波紋補償器疲勞的設(shè)計計算

　　管道運行中的溫度變化都可能引起管道及設(shè)備的熱脹冷縮，從而也使波紋管產(chǎn)生伸縮變形。有些場合，也會因機械位移而產(chǎn)生管道補償器伸縮變形。這些位移變化所引起的應(yīng)力往往是交變應(yīng)力。波紋管補償器在交變應(yīng)力作用下就可能引起疲勞失效。對補償器而言因位移變化較大，所以引起的交變應(yīng)力范圍也較大，容易引起疲勞破壞，因此補償器的疲勞已成為設(shè)計計算時必須認(rèn)真考慮的問題。
　　關(guān)于補償器疲勞的設(shè)計計算公式或曲線，一般有兩類:一類是為經(jīng)驗理論公式，如在曼森-柯芬公式基礎(chǔ)推演而得的蘭格公式就屬此類。另一類是以實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的公式或曲線，像EJMA(美國膨脹節(jié)制造商協(xié)會標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn)中的計算式和曲線就屬此類。根據(jù)實際應(yīng)用情況來看，EJMA的計算公式和實際情況較為接近，但是各種設(shè)計公式或圖線都是有一定適用條件的。同時，補償器疲勞壽命的影響因素很多，數(shù)據(jù)也較分散，因此，為了實際考核波紋補償器的抗疲勞性能或者為了檢驗波紋管可以承受預(yù)定的變形循環(huán)次數(shù)，對補償器進(jìn)行疲勞試驗是很有必要的。疲勞壽命也是考核管道補償器產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。
　　1)波紋補償器試件波紋補償器疲勞試驗的試件，一般應(yīng)是實際產(chǎn)品。作為試件的波紋補償器產(chǎn)品應(yīng)是有代表性的合格產(chǎn)品。試件的波數(shù)應(yīng)不小于3個，波紋管的波形及制造工藝應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗前，應(yīng)全面常握波紋管的各種參數(shù)。
　　2)波紋補償器疲勞試驗條件的決定波紋補償器疲勞試驗應(yīng)在專用的疲勞試驗機上進(jìn)行，目前常用的疲勞試驗機有液壓式或機械式兩類。對于設(shè)計溫度在材料蠕變溫度下的波紋補償器，試驗可在常溫下進(jìn)行。在對波紋補償器進(jìn)行疲勞試驗時，波紋管內(nèi)可以是常壓，也可以是采用變化的壓力。后者更接近于波紋補償器的實際使用工況。其循環(huán)位移可以是拉壓對稱位移循環(huán)，也可以是從自由長度進(jìn)行軸向壓縮至規(guī)定值的位移循環(huán)。決定循環(huán)試驗速率時，應(yīng)使位移在各波間能均勻地分配為原則，一般以每分鐘不超過30次為宜。
　　補償器疲勞試驗中，當(dāng)金屬波紋管出現(xiàn)了穿透性裂紋時，即認(rèn)為已發(fā)生疲勞破壞。此時測得的循環(huán)壽命，即為不銹鋼波紋管補償器的實際疲勞破壞壽命(次)。
　　在疲勞試驗中不銹鋼波紋管補償器各波的變形可能不一致，要注意觀察各波距的變化。在進(jìn)行不銹鋼波紋管補償器疲勞破壞壽命計算時，可根據(jù)各波距循環(huán)位移的實際測量值和不銹鋼波紋管的實際尺寸進(jìn)行。同時，為便于分析，也要根據(jù)圖樣上的名義尺寸進(jìn)行計算。最后列表進(jìn)行比較。