波纹管破裂、断裂、开裂原因分析
由宏观形貌观察和化学成分分析结果可知:在波纹管裂纹周围未发现夹渣、气孔、疏松等冶金缺陷;波纹管的化学成分符合标准要求。奥氏体不锈钢的敏化温度区间为450~850℃, 在该温度范围内铬元素容易在晶界附近富集, 形成M23C6型碳化物, 从而导致晶界附近出现贫铬区, 使晶间的耐腐蚀能力急剧下降, 在腐蚀介质作用下产生晶间腐蚀。研究表明, Inconel 800合金退火温度在550~800℃范围内, 随退火温度的升高, 敏化度先上升后下降。失效波纹管的工作温度为500℃左右, 接近于敏化温度区间, 同时晶界处的析出物主要为富铬的M23C6型碳化物, 这符合"贫铬理论"。
由裂纹和断口形貌的分析可知:波纹管裂纹的发生是晶间腐蚀和应力腐蚀联合作用的结果, 且**发生晶间腐蚀;波纹管断口主要为沿晶断裂特征, 断口腐蚀产物中硫元素含量较高。在石化行业中, 连多硫酸环境容易引起设备产生应力腐蚀裂纹, 连多硫酸一般是加工含硫的装置在停工期间, 残留在设备中的含硫腐蚀产物与水和氧反应生成的。由连多硫酸引起的应力腐蚀裂纹呈沿晶特征, 并且波纹管的工作介质中含有烃类、水蒸气、一定量的含硫物质, 这就为连多硫酸的形成提供了条件, 因此该波纹管失效的原因为连多硫酸造成的应力腐蚀开裂。在连多硫酸介质中, 铬在晶界上富集而形成贫铬区后, 基体和晶界上的碳化铬之间所形成的微电池使贫铬区**溶解, 从而发生晶间腐蚀。
与普通的压力容器相比, 波纹管的工作状况更恶劣, 除了要承受工作温度、压力、介质的作用, 还会产生较大的变形。波纹管通过变形来提供管道补偿所需要的位移, 位移导致波纹管产生较高的轴向应力和弯曲应力, 使得裂纹以横向裂纹为主, 并存在一些与横向裂纹呈一定角度的斜裂纹。在很多情况下, 波纹管还会受到机械振动以及管道内介质流动时所引起的振动作用, 同时管道、介质、保温材料的自重作用会引起波纹管产生一定的弯矩, 因此波纹管在工作时的应力状态十分复杂。由此可知, 晶间腐蚀所产生的微裂纹为裂纹源, 在应力作用下, 微裂纹扩展并导致应力腐蚀裂纹的形成。
此外, 波纹管组织的晶粒比较粗大, 对材料的性能会产生不利的影响, 同时晶界的强度也急剧下降。因此, 在应力和腐蚀介质的共同作用下, 晶粒粗大将晶间腐蚀倾向, 并加速裂纹的扩展。
结论与措施
(1) 波纹管裂纹产生的主要原因是由于波纹管在使用过程中发生敏化现象, 并处于停工期间所产生的连多硫酸介质中, 沿晶界析出M23C6型碳化物, 铬在晶界上富集并形成贫铬区, 从而产生晶间腐蚀, 所产生的晶间微裂纹为裂纹源;在应力作用下, 微裂纹扩展并导致应力腐蚀裂纹的形成。
(2) 建议提高该波纹管的工作温度, 避开敏化温度区间, 减少铬在晶界上的聚集;停工期间保持设备干燥, 控制氧含量, 避免连多硫酸腐蚀环境的产生。
波纹管的类型和功用
波纹管是一种轴对称的管状波纹薄壳(图7-1)。它的功能是:在轴向力、横向力和方矩作用下能产生相应的位移。这种功能,保证了波纹管在广泛技术领域中的应用,已成为仪器仪表、*、宇’航和核工程中的重要元件之一。
波纹管的种类很多,但大体上可分为无缝和有缝两类(见图7-1)。无缝波纹管有液压成型的U型波纹管、锯齿型波纹管、电沉积的镍波纹管和化学沉积的波纹管。有缝波纹管则是由许多冲压成型的环状膜片沿内、外周边焊接而成,称为焊接波纹管。由于后者性能优越(见7-5),已广泛应用它作为压力传感器的测压元件。
先介绍几种无缝波纹管。
U型波纹管:把一定壁厚的管坏装在液压机上(7-2a),在管坯内腔充以液体,当活塞推动模板和板坯按一定速度向前移动时,各模板间的管坯即将鼓起,直到模板相互靠紧,管坯便起皱成型为波纹管(图7-2 b)。由于理想波形像U字,称它为U型波纹管。U型波纹管比较通用,品种规格较齐全。在无性能要求时它经常被选用。
化学沉积波纹管:这是在镍磷酸脂溶液中对波纹状芯模进行镀敷,然后溶化掉芯模即得到波纹管。这种方法制成的波纹管不是**属而是一种镍磷酸化合物。
镍波纹管和化学沉积波纹管的波形通常也是U型。但这种工艺方法能制成用其它方法难以制成的微小型波纹竹。 与广泛使用的U型液压波纹管相比,其它几种波纹管各有特点。
在同样有效长度下,锯齿型波纹管的波纹节距小、波数多、产生的位移要比U型波纹管大2-3倍,而刚度将减小30-40%。或者说,在获得同样位移的情况下,锯齿型波纹管占的体积小。这是锯齿型波纹管的主要特点,也是被广泛应用的原因。
镍波纹管柔软而富有弹性,在同样尺寸下它的刚度仅为U型液压波纹管的5%。尺寸小刚度也小是镍波纹竹的另一特点。如外径为0.94毫米,长度为1毫米,壁厚为0.008毫米的**小型镍波纹管,当施加4克微小力时,它就能处于全压缩状态。
由于镍波纹竹灵敏而富有弹性,宜于作为压力侧量元件和宇航、电子工业等方面。
化学沉积的波纹管,也同样可以做得很小、柔软而有弹性。
塑料波纹管的主要用途
什么是塑料波纹管?,简单来说波纹管就是说用塑料制作的可以折叠的又可以伸缩的一种元件,它在很多的仪表行业中的应用是特别的广泛,下面就从用途和分类方面来为大家介绍。
一、主要用途
在工作中的表现可以将塑料波纹管内部的压力沿着管子的长度来变长,这样的就让活动的一端产生了与压力有关系的位置移动。在活动一端带的指针就可以直接批示出压力的大和小,而且它常常依靠一些传感器来组合,这样就可以成为输出的压力的感应器。当然有的时候它也是可以作为隔离的元件来使用的。
塑料波纹管的主要用途就是用作压力的测量的表的元件,可以将这里的压力转换成为位移或者是力,因为这个管子比较薄,而且灵敏度还是特别的高的,所以说它的测量范围也是非常大,一般可以到达十兆帕。它的一些开口端是固定的,密封的过程中是处于自由的状态,而且可以用的螺旋弹簧或者是簧片来增加它的弹性。
二、常见分类
现在的塑料波纹管可以分为两个种类,一种是完全的气密和水密。现在用在运载火电厂箭的推进剂的输送,煤气和热水器中,还有一种就是用带科的连续的卷绕的,这种常用于对电缆的保护上,比如电话机上会经常遇到。
以上就是对塑料波纹管的一个简单的介绍,通过这个介绍相信大家一定清楚的知道了这个东西的用处以及作用,那么这样才能更方便的进行使用。如果有需求的话,一定要找的商家进行购买,千万不要为了便宜购买一些劣质产品,以免会影响到后期的使用效果。
单壁波纹管和双壁波纹管的特点和应用
塑料波纹管分为单壁波纹管和双臂波纹管,早开发于50年代,在近20年得到了突飞猛进的发展。现已开发应用的塑料波纹管中,根据生产塑料波纹管所使用的材料,可分为“HDPE波纹管”、“UPVC波纹管”、“PP波纹管”等,其中PVC塑料波纹管目前产量较大。塑料波纹管在结构设计上采用的“环形槽”式异型断面形式,这种管材设计新颖、结构合理,突破了普通管材的"板式"传统结构,使管材既具有足够的抗压和抗冲击强度,又具有良好的柔韧性。
双壁塑料波纹管是指内壁光滑而外壁具有波纹(波纹形状可为直角、梯形、正弦形等)的塑料管,它是由同时挤出的波纹外壁和一层光滑内壁一次熔结挤压成型。它除了具有普通塑料所有的耐腐蚀好,绝缘性高,内壁光滑,流动阻力小等特点以外,因采用了的中空环形刚度和良好的强度与韧性。
单壁塑料波纹管是指塑料管的内、外壁均具有波纹的管材,具有高的刚性,可任意弯曲,无限长卷装。
单壁波纹管和双壁波纹管的应用
塑料双壁波纹管可以广泛应用高速公路、边坡、高尔夫球场等重载荷情况下排水、透水;**排污;通信、供电电缆套管等场合。
单壁波纹管可以广泛应用于高尔夫球场、运动场等轻载荷等情况下排水、透水;室内装修电线套管;汽车电线套管;预应力锚索套管;空调器排水管等。
波纹管的应用: 单壁波纹管可以广泛应用于高尔夫球场、运动场等轻载荷等情况下排水、透水;室内装修电线套管;汽车电线套管;预应力锚索套管;空调器排水管等。双壁波纹管可以广泛应用高速公路、边坡、高尔夫球场等重载荷情况下排水、透水;**排污;通信、供电电缆套管等场合。