊接性能，滿足波紋管在制作過(guò)程中的焊接工藝要求。（4）較好的耐腐蝕性能，滿足波紋管在不同環(huán)境下工作要求。大多數(shù)生產(chǎn)廠家都采用奧氏體不銹鋼，如材料牌號(hào)為0Cr18Ni9（相當(dāng)于304）、00Cr19Ni10（相當(dāng)于304L）、0Cr17NiMo2（相當(dāng)于316）、00Cr17Ni4Mo2（相當(dāng)于316L）。為了提高波紋管的耐蝕性，現(xiàn)供熱管網(wǎng)波紋管的用材多選用316或316L，這兩種材料用于熱力管網(wǎng)應(yīng)該是性能價(jià)格比較為優(yōu)良的材料。

　　對(duì)于地溝敷設(shè)的熱力管網(wǎng)，當(dāng)補(bǔ)償器所處管道地勢(shì)較低時(shí)，雨水或事故性污水會(huì)浸泡波紋管，應(yīng)考慮選用耐蝕性更強(qiáng)的材料，如鐵鎳合金、高鎳合金等。由于此類材料價(jià)格較高，在制造波紋管時(shí)，可以考慮僅在與腐蝕性介質(zhì)接觸的表面增加一層耐蝕合金。

　　疲勞壽命設(shè)計(jì)由波紋管補(bǔ)償器的失效類型及原因分析可以看出，波紋管的平面穩(wěn)定性、周向穩(wěn)定性及耐腐蝕性能均與其位移量即疲勞壽命相關(guān)。過(guò)低的疲勞壽命將會(huì)導(dǎo)致波紋管穩(wěn)定性及耐蝕性能下降。根據(jù)試驗(yàn)和使用經(jīng)驗(yàn)，用于供熱工程的波紋管疲勞壽命應(yīng)不小于1000次。

　　大多數(shù)波紋管的失效是由外部環(huán)境腐蝕造成的，因此在進(jìn)行補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮隔絕外部腐蝕介質(zhì)與波紋管的接觸。如對(duì)于外壓軸向型補(bǔ)償器可在出口端環(huán)與出口管之間增加填料密封裝置，其作用相當(dāng)于套筒補(bǔ)償器，既可抵擋外部腐蝕介質(zhì)的侵入，又給波紋管補(bǔ)償器增加了一道安全屏障，即使波紋管破壞，補(bǔ)償器還可以起到補(bǔ)償作用并避免波紋管失效。

　　保證安裝質(zhì)量

　　波紋管不能承重，應(yīng)單獨(dú)吊裝；除設(shè)計(jì)要求預(yù)拉伸或冷緊的預(yù)變形量外，嚴(yán)禁用使波紋管變形的方法來(lái)調(diào)整管道的安裝偏差；安裝過(guò)程不允許焊渣飛濺到波紋管表面和受到其他機(jī)械性損傷；波紋管所有活動(dòng)元件不得被外部構(gòu)件卡死或限制其活動(dòng)部位正常工作；水壓試驗(yàn)用水須干凈、無(wú)腐蝕性，對(duì)奧氏體不銹鋼材質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格控制水中氯離子含量不超過(guò)25×10-6，并應(yīng)及時(shí)排盡波紋中的積水等。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　補(bǔ)償器存在的問(wèn)題主要有波紋管的穩(wěn)定性及腐蝕。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)波紋管波形參數(shù)和疲勞壽命、安裝正確及管系應(yīng)力分析完善等措施，可以解決波紋管的穩(wěn)定性問(wèn)題。對(duì)于腐蝕問(wèn)題，可以通過(guò)兩種方式解決：（1）合理的波紋管選材和補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，阻斷腐蝕源。（2）加強(qiáng)小室積水管理，從根本上解決腐蝕問(wèn)題。