预应力塑料波纹管失效的相关分析

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预应力塑料波纹管失效的相关分析

发布时间: 2018-04-11文章分类: 塑料波纹管问题 来源:衡光波纹管

预应力塑料波纹管作为管道位移补偿的一种重要形式得到了广泛的应用,由于它所承受的外力复杂,应力较高,而且工作温度高,工作介质有较强的腐蚀性,因而常常发生失效,造成较大损失。

塑料波纹管使用问题

预应力塑料波纹管的失效情况

在单纯机械疲劳的情况下,多疲劳源情况下的裂纹通常分布在同一截面上的不同部位,然后向内扩展、相互连接直至发生瞬时断裂。然而在腐蚀疲劳情况下,一条主裂纹附近往往会出现多条次裂纹,它们分布于靠近主裂纹的不同截面上。这些裂纹彼此大体上相互平行向内扩展,达到一定长度后其扩展便停下来,而只有主裂纹继续扩展并导致断裂。因此,主裂纹附近出现的多条次裂纹的现象,是腐蚀疲劳失效的表面特征之一。

 

预应力塑料波纹管的失效原因

一般情况下,加载频率越低,腐蚀作用就越剧烈,断口形貌就更加接近应力腐蚀开裂的断口形貌[3]。由于预应力塑料波纹管没有进行固溶处理,因此它的抗蚀性较差,预应力塑料波纹管的残余拉应力没有得到消除,这是材料发生应力腐蚀的另一原因。

在裂纹扩展前期,预应力塑料波纹管内表面波峰处由于受到拉应力和腐蚀介质的共同作用,产生了应力腐蚀,断口表面呈现沿晶形貌,沿晶面上被腐蚀产物覆盖,说明载荷交变的频率较低或接近于恒载荷。

通过分析,认为预应力塑料波纹管的破坏模式是应力腐蚀和腐蚀疲劳,裂纹的前半段为应力腐蚀所致,后半段裂纹是由腐蚀疲劳引起的,预应力塑料波纹管在这种高温(500C 左右)、硫含量较高的环境下抗蚀性较差,这与预应力塑料波纹管未进行固溶处理有关。

 

预应力塑料波纹管失效的避免办法

根据上述分析,为防止预应力塑料波纹管的再次破坏,建议通过更合理的制造加工工艺(如进行固溶处理),提高材料的抗蚀性;从结构上减小或控制振幅较小、频率较高交变应力的产生。