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上海闵彬管业有限公司

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薄壁不锈钢金属软管失效形式分析

2015-6-15 21:00:42点击:

  目前随着科技高速发展,薄壁不锈钢金属软管在航天、航空、冶金、钢铁、建筑、纺织领域应用越来越广泛。

   作为各类管路工程中柔性联接元件,金属软管具有重量轻、体积小、耐腐蚀、耐高温、承压高,吸收振动、补偿管道中大的位移偏差特点。为保证管路的正常运行,必须防止易损柔性元件金属软管发生失效。 下面就我公司生产的薄壁不锈钢金属软管在实际使用中出现的各种类型失效形式及失效原因作一简要分析。 金属软管失效形式分析 薄壁不锈钢金属软管在结构上包括柔性波纹管和接头两部分。柔性波纹管外部包有起保护和承压作用的不锈钢丝网套。接头又分为和波纹管相连接的部分(内连接部分)及与工程管路(或机体)相连接的部分(外连接部分)。 不锈钢金属软管的失效形式通常有以下几种。 

   1、金属软管中的波纹管发生开裂及泄漏 (1)焊缝开裂 金属软管中的柔性波纹管段,大多采用纵缝焊管。往往由于纵缝焊本身质量缺陷使管强度不够导致焊缝处开裂破坏。这中破坏属波纹管纵焊缝质量问题,所以应加强对焊缝质量的控制。 (2)波纹管耐压不够发生爆破 由于输送介质压力、温度过高,波纹管耐压不够而发生爆坡。此种破坏属设计选型失误所致,应该严格按软管设计选型标准进行选型,确定波纹管的参数和网套参数。 (3)腐蚀穿孔破坏 由于波纹管的材质大多为lCrl8Ni9Ti、OCrl8Ni9等奥氏体型不锈钢,这些不锈钢中含有较多的非金属夹杂物(如硅酸盐、氧化物、TiN等门当管路中通腐蚀性介质时,就会在焊缝熔合线边缘或其它薄弱点形成腐蚀性穿透微孔。波纹管管材很薄,一般在0.15~0.8之间,在这样薄的材质上形成腐蚀穿透是很容易的。要防止这种破坏,就要选用合 格的不锈钢带材(敏化等系列试验合格),同时也要防止波纹管在生产和运输中受到外来的机 械损伤所造成的波纹管的破坏。 (4)疲劳破坏 在动态工作状态下,金属软管受到循环载荷作用往往发生疲劳裂纹破坏。 此种破坏属正常失效。为延长使用寿命应保证软管设计选型正确,安装准确无误,不使软管产生扭曲等附加应力。

    2、金属软管铠装钢丝网套拉脱或断裂使波纹管外鼓失效 金属软管中的不锈钢丝网套主要是对波纹管起保护作用和承受波纹管内介质压力(主要 是轴向力)作用。网套包覆在波纹管外部,两端与波纹管和端环及接头焊接。 (1)虚焊造成丝网套拉脱 由于焊接质量的原因,使波纹管、环和钢丝网套在三位一体焊 接过程中造成部份钢丝的虚焊(过烧或末焊上)。这样软管装入管路后由于钢丝受力不均,在介质压力作用下,虚焊处钢丝先拉脱,使整个钢丝网套拉脱,致使波纹管外鼓失效,发生危 险。为杜绝发生这种情况,应提高焊接质量,软管出厂前应进行水压及气密试验考核,合格后才能出厂。 (2)安装不当,造成丝网拉断 软管在安装过程中,由于安装不当,或承受压力过高时,软管将受到拉伸及扭曲作用,当拉伸或扭曲产生的应力超出软管钢丝网套的极限强度时,会使软管三位一体焊接部位的网套或其它部位的网套拉断,进而使波纹管外鼓拉伸破坏,引起介质泄漏、为此应要求设计及选型准确,安装正确无误。

   3、金属软管接头(内连接部分)焊接质量缺陷,造成软管泄漏失效 软管管体在与软管接头焊接时,当操作不当时,会产生焊接缺陷,而这些缺陷在试压检查时又很难发现。当软管接入介质管路,长期使用后会因疲劳等原因、,使缺陷处发生裂纹或断裂,最终造成输送管路的介质泄漏。

   4、金属软管接头(内连接部分)腐蚀失效,导致软管介质泄漏 金属软管接头材质均为1Crl8Ni9Ti或SUS304等不锈钢。不锈钢中的夹杂物(如硅酸盐、氧化物等),有时呈链状分布状态,当受到焊接的热影响或酸性介质等作用时,会形成穿透微孔,使软管内介质泄漏。为防止此种失效,要求选用合格的不锈钢接头材料及合理的焊接工艺。

    5、金属软管接头外连接部分的疲劳破坏使软管失效 ; 6、金属软管接头外连接部分的密封性失效 由接头外连接部分的刚度不足,产生疲劳变形,密封接触面应力下降造成的泄漏,可通过重新设计及重新选材来避免。而由接头密封圈(垫)损坏、老化等造成的泄漏可通过更换密封件来解决。