液化氣體管路波紋管膨脹節(jié)試驗(yàn)方法解析

汪秋桐

(中國(guó)船級(jí)社江蘇分社， 江蘇 南京 210011)

1 產(chǎn)品試驗(yàn)背景

當(dāng)前,國(guó)際社會(huì)要求加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的呼聲日益高漲,世界各國(guó)及地區(qū)政府紛紛加強(qiáng)環(huán)保工作,在制定能源政策時(shí)傾向于使用清潔能源,以便減少污染以及對(duì)原油和原煤的依賴程度。低碳環(huán)保已成為全球航運(yùn)業(yè)發(fā)展的方向,作為清潔能源之一的天然氣日益受到人們的青睞。天然氣需求升溫,海運(yùn)量加大,大幅推動(dòng)了全球?qū)Τ袚?dān)天然氣海上運(yùn)輸?shù)囊夯烊粴獯?LNG船)的需求, 天然氣作為船舶動(dòng)力燃料可以達(dá)到國(guó)際海事組織(IMO)《MARPOL 73/78公約附則VI》2016年第3階段排放標(biāo)準(zhǔn)要求，因此受到國(guó)內(nèi)外航運(yùn)企業(yè)的廣泛關(guān)注。

波紋管膨脹節(jié)也稱補(bǔ)償器，是一種彈性補(bǔ)償裝置，主要用來(lái)補(bǔ)償管道或設(shè)備因溫度影響而引起的熱脹冷縮位移 (有時(shí)也稱熱位移)，往往還要承受一定的工作壓力。

由于安裝在液化天然氣動(dòng)力船氣體管路上的波紋管膨脹節(jié)是在-162 ℃超低溫狀態(tài)下工作的,用來(lái)吸收船舶所特有的位移和振動(dòng),以及承受管路裂紋漏氣導(dǎo)致的爆炸風(fēng)險(xiǎn)等,因此不能與安裝在普通管路上的波紋管膨脹節(jié)用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)和檢驗(yàn)。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)先行。 受制于行業(yè)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失以及加氣設(shè)施的不完善，我國(guó)LNG動(dòng)力船舶一直未得到大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。

對(duì)于普通管路用波紋管膨脹節(jié)，目前國(guó)內(nèi)主要標(biāo)準(zhǔn)如下：

GB/T 12777-2008 金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件；

GB 16749-1997 壓力容器波形膨脹節(jié)；

GJB 1996-1994 管道用金屬波紋管膨脹節(jié)通用規(guī)范；

GB 12522-2009不銹鋼波形膨脹節(jié)；

CB/T 1153-2008 金屬波形膨脹節(jié)。

中國(guó)船級(jí)社規(guī)范中關(guān)于LNG貨物和處理用管路中波紋管膨脹節(jié)的適用規(guī)范：《散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范》(2006)7月1日生效；《天然氣燃料動(dòng)力船舶規(guī)范》(2013)9月1日生效；國(guó)際公約或IACS統(tǒng)一要求關(guān)于LNG貨物和處理用管路中波紋管膨脹節(jié)要求：

MSC.370(93)及UR-G3(2013)要求中液化氣體貨物和處理用管路 IGF Code (MSC 94/21)。

依據(jù)安裝于6500HP單燃料港作拖船LNG燃料供氣系統(tǒng)加注管路上的U型波紋管膨脹節(jié)原型試驗(yàn)的試驗(yàn)大綱，編寫解析試驗(yàn)的要求和方法，型式試驗(yàn)樣品明細(xì)如表1所示。

表1 型式試驗(yàn)樣品明細(xì)

材料選用方面，由于奧氏體不銹鋼(SUS304，SUS316L)具有很好的低溫性能,在低溫條件(-196 ℃)時(shí),抗拉強(qiáng)度是常溫下的2.19～2.40倍，屈服強(qiáng)度是常溫下的1.25～2.12倍，延伸率下降到常溫下的70%～83%,所以通常選用以下材料制作LNG船用波紋管膨脹節(jié)，常用牌號(hào)不銹鋼材料適用溫度范圍如表2所示。

表2 常用牌號(hào)不銹鋼材料適用溫度范圍

本次型式試驗(yàn)按保守情況，在室溫下進(jìn)行2倍設(shè)計(jì)壓力的耐壓試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)項(xiàng)目

膨脹節(jié)是一個(gè)承受內(nèi)壓和位移載荷的彈性元件，不但要求其具備設(shè)計(jì)所要求的功能，還要保證其安全工作。為考核相關(guān)力學(xué)性能和安全性，必須進(jìn)行相關(guān)的性能試驗(yàn)。

根據(jù)中國(guó)船級(jí)社(CCS)《天然氣燃料動(dòng)力船舶規(guī)范》(2013)第3章，擬用于氣體管路的波紋管膨脹接頭應(yīng)進(jìn)行下述型式試驗(yàn)：過(guò)壓試驗(yàn)、2倍設(shè)計(jì)壓力的壓力試驗(yàn)、循環(huán)試驗(yàn)(熱運(yùn)動(dòng))、周期性疲勞試驗(yàn)(考慮船體變形)。

3 試驗(yàn)技術(shù)要求和試驗(yàn)方法

3.1 過(guò)壓試驗(yàn)

未經(jīng)預(yù)先壓縮的波紋管元件應(yīng)經(jīng)受不小于5倍設(shè)計(jì)壓力的壓力試驗(yàn)而不破裂，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間應(yīng)不少于5 min。

膨脹節(jié)有可能由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、制造質(zhì)量不符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求、或操作不當(dāng)?shù)仍蚨l(fā)爆破。

膨脹節(jié)爆破試驗(yàn)裝置和耐壓試驗(yàn)裝置基本相同,膨脹節(jié)爆破試驗(yàn)時(shí)，在不斷加壓的過(guò)程中，膨脹節(jié)波紋管的變形大致過(guò)程如下:當(dāng)壓力逐漸升至設(shè)計(jì)壓力時(shí)，波紋管外形無(wú)明顯變化,在壓力繼續(xù)升高后，波紋管會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，可能是平面失穩(wěn)，也可能是柱失穩(wěn)。當(dāng)直徑較小、波數(shù)較多時(shí)，即L/D(L為波紋管長(zhǎng)度，D為波紋管直徑)比值較大時(shí)，往往會(huì)發(fā)生柱失穩(wěn)，否則可能發(fā)生平面失穩(wěn)。當(dāng)出現(xiàn)失穩(wěn)后，繼續(xù)加壓，此時(shí)，波谷可能部分地被壓扁。壓力繼續(xù)上升，失穩(wěn)加劇。再繼續(xù)加壓，則波紋管產(chǎn)生明顯周向鼓脹，局部波形明顯鼓出，波谷也被拉曲。內(nèi)壓再繼續(xù)升高，最后會(huì)發(fā)生爆破，爆裂口一般是沿徑向開裂,此時(shí)可從壓力表上讀出最終的爆破壓力，爆破壓力不小于設(shè)計(jì)壓力的5倍，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間應(yīng)不少于5 min。試驗(yàn)樣品過(guò)壓試驗(yàn)時(shí)爆破壓力值如表3所示。

表3 試驗(yàn)樣品過(guò)壓試驗(yàn)時(shí)爆破壓力值

由于爆破壓力未滿足不低于5倍設(shè)計(jì)壓力的要求,經(jīng)與設(shè)計(jì)院商量,將設(shè)計(jì)壓力降低為1.0 MPa, 既滿足規(guī)范中LNG船用管路設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不小于1 MPa(表壓)的要求,又滿足了過(guò)壓試驗(yàn)要求。

普通管路上用波紋管膨脹節(jié)沒(méi)有爆破試驗(yàn)要求。

3.2 耐壓試驗(yàn)

對(duì)于帶有附件(法蘭、拉桿、鉸接件等)的原型膨脹接頭，應(yīng)在制造廠推薦的最大位移條件下，使其經(jīng)受2倍設(shè)計(jì)壓力的壓力試驗(yàn),不應(yīng)產(chǎn)生永久變形。根據(jù)材料可要求在最低設(shè)計(jì)溫度下進(jìn)行該試驗(yàn)。

膨脹節(jié)產(chǎn)品在出廠前，都必須按規(guī)定進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)膨脹節(jié)在超工作負(fù)荷條件下的宏觀強(qiáng)度，檢驗(yàn)它是否具備在設(shè)計(jì)載荷下安全運(yùn)行的能力，同時(shí)，可檢驗(yàn)膨脹節(jié)的致密性，檢查材料、結(jié)構(gòu)和制造工藝中可能存在的問(wèn)題。

耐壓試驗(yàn)時(shí)，要求兩端用盲板密封，還要將兩端固定，使之在壓力試驗(yàn)時(shí)不得伸長(zhǎng)，在一般情況下，用堅(jiān)固的拉桿拉緊兩端蓋。同時(shí)，須測(cè)量各波間的波距，由于規(guī)范中沒(méi)有明確產(chǎn)生永久變形的定義，只能借鑒普通管路上的波紋管膨脹節(jié)耐壓試驗(yàn)要求。

進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，在不失穩(wěn)的情況下，檢查波紋管波距的變化，在試驗(yàn)壓力下：對(duì)于不帶加強(qiáng)環(huán)(或穩(wěn)定環(huán))的膨脹節(jié)，受壓時(shí)最大波距與受壓前波距之比不得大于1.15;對(duì)于帶加強(qiáng)環(huán)的膨脹節(jié)，受壓時(shí)最大波距與受壓前波距之比不得大于1.20，否則判為永久性變形。

在液壓試驗(yàn)時(shí)，可用室溫水作試驗(yàn)介質(zhì)。對(duì)奧氏體不銹鋼波紋管膨脹節(jié)，試驗(yàn)用水的氮離子含量應(yīng)不越過(guò)25 ppm。試驗(yàn)時(shí)，壓力應(yīng)緩緩上升，當(dāng)加壓至設(shè)計(jì)壓力后，壓力應(yīng)逐級(jí)增加，每級(jí)壓力級(jí)差不超過(guò)試驗(yàn)壓力的10%，一直升壓至規(guī)定的試驗(yàn)壓力，并保壓10 min，此時(shí)，各連接部位和焊縫處應(yīng)無(wú)滲漏、無(wú)異常變形和異常響聲，并測(cè)量波距，分析波距的變化，判斷其是否發(fā)生過(guò)失穩(wěn)現(xiàn)象，并作出質(zhì)量結(jié)論。在膨脹節(jié)使用中，內(nèi)壓過(guò)大可使波紋管喪失穩(wěn)定，即出現(xiàn)屈曲。屈曲對(duì)波紋管的危害在于它會(huì)大幅降低波紋管的疲勞壽命和承受壓力的能力。最常見的2種形式是柱屈曲和平面屈曲。柱屈曲指波紋管的中部整體側(cè)向偏移。當(dāng)波紋管的長(zhǎng)度與直徑之比比較大時(shí)這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，與壓桿失穩(wěn)相似,一般外壓不會(huì)產(chǎn)生柱屈曲。平面屈曲指1個(gè)或多個(gè)波紋平面發(fā)生移動(dòng)或偏轉(zhuǎn)，即這些波紋的平面不再與波紋管軸線保持垂直。變形的特點(diǎn)是1個(gè)或多個(gè)波紋出現(xiàn)傾斜或翹曲，當(dāng)波紋管的長(zhǎng)度與直徑之比比較小時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。

通常為防止波紋管在試驗(yàn)條件下發(fā)生屈曲，試驗(yàn)壓力應(yīng)低于或等于極限設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，這是根據(jù)材料在室溫下能夠保持柱穩(wěn)定或平面穩(wěn)定的力學(xué)性質(zhì)而確定的,而LNG管路用波紋管膨脹節(jié)的過(guò)壓試驗(yàn)壓力不低于2倍設(shè)計(jì)壓力,要求相當(dāng)高。

當(dāng)普通管路上的波紋管膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液壓試驗(yàn)不足以反映出各點(diǎn)試壓要求，或因其他原因不適合進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，可考慮進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力通常為設(shè)計(jì)壓力的1.1倍。進(jìn)行氣壓試驗(yàn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)必須有可靠的安全防護(hù)措施。進(jìn)行氣壓試驗(yàn)的膨脹節(jié)的主要焊縫應(yīng)進(jìn)行100%的無(wú)損探傷檢測(cè)。氣壓試驗(yàn)介質(zhì)一般為干燥、清潔的空氣，也可以是氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w，試壓過(guò)程中，首先緩慢升壓至規(guī)定試驗(yàn)壓力的10 %，保壓5～10 min，并對(duì)所有焊縫和連接部位進(jìn)行初次檢查，若無(wú)泄漏，可繼續(xù)升壓至規(guī)定試驗(yàn)壓力的50 %，若無(wú)異常情況，其后，按每級(jí)為規(guī)定試驗(yàn)壓力的10 %逐級(jí)升壓到試驗(yàn)壓力，保壓10 min，此間壓力應(yīng)保持不變。不得采用連續(xù)加壓的方法維護(hù)壓力，不得在有壓力的情況下緊固螺拴。經(jīng)肥皂液或其他方法檢查，無(wú)漏氣、無(wú)可見異常變形為合格。

由于規(guī)范及IACS其他統(tǒng)一要求中均沒(méi)有具體氣壓試驗(yàn)壓力和試驗(yàn)結(jié)果的判斷要求，目前LNG船用波紋管膨脹節(jié)原型耐壓試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行氣壓試驗(yàn)。

3.3 循環(huán)試驗(yàn)(熱運(yùn)動(dòng))

對(duì)完整的膨脹接頭應(yīng)進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn)，在壓力、溫度、軸向運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和橫向運(yùn)動(dòng)等條件下，完整的膨脹接頭應(yīng)能良好地承受至少與實(shí)際使用中所遇到的同樣多的循環(huán)次數(shù)。在保守情況下，允許在室溫下進(jìn)行試驗(yàn)。

系統(tǒng)裝置開、停工操作或正常操作中的溫度變化都可能引起管道及設(shè)備的熱脹冷縮，從而使波紋管產(chǎn)生伸縮變形。有些場(chǎng)合，也會(huì)由于機(jī)械位移而產(chǎn)生伸縮變形。這些位移變化所引起的應(yīng)力往往是交變應(yīng)力。另外，操作壓力的波動(dòng)也會(huì)引起交變應(yīng)力，U形膨脹節(jié)作為波紋管膨脹節(jié)的元件，所承受的反復(fù)載荷產(chǎn)生的應(yīng)力常超過(guò)本身材料的屈服極限，這樣會(huì)引起高應(yīng)變低循環(huán)疲勞破壞。

波紋管補(bǔ)償器的疲勞壽命與補(bǔ)償量成反比例關(guān)系，關(guān)于疲勞壽命的計(jì)算，各國(guó)所用公式不盡相同，但都同源于柯芬(Coffin)-曼森(Manson)公式，柯芬和曼森分別提出描述塑性循環(huán)應(yīng)變范圍與材料循環(huán)壽命之間的關(guān)系式。

關(guān)于膨脹節(jié)疲勞的設(shè)計(jì)計(jì)算公式或曲線一般有2類:一類是半經(jīng)驗(yàn)的理論公式，如以曼森-柯芬公式為基礎(chǔ)推演而得的蘭格公式；另一類是以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的公式或曲線，像美國(guó)膨脹節(jié)制造商協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(EJMA)中的計(jì)算式和曲線。從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，EJMA的計(jì)算公式與實(shí)際情況較為接近，但是各種設(shè)計(jì)公式或圖線都有一定適用條件。同時(shí)，疲勞壽命的影響因素很多，數(shù)據(jù)也較為分散，因此，為實(shí)際考核膨脹節(jié)的抗疲勞性能或?yàn)闄z驗(yàn)波紋管是否可以承受預(yù)定的變形循環(huán)次數(shù)，很有必要進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。

疲勞試驗(yàn)應(yīng)在專用的疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，目前常用的疲勞試驗(yàn)機(jī)有液壓式和機(jī)械式等2類。

對(duì)于設(shè)計(jì)溫度在材料蠕變溫度下的膨脹節(jié)，試驗(yàn)可在常溫下進(jìn)行，關(guān)于試驗(yàn)溫度，《關(guān)于金屬波紋管膨脹節(jié)相關(guān)技術(shù)參數(shù)的提示和銘牌標(biāo)注事宜》(CND/CMC(2011))通知已明確，如果波紋管設(shè)計(jì)溫度高于所用材料的蠕變溫度，疲勞試驗(yàn)須在設(shè)計(jì)溫度下進(jìn)行，條件苛刻，目前還沒(méi)有廠家進(jìn)行過(guò)該項(xiàng)試驗(yàn)。奧氏體不銹鋼(SUS304，SUS316L)蠕變溫度不高于435 ℃，根據(jù)不同材料，明確膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)溫度不超出材料的蠕變溫度，工作溫度超出材料蠕變溫度的只能選用耐高溫的材料設(shè)計(jì)制造。

在進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，波紋管內(nèi)可以是常壓，也可以是變化的壓力。后者更接近于膨脹節(jié)的實(shí)際使用工況。通常循環(huán)位移是拉壓對(duì)稱位移循環(huán)，也可以從自由長(zhǎng)度進(jìn)行軸向壓縮至規(guī)定值的位移循環(huán)。決定循環(huán)試驗(yàn)速率時(shí)，應(yīng)使位移在各波間能均勻分配，一般以每分鐘不超過(guò)30次為宜。

疲勞試驗(yàn)中，當(dāng)波紋管出現(xiàn)穿透性裂紋時(shí)，即認(rèn)為已發(fā)生疲勞破壞。此時(shí)測(cè)得的循環(huán)壽命，即為膨脹節(jié)的實(shí)際疲勞破壞壽命(次)。

由于波紋管疲勞試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)穿透性裂紋的時(shí)間無(wú)法確定，通常按照膨脹節(jié)在設(shè)計(jì)壓力和軸向總位移量情況下，經(jīng)過(guò)大于2倍的設(shè)計(jì)疲勞壽命試驗(yàn)后，無(wú)泄漏且無(wú)穿透壁厚的裂紋即滿足要求。

3.4 周期性疲勞試驗(yàn)(考慮船體變形)

對(duì)完整的膨脹接頭應(yīng)在無(wú)內(nèi)壓的情況下進(jìn)行周期性疲勞試驗(yàn)，即用模擬相當(dāng)于補(bǔ)償管段的波紋管運(yùn)動(dòng)的方式，在不高于5 Hz的頻率下，至少進(jìn)行2×106次循環(huán)。但只有當(dāng)管路由于布置原因而實(shí)際上會(huì)承受船體變形載荷作用時(shí)，才要求進(jìn)行這種試驗(yàn)。

由于DZUH型波紋管膨脹節(jié)安裝于真空絕熱雙層管的內(nèi)管直管上，外管與船體有連接，但內(nèi)管并未與船體直接連接，且長(zhǎng)度不長(zhǎng)，船體的變形對(duì)內(nèi)管不產(chǎn)生作用,可申請(qǐng)免試。但對(duì)于安裝于大型船舶的長(zhǎng)管段，考慮船體變形的影響，這個(gè)循環(huán)試驗(yàn)如何進(jìn)行尚未可知。查閱資料，無(wú)此類試驗(yàn)的相關(guān)方法和要求，規(guī)范和統(tǒng)一要求G3(2013)也無(wú)如何模擬的具體介紹，建議借鑒GB/T 14525-2010《波紋金屬軟管通用技術(shù)條件》中擺動(dòng)彎曲試驗(yàn)(無(wú)內(nèi)壓)的方法和要求進(jìn)行試驗(yàn)和判定。

3.5 氣密試驗(yàn)

膨脹節(jié)氣密試驗(yàn)的主要目的是檢驗(yàn)焊縫及各個(gè)可拆連接密封部位的致密性和密封性，以保證膨脹節(jié)在工作條件下嚴(yán)密不漏。只有當(dāng)工作介質(zhì)為易燃易爆或?yàn)橹卸任：σ陨蠒r(shí)，真空條件下操作且真空度大于0.085 MPa時(shí)或?qū)π孤┯刑厥庖髸r(shí)，才進(jìn)行氣密試驗(yàn)。 所謂易燃介質(zhì)是指與空氣混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限與下限之差值≥20%的氣體，如甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)丙氫烷、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷，丙烯、甲烷等。

所謂中度危害介質(zhì)，根據(jù)GB 5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》的規(guī)定是指最高允許濃度為1.0～10 mg/m3的介質(zhì)，按規(guī)定危害程度分4級(jí)，其中中度危害為Ⅲ級(jí)、極度危害為I級(jí)。中度危害介質(zhì)有：二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氫等。

氣密試驗(yàn)應(yīng)在耐壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行，若耐壓試驗(yàn)為氣壓試驗(yàn)時(shí)，則無(wú)需進(jìn)行氣密試驗(yàn)。氣密性試驗(yàn)壓力一般取1倍的設(shè)計(jì)壓力。氣密試驗(yàn)前，應(yīng)使膨脹節(jié)兩端固定，防止試驗(yàn)時(shí)膨脹節(jié)端部移動(dòng)。在試驗(yàn)時(shí)，壓力應(yīng)緩緩上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后保壓10 min，不得有泄漏現(xiàn)象。試驗(yàn)介質(zhì)溫度應(yīng)不低于5℃。

在氣密試驗(yàn)時(shí)，可采用以下方法檢查是否泄漏。

(1) 在焊縫、法蘭等連接部位涂抹發(fā)泡劑(如用重量比為10%的肥皂水)進(jìn)行檢查。若有泄漏，該處會(huì)出現(xiàn)鼓泡。

(2) 沉水檢查。對(duì)于尺寸不大的膨脹節(jié)，通常將其沉沒(méi)于水池中檢查，根據(jù)有無(wú)氣泡冒出，判斷是否嚴(yán)密。

(3) 在試驗(yàn)氣體介質(zhì)中加入1%的氨氣，在外壁焊縫等處貼上比焊縫寬20 mm的試紙， 觀察有無(wú)顏色變化判斷是否滲漏。例如，酚酞試劑浸漬過(guò)的試紙遇到氨氣就會(huì)呈現(xiàn)紅色。

4 結(jié) 論

通過(guò)安裝在6 500 HP單燃料港作拖船LNG 燃料供氣系統(tǒng)加注管路上的U型波紋管膨脹節(jié)原型試驗(yàn)項(xiàng)目的大綱編寫和試驗(yàn)，認(rèn)為L(zhǎng)NG動(dòng)力船舶相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)缺乏，目前只能借鑒普通管路用膨脹節(jié)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)和檢驗(yàn)，基于上述要求編擬的試驗(yàn)大綱通過(guò)中國(guó)船級(jí)社總部的審核，這一困局希望在LNG動(dòng)力船舶相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后得以解決。

中國(guó)船級(jí)社《天然氣燃料動(dòng)力船舶規(guī)范》(2013)在循環(huán)試驗(yàn)(熱運(yùn)動(dòng))和周期性疲勞試驗(yàn)(考慮船體變形)這2個(gè)項(xiàng)目試驗(yàn)要求和最新的IGF Code(2015)(MSC 94/21)中的試驗(yàn)要求有差別：

(1)A cyclic test (thermal movements) shall be performed on a complete expansion joint, which shall withstand at least as many cycles under the conditions of pressure, temperature, axial movement, rotational movement and transverse movement as it will encounter in actual service. Testing at ambient temperature is permitted when this testing is at least as severe as testing at the service temperature.

最新的IGF Code(2015)試驗(yàn)溫度要求應(yīng)該至少在產(chǎn)品正常工作溫度下進(jìn)行，而非保守情況下允許在室溫下進(jìn)行試驗(yàn)。

(2) A cyclic fatigue test (ship deformation, ship accelerations and pipe vibrations) shall be performed on a complete expansion joint, without internal pressure, by simulating the bellow movement corresponding to a compensated pipe length, for at least 2,000,000 cycles at a frequency not higher than 5 Hz. This test is only required when, due to the piping arrangement, ship deformation loads are actually experienced.

該試驗(yàn)除考慮船體變形，還應(yīng)該考慮船舶加速和管路振動(dòng)，即要求進(jìn)行循環(huán)疲勞試驗(yàn)是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)考慮管路布置或船體變形負(fù)荷產(chǎn)生波紋管疲勞的情況，而并非只有當(dāng)由于布置原因而承受船體變形載荷作用時(shí)，才要求進(jìn)行這種試驗(yàn)。因此，需考慮管路布置引起的振動(dòng),日后的LNG管路用波紋管膨脹節(jié)試驗(yàn)要求會(huì)發(fā)展得更全面。

[1] 山本忠一，張麗英.超低溫用波紋管型伸縮接頭[J].國(guó)外艦船技術(shù)(材料類)，1979(8)：29-37.

[2] 錢逸.波紋管膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[EB/OL].www.jz.docin.com/p-6100325.html.

[3] 中國(guó)船級(jí)社.散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范[S].2016.

[4] 中國(guó)船級(jí)社.天然氣燃料動(dòng)力船舶規(guī)范[S].2017.

[5] 中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司.金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件：GB/T 12777-2008[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[6] 中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司.不銹鋼波形膨脹節(jié)：GB/T 12522-2009[M]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[7] 國(guó)家科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì).金屬波形膨脹節(jié)：CB/T 1153-2008[M]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.