熱網(wǎng)工程波紋管補(bǔ)償器破壞及失效的問題分析

[摘要]本文首先針對熱網(wǎng)中波紋管補(bǔ)償器損壞的類型原因進(jìn)行逐一的論述，并在此基礎(chǔ)上，建設(shè)性的提出了對應(yīng)的改進(jìn)措施。

[關(guān)鍵詞]波紋管補(bǔ)償器；損壞類型；改進(jìn)措施

波紋補(bǔ)償器擁有結(jié)構(gòu)緊湊、流動阻力較小、補(bǔ)償量高、無泄漏、維護(hù)量低等很多優(yōu)勢，在最近幾年當(dāng)中，波紋補(bǔ)償器常被用作熱網(wǎng)管道當(dāng)中一個重要的附件，在我國得到了廣泛的運(yùn)用，我公司的熱網(wǎng)工程中也大量使用了波紋管補(bǔ)償器，但是隨著熱網(wǎng)使用年限的不斷增加，波紋補(bǔ)償器在時常會出現(xiàn)失靈、管件損害等供熱中斷事故，目前有很多供熱單位對波紋管補(bǔ)償器的性能產(chǎn)生的了懷疑。我公司也曾多次出現(xiàn)該類事故，因此有必要對波紋管補(bǔ)償器破壞及失效問題進(jìn)行分析和研究。

1、波紋管補(bǔ)償器損壞類型分析

1.1疲勞腐蝕

在上世紀(jì)八十年代，中國絕大多數(shù)熱網(wǎng)是使用套筒補(bǔ)償器，伴隨著改革開放的不斷深入，城市建設(shè)速度的不斷提升，在我國熱網(wǎng)當(dāng)中，開始嘗試采用不銹鋼材料的波紋管補(bǔ)償器，并以此替代了套筒補(bǔ)償器在中國熱網(wǎng)當(dāng)中的地位。盡管波紋管補(bǔ)償器在使用的過程中具有上文所闡述的一系列優(yōu)勢，但是其缺點(diǎn)也在使用過程當(dāng)中逐漸被暴露了出來，如不銹鋼的抗腐蝕能力極差、波紋管補(bǔ)償器的安裝精度要求過高、一旦發(fā)生泄漏現(xiàn)象無法開展修補(bǔ)等。這些十分明顯的缺點(diǎn)給熱網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來了隱患。

對波紋管補(bǔ)償器使用壽命造成影響的原因是多樣化的，但最為常見的原因就是腐蝕損壞和失穩(wěn)損壞。在城市熱網(wǎng)當(dāng)中所采用的波紋管補(bǔ)償器，允許形變次數(shù)通常在500-1000次之間。其安全系數(shù)為15，實(shí)際允許使用壽命應(yīng)超過400次以上，一個正常運(yùn)轉(zhuǎn)的熱網(wǎng)，若每年開啟20次左右，那么波紋管補(bǔ)償器的使用壽命，至少會在20年以上。

但是數(shù)據(jù)研究顯示，在部分城市熱網(wǎng)當(dāng)中，波紋管補(bǔ)償器在使用5-6年之后，即出現(xiàn)失靈、腐蝕泄漏等問題，導(dǎo)致供熱單位不得不對其進(jìn)行更換。部分城市使用波紋管補(bǔ)償器，因?yàn)榈叵滤幌鄬^高，埋地管外套管腐蝕損壞。導(dǎo)致波紋管補(bǔ)償器常年在水中進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。在這種惡劣的環(huán)境下，波紋管補(bǔ)償器僅工作5-6年便出現(xiàn)問題也就不奇怪了。此外有些北方城市在冬天道路結(jié)冰之后，有關(guān)人員噴灑融雪劑等鹽類物質(zhì)，這些物質(zhì)在滲入地下，接觸到波紋管之后，會讓波紋管表面發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，同樣也會導(dǎo)致波紋管補(bǔ)償器達(dá)不到預(yù)期的使用壽命。

波紋管補(bǔ)償器遭到腐蝕損害的主要原因是工作環(huán)境惡劣。因?yàn)椴y管補(bǔ)償器是多層復(fù)合板構(gòu)成的，這種損害會呈現(xiàn)逐層遞進(jìn)式。并且波紋管在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所呈現(xiàn)的膨脹狀態(tài)還會讓腐蝕速度提升，在腐蝕達(dá)到一定程度之后，波紋管補(bǔ)償器便會出現(xiàn)破損現(xiàn)象，導(dǎo)致該部件的失靈。

1.2設(shè)計(jì)布置

伴隨著中國城市的快速發(fā)展，在近幾年當(dāng)中熱網(wǎng)的鋪設(shè)方法已經(jīng)由原來的地溝鋪設(shè)轉(zhuǎn)變成為了直埋鋪設(shè)。直埋鋪設(shè)在設(shè)計(jì)形式上又被分成無補(bǔ)償鋪設(shè)和有補(bǔ)償鋪設(shè)。其中，有補(bǔ)償鋪設(shè)的設(shè)計(jì)理念仍舊是原有地溝鋪設(shè)當(dāng)中的彈性運(yùn)算原理。除了將地溝取消之外，固定支架、補(bǔ)償器、檢查井的數(shù)量，并沒有得到降低；而無補(bǔ)償鋪設(shè)的設(shè)計(jì)理論是使用安定性分析理論，最大程度讓管件和管材應(yīng)力水平得以發(fā)揮，憑借科學(xué)的運(yùn)算，在保障管道安全的原則下，最大程度降低固定支架和補(bǔ)償器數(shù)量。

在熱網(wǎng)工程設(shè)計(jì)中必須要關(guān)注直埋鋪設(shè)和地溝鋪設(shè)在選擇波紋管補(bǔ)償器時的不同，因?yàn)楣艿赖哪Σ练绞酱嬖诓町?。其受力形式、形變方式、形變程度、固定地點(diǎn)等都有著不同的運(yùn)算方式，如果沒有開展正確的運(yùn)算，波紋管補(bǔ)償器便會在使用過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的形變，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障或者失靈。例如：在某熱網(wǎng)當(dāng)中，針對波紋管補(bǔ)償器的駐點(diǎn)位置運(yùn)算，在設(shè)計(jì)過程中工作人員考慮到補(bǔ)償器與駐點(diǎn)之間的距離核對、補(bǔ)償器的安裝形式與駐點(diǎn)之間的關(guān)系、摩擦力的方向等都有可能導(dǎo)致波紋管補(bǔ)償器在使用過程中出現(xiàn)失靈現(xiàn)象。

1.3安裝施工

正確進(jìn)行波紋管補(bǔ)償器的安裝，是保障熱網(wǎng)安全正常運(yùn)行以及提升熱網(wǎng)運(yùn)行壽命的重要前提。在某些熱網(wǎng)工程當(dāng)中，施工單位在安裝軸向補(bǔ)償器時，遇見了管線相互交叉的情況，他們擅自把管線進(jìn)行切斷之后和補(bǔ)償器進(jìn)行連接，導(dǎo)致補(bǔ)償器無法軸向開展補(bǔ)償。在管網(wǎng)運(yùn)行過程當(dāng)中，橫向形變量過大導(dǎo)致波紋管補(bǔ)償器出現(xiàn)受力不均勻的情況由此產(chǎn)生應(yīng)力疲勞。還有的施工單位，擅自將波紋管補(bǔ)償器的安裝位置進(jìn)行改變或者把軸向補(bǔ)償器當(dāng)作橫向補(bǔ)償器進(jìn)行使用，這些問題，都有可能對波紋管補(bǔ)償器造成極大的傷害。

因?yàn)闊峋W(wǎng)工程施工過程當(dāng)中，經(jīng)常遇到困難，施工現(xiàn)場的真實(shí)狀況和原有設(shè)計(jì)之間存在有很大的差異，所以施工單位不得不針對熱網(wǎng)設(shè)計(jì)開展大幅度的更改。線路的變動、垂直方向變坡等狀況會對補(bǔ)償器線路會產(chǎn)生極大的影響，但是很多施工單位并沒有進(jìn)行高度的重視。一些固定支架在管道走向發(fā)生變化之后，原本并不承擔(dān)壓力推力轉(zhuǎn)變成承擔(dān)壓力或推力并且會產(chǎn)生很大的彎矩，一旦沒有針對這些設(shè)計(jì)方面的問題進(jìn)行處理，便很容易使得固定支架產(chǎn)生損毀，致使安全事故的發(fā)生。如表1所示該表即為在綜合上文內(nèi)容之后所總結(jié)出的波紋管補(bǔ)償器損壞類型：

2、相關(guān)意見和建議

針對以上情況，目前我公司考慮優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，采用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，盡量不在埋地管道中布置補(bǔ)償器，考慮在不影響周邊環(huán)境的情況下，每隔一段距離，在兩個固定支架之間，選擇合適位置，將供熱管道引出地面，在地面以上安裝旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，如下圖：

此外，熱網(wǎng)單位還需要增強(qiáng)對設(shè)備的檢查力度，并對檢查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確。只有做到以上兩點(diǎn)，在熱網(wǎng)當(dāng)中補(bǔ)償器的損壞概率便能夠大幅度降低，在保證供熱安全穩(wěn)定的同時，給供熱單位帶來更加豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語：

在熱網(wǎng)當(dāng)中，針對補(bǔ)償器的選擇應(yīng)具有科學(xué)性和合理性，供熱單位需要根據(jù)實(shí)際情況采用對應(yīng)措施進(jìn)行處理，使得設(shè)備在更好的環(huán)境條件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，有效提升補(bǔ)償器的使用壽命。另外，供熱單位還需要定期指派專業(yè)人員對補(bǔ)償器開展檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，將其扼殺于萌芽狀態(tài)，只有這樣才能讓熱網(wǎng)使用保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。