一、失效類型

　　補償器的失效在管線試壓和運行期間均有發生。膨脹節廠家，管(guan)(guan)線(xian)試壓(ya)時(shi)(shi)出現(xian)問題主要有三種(zhong)類型：由于(yu)管(guan)(guan)系臨時(shi)(shi)支(zhi)撐(cheng)不當，或管(guan)(guan)系固定支(zhi)架(jia)設置不合理，導致(zhi)支(zhi)架(jia)破(po)壞，補(bu)償(chang)器過(guo)量變形而失效；由于(yu)補(bu)償(chang)器設計所考慮的壓(ya)力或位移安全(quan)富裕(yu)度(du)不夠，管(guan)(guan)線(xian)試壓(ya)時(shi)(shi)補(bu)償(chang)器產生失穩變形失效；補(bu)償(chang)器制造質(zhi)量問題，制造廠(chang)偷工減料，5層不銹(xiu)鋼私自改(gai)為(wei)3層或更少。

　　補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)在(zai)運(yun)行期(qi)間的(de)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)主要表現為腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)泄漏和(he)失(shi)(shi)(shi)穩(wen)(wen)(wen)(wen)變(bian)形兩(liang)種形式(shi)，其中(zhong)以腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)居(ju)多。從腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)的(de)解剖(pou)分(fen)析(xi)發現，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)通(tong)常分(fen)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)穿(chuan)孔和(he)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂，其中(zhong)氯離子應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂約占整(zheng)個腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)的(de)95%。補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)失(shi)(shi)(shi)穩(wen)(wen)(wen)(wen)有強度(du)失(shi)(shi)(shi)穩(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)結構失(shi)(shi)(shi)穩(wen)(wen)(wen)(wen)兩(liang)種類(lei)型，強度(du)失(shi)(shi)(shi)穩(wen)(wen)(wen)(wen)包括內外壓(ya)補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)平面失(shi)(shi)(shi)穩(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)外壓(ya)補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)周向(xiang)失(shi)(shi)(shi)穩(wen)(wen)(wen)(wen)；結構失(shi)(shi)(shi)穩(wen)(wen)(wen)(wen)是內壓(ya)補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)的(de)柱失(shi)(shi)(shi)穩(wen)(wen)(wen)(wen)。

二(er)、設計疲勞壽命(ming)與穩(wen)定性(xing)及(ji)應(ying)力(li)腐蝕的關系

　　補(bu)償(chang)器(qi)的(de)設計主要(yao)考慮(lv)耐壓(ya)強度、穩(wen)定性和(he)疲勞(lao)性能(neng)等三個方面(mian)(mian)(mian)的(de)因素。雖(sui)然*標準和(he)美國EJMA標準對這幾(ji)方面(mian)(mian)(mian)的(de)計算(suan)和(he)評定都有(you)明確的(de)規(gui)定，但從(cong)多年的(de)應(ying)(ying)用(yong)實(shi)踐和(he)補(bu)償(chang)器(qi)失(shi)效分析中發現，標準中給出(chu)的(de)關于穩(wen)定性的(de)計算(suan)和(he)評定方法(fa)不(bu)夠(gou)全(quan)(quan)面(mian)(mian)(mian)，且疲勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)(ming)也僅(jin)給出(chu)了比較(jiao)粗的(de)界限范圍（平均疲勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)(ming)在(zai)(zai) 103～105適用(yong)）。有(you)時(shi)(shi)一(yi)個完全(quan)(quan)符合標準要(yao)求的(de)產(chan)品，在(zai)(zai)實(shi)際(ji)使用(yong)時(shi)(shi)也會(hui)出(chu)現一(yi)些(xie)問(wen)題。如內壓(ya)軸向型(xing)(xing)補(bu)償(chang)器(qi)預(yu)變位(wei)(wei)狀態(tai)在(zai)(zai)壓(ya)力(li)試驗(yan)時(shi)(shi)補(bu)償(chang)器(qi)易產(chan)生平面(mian)(mian)(mian)失(shi)穩(wen)，大直徑外壓(ya)軸向型(xing)(xing)補(bu)償(chang)器(qi)全(quan)(quan)位(wei)(wei)移(yi)工作狀態(tai)補(bu)償(chang)器(qi)易產(chan)生周(zhou)向失(shi)穩(wen)，小直徑復式拉桿型(xing)(xing)補(bu)償(chang)器(qi)、鉸鏈(lian)型(xing)(xing)補(bu)償(chang)器(qi)全(quan)(quan)位(wei)(wei)移(yi)工作狀態(tai)易產(chan)生柱失(shi)穩(wen)。補(bu)償(chang)器(qi)過大的(de)變形不(bu)僅(jin)對其(qi)(qi)穩(wen)定性造成(cheng)影響，還會(hui)為應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)提供有(you)利的(de)環(huan)境條件。 補(bu)償(chang)器(qi)疲勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)(ming)與其(qi)(qi)綜合應(ying)(ying)力(li)

　　補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)器(qi)(qi)的補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)量取(qu)決于其疲勞(lao)壽(shou)命，疲勞(lao)壽(shou)命越高(gao)，補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)器(qi)(qi)單波補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)量越小(xiao)。為了(le)降低成本，提高(gao)單波補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)量，有(you)些生產廠(chang)家將補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)器(qi)(qi)的許用(yong)疲勞(lao)壽(shou)命降得很低，這(zhe)樣會導致由位移引起的補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)器(qi)(qi)子午(wu)向彎(wan)曲應力(li)(li)很大(da)(da)，綜合應力(li)(li)很高(gao)，大(da)(da)大(da)(da)降低了(le)補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)器(qi)(qi)的穩定性。表1給出了(le)無加強U形補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)器(qi)(qi)許用(yong)疲勞(lao)壽(shou)命與(yu)子午(wu)向綜合應力(li)(li)及單波補(bu)(bu)(bu)(bu)償(chang)量之間的關(guan)系。

補償器的(de)綜合(he)應力與其(qi)耐壓強度

　　由標準(zhun)中給(gei)出的(de)(de)補(bu)(bu)償(chang)器平面穩(wen)定性(xing)和(he)周向(xiang)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)計算方法和(he)評定標準(zhun)可以看出，二者反(fan)映的(de)(de)均為(wei)強度問(wen)題(ti)。當補(bu)(bu)償(chang)器設計的(de)(de)許用壽命較(jiao)(jiao)低時，不僅其子午向(xiang)綜合應力(li)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)，環向(xiang)應力(li)也比(bi)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)，使補(bu)(bu)償(chang)器局部很快進入塑性(xing)變形，導致補(bu)(bu)償(chang)器失穩(wen)。

　　對(dui)于(yu)內(nei)壓(ya)補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)，位移應(ying)力(li)在(zai)(zai)補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)波峰和波谷處(chu)形(xing)成(cheng)塑性鉸，再加上壓(ya)力(li)應(ying)力(li)，補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)很快產生(sheng)平(ping)(ping)面(mian)失穩(wen)(wen)。這就是低疲(pi)(pi)勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)在(zai)(zai)位移條件(jian)下平(ping)(ping)面(mian)失穩(wen)(wen)壓(ya)力(li)遠低于(yu)高(gao)疲(pi)(pi)勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)的(de)補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)的(de)根本原因。例如在(zai)(zai)預變位狀(zhuang)態下，即補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)位移量為(wei)許(xu)(xu)(xu)用(yong)(yong)值的(de)1/2時(shi)(shi)，一(yi)個許(xu)(xu)(xu)用(yong)(yong)疲(pi)(pi)勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)為(wei)200次(ci)(ci)的(de)補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)，尚未達(da)(da)到(dao)其(qi)允許(xu)(xu)(xu)設(she)計(ji)壓(ya)力(li)時(shi)(shi)，已(yi)經產生(sheng)平(ping)(ping)面(mian)失穩(wen)(wen)；許(xu)(xu)(xu)用(yong)(yong)疲(pi)(pi)勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)為(wei)1000次(ci)(ci)的(de)補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)，達(da)(da)到(dao)設(she)計(ji)壓(ya)力(li)時(shi)(shi)，補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)處(chu)于(yu)平(ping)(ping)面(mian)穩(wen)(wen)定(ding)狀(zhuang)態，達(da)(da)到(dao)1.5倍設(she)計(ji)壓(ya)力(li)時(shi)(shi)，補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)處(chu)于(yu)臨(lin)界(jie)失穩(wen)(wen)狀(zhuang)態；許(xu)(xu)(xu)用(yong)(yong)疲(pi)(pi)勞(lao)壽(shou)命(ming)(ming)為(wei)2000次(ci)(ci)的(de)補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)達(da)(da)到(dao)設(she)計(ji)壓(ya)力(li)1.5倍時(shi)(shi)，補(bu)(bu)償(chang)(chang)器(qi)仍處(chu)于(yu)平(ping)(ping)面(mian)穩(wen)(wen)定(ding)狀(zhuang)態。

　　從外壓(ya)(ya)補(bu)(bu)償(chang)器(qi)縱(zong)向剖面看(kan)，相當于(yu)(yu)(yu)一個受(shou)壓(ya)(ya)力(li)的拱梁(liang)，工(gong)作時補(bu)(bu)償(chang)器(qi)處于(yu)(yu)(yu)拉伸狀態，相當于(yu)(yu)(yu)拱梁(liang)降低了拱高，其(qi)抗失穩(wen)的能力(li)自然降低。當補(bu)(bu)償(chang)器(qi)單波(bo)(bo)位(wei)(wei)移過大時，波(bo)(bo)紋(wen)平直(zhi)部(bu)分(fen)傾(qing)斜，使得補(bu)(bu)償(chang)器(qi)波(bo)(bo)峰(feng)直(zhi)徑有(you)縮小的趨勢，但波(bo)(bo)峰(feng)圓環直(zhi)徑是確(que)定的，為了協(xie)調變(bian)形(xing)，就會(hui)產生波(bo)(bo)峰(feng)塌陷，補(bu)(bu)償(chang)器(qi)周向失穩(wen)。在*相應的標(biao)準中，關于(yu)(yu)(yu)位(wei)(wei)移對(dui)補(bu)(bu)償(chang)器(qi)外壓(ya)(ya)周向穩(wen)定性的影響均未(wei)涉及(ji)，有(you)待于(yu)(yu)(yu)深入(ru)探討。

　　綜上所(suo)述，雖然至今為止在熱力管網的(de)應用過程(cheng)中尚(shang)未(wei)發現由疲勞(lao)而引(yin)起的(de)破壞，但補償器過低的(de)設計疲勞(lao)壽命(ming)，將會導致災難性的(de)后果。

補償(chang)器(qi)位(wei)移與其柱穩定(ding)性

　　對于復式拉(la)桿(gan)型(xing)(xing)和(he)鉸鏈型(xing)(xing)補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)(qi)，橫向(xiang)位移是由補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)(qi)角變(bian)位引起中間(jian)管(guan)段傾斜(xie)實現的。當補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)(qi)產(chan)(chan)生角變(bian)位時，補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)(qi)凸出側(ce)承(cheng)壓面積大(da)于凹陷側(ce)承(cheng)壓面積，導致(zhi)補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)(qi)附加(jia)了一個橫向(xiang)力(li)，較之軸向(xiang)型(xing)(xing)補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)(qi)更易產(chan)(chan)生柱失穩。顯然補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)(qi)單(dan)波位移越大(da)，補(bu)償(chang)(chang)器(qi)(qi)(qi)橫向(xiang)位移越大(da)，越易產(chan)(chan)生柱失穩。（本(ben)文(wen)章來自百度百科百度文(wen)庫(ku)等(deng)摘要）