波紋管補(bǔ)償器損壞案例分析

　　今天小編跟大家分享一個(gè)波紋管補(bǔ)償器損壞案例并且分析下?lián)p壞原因和解決方案。
　　某個(gè)公司為鋼鐵廠生產(chǎn)的波紋管補(bǔ)償器，在運(yùn)行適用了半年左右時(shí)間后，導(dǎo)流筒突然出現(xiàn)了損壞，損壞在客戶拍過照片中能清晰可見導(dǎo)流筒出現(xiàn)了不規(guī)則裂紋，直至碎裂形成碎片后掉落。該導(dǎo)流筒材質(zhì)為304不銹鋼，其具體尺寸為：外徑D=1185mm，長度L1=370mm，厚壁t=2mm。使用工況：管道內(nèi)介質(zhì)為空氣，流速為≤30m/s（額定流速為28m/s），且介質(zhì)溫度≤150℃（設(shè)計(jì)溫度為100℃）。根據(jù)已知的設(shè)計(jì)條件，按GB/T12777-2008標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范所推薦的導(dǎo)流筒厚度應(yīng)為1.55mm，現(xiàn)取導(dǎo)流筒損壞的情況來看，可初步判斷為因管道內(nèi)氣流激振引起的高周疲勞破壞，為此，采用有限元對導(dǎo)流筒進(jìn)行了模態(tài)分析和應(yīng)力分析，有限元單元采用彈性殼單元SHELL63，建模時(shí)考慮了導(dǎo)流筒進(jìn)口端的翻邊及圓弧過渡尺寸，設(shè)定邊界條件時(shí)，將導(dǎo)流筒的進(jìn)口端完全固定，而出口端為端，與導(dǎo)流筒實(shí)際安裝狀態(tài)相符。
　　原因分析：從計(jì)算結(jié)果來看，導(dǎo)流筒的一階固有頻率為132.7Hz，而管系（機(jī)殼）的振動(dòng)工頻為88Hz，考慮到該導(dǎo)流筒并不是一開始使用就壞掉，而是連續(xù)使用半年多之后才壞的，可排除在正常工況下因?qū)Я魍沧哉耦l率與管系的振動(dòng)頻率相近而引起的共振導(dǎo)致導(dǎo)流筒損壞，因?yàn)樵谡９r下，如果是導(dǎo)流筒固有自振頻率和管系振動(dòng)頻率發(fā)生共振的話，一般在十幾天內(nèi)或數(shù)天內(nèi)就會(huì)使導(dǎo)流筒產(chǎn)生破損，甚至還會(huì)導(dǎo)致金屬波紋管的破損，況且兩者的頻率相差44.7Hz，并不完全相同，不會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。
　　另外，由于現(xiàn)場較為混亂，導(dǎo)流筒碎片沒有保留，故不能從材料方面入手對導(dǎo)流筒損壞的原因進(jìn)行具體分析。但從材料采否渠道來看，可排除材料方面的原因。
　　但從現(xiàn)場照片來看，該破壞還是由振動(dòng)引起的，由此，結(jié)合現(xiàn)有資料綜合考慮，我們分析判斷：在實(shí)際使用運(yùn)行過程中可能存在介質(zhì)的流速突然變化，管系內(nèi)部壓力突然失控而高，或其他因素引起實(shí)際使用工況發(fā)生較大的變化，導(dǎo)致管系或內(nèi)部介質(zhì)的振動(dòng)突然變化，從而導(dǎo)致導(dǎo)流筒的自振頻率與管系的振動(dòng)頻率突然接近，引發(fā)共振現(xiàn)象，產(chǎn)生高周疲勞，導(dǎo)致導(dǎo)流筒產(chǎn)生裂紋，并迅速延伸后造成斷裂破壞。
　　解決方案：
　　為避免上述情況的再次發(fā)生，我們覺得將導(dǎo)流筒壁厚加厚到4mm，然后再重新焊接到膨脹節(jié)內(nèi)原導(dǎo)流筒位置的方法。