自20世紀80年代中期以來，外壓 軸向波紋管補償器具有大量補償.結(jié)構(gòu)緊湊.穩(wěn)定性好.維護使用方便等優(yōu)點。近年來，由于環(huán)境腐蝕因素的增加和人們對各種工作介質(zhì)和環(huán)境介質(zhì)缺乏了解，傳統(tǒng)的300系列不銹鋼波紋管腐蝕故障案例偶爾發(fā)生，其安 全使用引起了越來越多的關注。結(jié)合波紋管補償器腐蝕失效的措施，分析了外壓 軸向波紋管補償器波紋管腐蝕的原因。2.外壓 軸向波紋管補償器的故障主要是波紋管腐蝕泄漏。通過對腐蝕失效波紋管殘留碎片的宏觀觀察.碎片上裂紋和斷裂的金相分析.電鏡分析.識別裂紋形狀和特征.分析裂紋尖 端前沿腐蝕產(chǎn)品和斷裂表面附著物的成分，發(fā)現(xiàn)波紋管一般有兩種形式：點腐蝕穿孔和應力腐蝕開裂。通過對腐蝕失效波紋管殘留碎片的宏觀觀察.碎片上裂紋和斷裂的金相分析.電鏡分析.識別裂紋形狀和特征.分析裂紋尖 端前沿腐蝕產(chǎn)品和斷裂表面附著物的成分，發(fā)現(xiàn)波紋管一般有兩種形式：點腐蝕穿孔和應力腐蝕開裂。氯離子引起的波紋管應力腐蝕破裂占所有失效案例的百分之九十五以上。2.影響應力腐蝕的主要因素有：介質(zhì)含腐蝕性離子濃度.應力大小.介質(zhì)溫度.材料抗應力腐蝕敏 感性等。對于外壓波紋管補償器，應力腐蝕主要含有與波紋管接觸的介質(zhì)CL-濃度.介質(zhì)溫度.介質(zhì)溶氧量.介質(zhì)pH值的大小與波紋管的應力有關。引起波紋管應力腐蝕的介質(zhì)分為工作介質(zhì)和環(huán)境介質(zhì)。引起波紋管應力腐蝕的介質(zhì)分為工作介質(zhì)和環(huán)境介質(zhì)。工作介質(zhì)包括輸送介質(zhì)CL-.氧氣工業(yè)淡水.咸水.海水。淡水是指淡水與海水之間含鹽量低于0介質(zhì)百分之五，海水含鹽量百分之3~3.5。包括環(huán)境介質(zhì)CL-.游離氧.SO32-.SO工業(yè)淡水.咸水.海水.工業(yè)大氣等。常見的應力腐蝕介質(zhì)有：（a）各種氯化物或含氯化物溶液；（b）鹽水.海水.高溫高壓水.水蒸氣和海洋大氣；（c）含CL-或SO42-溶液；（d）堿性溶液。(2)應力因素波紋管焊 接成型的制造特點使其既有焊 接殘余應力，又有成型應力。由于波紋管是一種柔性補償元件，隨著波紋管位移壓力的增加，吸收熱位移不可避免地會增加工作應力，遠大于波紋管材料的室溫屈服強度，因此波紋管應力腐蝕的應力條件比一般壓力容器壓力缸和接管更嚴格。

(3)溫度因素

       材料在一定溫度范圍內(nèi)容易發(fā)生應力腐蝕開裂，部分鋼種仍有臨界斷裂溫度值。奧氏體鋼種應力腐蝕的溫度范圍為50~300℃這是加熱管網(wǎng)外壓波紋管補償器的介質(zhì)溫度或環(huán)境溫度。

2.3波紋管應力腐蝕開裂的原因

       從金屬腐蝕的角度來看，應力腐蝕破裂必 須有兩個條件：一是具有一定的拉應力，二是具有適當?shù)慕饘俑g介質(zhì)組合。波紋管不僅具有一定的加工殘余應力，而且通常具有較高的工作應力。作為應力腐蝕的應力腐蝕的力學條件。波紋管應力腐蝕的應力因素和溫度因素存在，但不一定會發(fā)生應力腐蝕開裂。在一定的應力條件下，波紋管的應力腐蝕還需要含有一定濃度的腐蝕介質(zhì)。理論和工程實踐證明，波紋管在高溫高濃度氯離子溶液濃度氯離子溶液或長期接觸高溫高濃度氯離子溶液0系列不銹鋼波紋管應力腐蝕破裂；在含氯離子濃度較低的溶液中，必 須先進行點蝕或縫隙腐蝕，導致氯離子濃縮pH應力腐蝕和破裂只能在值降低后發(fā)生。液體必 須含有溶解氧，才能產(chǎn)生點蝕或間隙腐蝕。

       應力腐蝕案例分析表明，外壓波紋管補償器的應力腐蝕與輸送介質(zhì)和外部環(huán)境條件有關。外部環(huán)境介質(zhì)是波紋管故障的主要原因。波紋管應力腐蝕開裂的原因有：（a）局部敏化波紋管材料，降低耐腐蝕性。（b）波紋管材料本身耐應力腐蝕性差，對應力腐蝕敏 感。3.防止補償器腐蝕的措施3.1波紋管用于加熱管網(wǎng)外壓補償器波紋管的選擇，除工作介質(zhì)外.除了工作溫度和外部環(huán)境外，還應考慮應力腐蝕的可能性.水處理劑和管道清洗劑對材料的影響，結(jié)合焊 接.成型與性能價 格比。(1)波紋管材料選擇316L.316。(1)波紋管材料選擇316L.316.大氣中300系不銹鋼.水蒸氣.在淡水等弱介質(zhì)中耐腐蝕。許多城市供熱管網(wǎng)的成功應用和我對北京石電工程波紋管膨脹節(jié)剩余壽命的評估都得到了證實。在300系不銹鋼中，隨著Ni.Mo耐氯化物應力腐蝕的含量增加.點蝕能力增加。與304.321相比，316.316L當波紋管工作介質(zhì)為除氧脫氣，水質(zhì)為中性時，上述元素含量高（pH=7)非沿海地區(qū)淡水(如北京熱力).316.316L。300系不銹鋼波紋管，316.316.接觸介質(zhì)表面無腐蝕性介質(zhì)濃縮或豐富，紋管材料無敏化L耐腐蝕。國內(nèi)熱網(wǎng)多年使用證明，316型材料波紋管可靠。321材料仍用于國外同類供熱管網(wǎng)的波紋管，耐腐蝕性低于316。316.316L它仍然是性能和價 格比好的材料。(2)高鎳合金。當管道地勢較低，雨水或事故污水不可避免地浸泡波紋管時，應考慮選擇耐腐蝕性強的材料。根據(jù)沿海地區(qū)海軍艦船和供熱管網(wǎng)的使用經(jīng)驗，在接觸腐蝕性介質(zhì)時，選擇高鎳合金是安 全的。(3)超奧氏體不銹鋼。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，一些城市的空氣污染日益加劇，空氣中含有空氣SO2.H2S.NO2.CL2等雜質(zhì)氣體可吸附在波紋管表面，溶于水后形成CL與SO42-等腐蝕性物質(zhì)會對波紋管造成局部腐蝕。在這種情況下，超奧氏體不銹鋼制作波紋管，其耐腐蝕性強于31616，以提高其使用壽命，包括904L.254**O.654**O.25-6Mo及NHB-1.B-315鋼的共同特點是抗氯離子引起的點蝕.應力腐蝕性強于30系不銹鋼，還原性酸的耐腐蝕性也優(yōu)于300系不銹鋼。3.由于普通外壓 軸向波紋管補償器的結(jié)構(gòu)特點，含有腐蝕性元素的環(huán)境介質(zhì)可能會從補償器出口端環(huán)與出口管之間的間隙流入波紋管。波紋管壁有一定的溫度，腐蝕性介質(zhì)會在波紋管表面濃縮或濃縮，導致點蝕和應力腐蝕。（1）將填料密封裝置的填料密封裝置增加到普通外壓波紋管補償器的出口端環(huán)和出口管之間，相當于套筒補償器，不僅能抵抗外部腐蝕介質(zhì)的入侵，還能為補償器增加安 全屏障。即使波紋管損壞，補償器也能起到補償作用，避免波紋管故障造成的災難性后果。(2)復層結(jié)構(gòu)補償器結(jié)構(gòu)與普通外壓 軸向型相同，復層結(jié)構(gòu)為波紋管內(nèi)層(接觸大氣環(huán)境).點蝕.耐腐蝕合金，其余為300系列不銹鋼。(3)復層結(jié)構(gòu)+填料密封裝置