波纹补偿器利用波纹管的有效伸缩变形，补偿管线因温度升高、机械冲击和振动而导致的位移变化，从而起到提高管道刚度，降低管线发生变形率，提高使用寿命的目的。波纹补偿器作为一种补偿元件，材质多为奥氏体不诱钢，多应用在管路、阀门、减震、密封等连接处。要使补偿器充分的发挥作用，_需要刘补偿器制造的各个环节进行质量控制。波纹管补偿器失效的原因，除了正常的疲劳磨损外，主要的原因_是腐蚀损坏。本文以某一304不锈钢波纹补偿器为例，分析补偿器失效的原因。

1、初步检查

本文研究的不锈钢波纹管在安装调试的过程中发生故障，故障表现为其环形管在开始齐法兰处整体断裂。此金属补偿器为304不锈钢材质，为单层结构的补偿器，断口同波纹管补偿器本身呈轴向垂直，且断口平整，可见到明显的颗粒。

2、波纹补偿器失效原因分析

2.1奥氏体晶界弱化

通常情况下，对于奥氏体不锈钢来说有一个敏感化的温度区间在做固溶处理时，奥氏体不锈钢倘若较长时间的停留在敏化温度区间，奥氏体晶界成分中的碳化铬_会发生沉淀然后析出，这样_会导致奥氏体晶界附近的固溶体中铬的浓度逐渐发生降低直至贫化，从而使晶界区域的含铬量无法满足钝化的需求，导致奥氏体晶界弱化。本文研究的波纹管补偿器为奥氏体组织形态，奥氏体晶界发生弱化而导致的失效。

2.2腐蚀破裂

2.2.1腐蚀开裂的机理分析

金属波纹管补偿器常常工作在高温高压的环境中，时常会受到具有较强腐蚀性的介质的作用，而波纹管在制作成形方面又具有自身特殊的工艺，所以成形后的波纹管会有较大的应力残余，再加上工作应力和介质压力的作用，波纹管补偿器机体被腐蚀破坏，从而补偿器发生失效。而波纹管补偿器因腐蚀作用发生破裂时，在材料表面却看不到明显的腐蚀痕迹，也没有明显的腐蚀产物。可以说，应力腐蚀开裂是一种潜在的波纹管破坏形式，通常腐蚀会分为三个阶段发展：首先在波纹管的金属表面会出现很微小的坑点，也_是点蚀坑，随着腐蚀程度的增加，加上拉应力的作用，点蚀坑逐渐扩大形成细小的不明显的裂纹，裂纹逐渐扩大，在腐蚀的作用下和拉应力的影响下逐渐扩大呈细长的裂缝；在局部产生的集中的拉应力的作用下，裂纹快速发展加长加深，从而导致材料整体发生断裂，波纹管补偿器被破坏，发生失效。

2.2.2波纹管补偿器应力腐蚀的影响因素

波纹管补偿器发生应力腐蚀的影响因素很多，但是主要与其制作祠质、介质和应力条件相关。

卫应力腐蚀体系。应力腐蚀体系是通过基本材料和介质共同配合建立起来的。金属波纹管补偿器的材质以奥氏体不诱钢为主，此种材质在一些特殊的环境下容易发生腐蚀作用，如氯离子。但是应力腐蚀的敏感程度同环境的温度、湿度、离子浓度以及含氧量有着直接的关系，其中以温度的影响很大。

对于波纹补偿器来说，其受力结构具有它的特殊性，在使用波纹补偿器的过程中，不仅要具有它的压力承载能力，同时还要保持柔性存在。从现今波纹管的制作工艺来看，多为机械成形或者液压成形，这两种成形方式都是通过让管子内部膨胀产生变形来达到波纹制作的目的。利用弹性力学的方法对波纹管进行应力分析，管壁发生塑性变形后会有残余压力产生，且残余压力的大小跟变形量是成正比的，这_使成形的波纹管材料育较大的残余应力在局部位置集中。

3、波纹管补偿器应力腐蚀失效的解决方法

3.1材料的选择

对于金属波纹补偿器来说，其制作材料以奥氏体不锈钢为主，要有效的提高此种金属材料的抗应力腐蚀能力，可通过合金化得方式，改变材质的金属特性来达到目的。主要方法有：提高材质中的镍含量，增加硅的添加量，少量的添加合金元素，如钦、铝等与氮或者碳反应活跃的合金元素，达到提高奥氏体不诱钢_性和抗破裂的能力。

3.2固溶处理

波纹补偿器在加工制的过程中，波纹管成形后先对其进行消除应力退火工序。通常对于奥氏体不诱钢材质，在加工后其本身的_的性能会发生减退改变，如果刘成形后的波纹管在进行固溶处理后，可使其退化的_特性得到某种程度的纠正，降低点蚀坑的发生率，从而提高了抗腐蚀能力。

3.3减少介质中的氯离子含量

金属波纹补偿器有其自身的应用环境，不可避免的会受到介质的腐蚀作用，可采取添加缓蚀剂的方式降低点蚀坑的发生率。控制介质中的氯离子含量，对于提高奥氏体不锈钢材质的刚度，增强其抗腐蚀能力，降低失效发生率具有相应的作用。