疲勞壽命時管道波紋補償器的重要性能考核指標。目前TSG D7002—2006《壓力管道元件型式試驗規(guī)則》中要求疲勞壽命試驗的循環(huán)次數(shù)應不低于2000次。而實際中有一些產品疲勞壽命失效次數(shù)不足500次。
在實際運行中,在管道波紋補償器波峰或波谷附近區(qū)域內的應力易超過材料的屈服強度進而產生大范圍塑性變形,當塑性變形積累到程度,波紋管局部產品微裂紋,微裂紋長大或合并,波紋管就可能出現(xiàn)疲勞斷裂失效。在試驗過程中,失穩(wěn)引起失效比較較大。當產品運行中發(fā)生失穩(wěn)時,失穩(wěn)波吸收的補償位移增加,其所受位移應力變大,從而疲勞壽命次數(shù)減少。
對疲勞壽命較低的波紋補償器進行失效分析時發(fā)現(xiàn),在應力檢驗項目上,其產品綜合應力較大。試驗表明應力對管道波紋補償器性能有很大影響。
波紋補償器的綜合應力較高會使得波紋管局部很快進入塑性變形,導致波紋管失穩(wěn)。對于內壓波紋補償器,位移應力在波紋管波峰或波谷處形成塑性變形,復合壓力應力,波紋管易產生平面失穩(wěn)。通過EJMA標準中給出的波紋管平面溫度性和周向穩(wěn)定性的計算方法和評定標準可以看出,波紋管的綜合應力與其耐壓強度二者反映的均為強度問題。同時,從許用壽命公式中可以看出,較高的綜合應力會導致壽命降低,從而降低波紋管性能,并且為應力腐蝕提供有利的環(huán)境條件。