金属波纹补偿器是由1个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。该设备具有结构紧凑、流动阻力小、零泄漏、不用维修等优点，应用在石油、化工、液化气、电力输送以及城镇供水等领域。该产品出现质量问题，会影响生产。文中针对这方面的现状进行了分析，对_管道的正常运行有重要意义。

国内金属波纹补偿器行业虽然起步较晚，但综合来看，在质量、管理等方面取得了较大进步。从2005年开始，我国加强了对金属波纹补偿器行业的监管力度，质检总局理顺了制造许可与生产许可的关系，明确了金属波纹补偿器属于特种设备之一纳入特种设备正常监察，并且从2005年开始，先后发布了一系列标准规范金属波纹补偿器的制造、试验、安装、使用和定期检验等。

金属波纹补偿器质量现状分析

从质量问题可以看出，问题主要集中在失稳变形、疲劳破坏、焊接缺陷以及综合应力方面。

1、失稳变形

通常表现为平面失稳或柱失稳，在设计的压力和位移范围内，产品发生明显变形，不符合标准规定。尤其在补偿位移和压力共同作用下更容易发生失稳现象，发生失稳后，产品的疲劳寿命显著降低。波纹管发生失稳现象的原因通常有以下几点：

（1）不按标准进行设计，如采取减少设计层数、总体壁厚、波纹数量，降低材料品质等手段，导致产品本身性能降低，如耐压性能不足、补偿能力不够等，引起失稳。

（2）在生产产品时缺少制造工艺以_产品性能与设计相符，而且产品生产过程中缺少质量控制，导致试验样品外形不匀称，波高、波距离散较大，波纹管局部应力集中，使产品发生失稳现象。

2、疲劳破坏

TSG D7002一2006 （管道元件型式试验规则》要求疲劳寿命试验的循环次数应不低于2 000次，而实际中有一些产品疲劳寿命失效次数不足500次。实际运行中，在金属波纹补偿器波峰或波谷附近

区域内的应力易_过材料的屈服强度，进而产生大范围塑性变形，当塑性变形累计到相应程度，波纹管局部产生微裂纹，微裂纹长大或合并，波纹管_可能出现疲劳断裂失效。在试验过程中，失稳引起失效比例较大，当产品运行中发生失稳时，失稳波吸收的补偿位移增加，其所受位移应力变大，疲劳寿命次数显著减少。

3、焊接缺陷

在检验过程中，金属波纹补偿器受压筒节纵焊缝不合格比例较高，射线探伤结果不合格率较高，多为未焊透缺陷，另外还存在氧化严重、夹渣、夹钨、内凹等现象；波纹管管坯纵焊缝出现未融合现象比例也较大。

未焊透缺陷原因：焊接电流小，根部间隙小，焊接速度过快，焊枪角度不正常等。

氧化严重缺陷原因：打底焊时，管内充压装置未能起到良好的保护作用，焊缝背面将氧化；焊接过程中对熔池及焊丝端头保护不良，或焊丝表面有氧化杂质。

夹渣、夹钨缺陷原因：被氧化的焊丝端头未清理即送入熔池中；若钨_长度伸出量过大，焊枪动作不稳定，钨_与焊丝或钨_与熔池相碰后，又未终止焊接。

内凹缺陷原因：装配间隙小，焊接过程中焊枪摆动幅度大，致使电弧热量不能集中于根部，产生了背面焊缝低于试件表面的内凹现象。

碟簧结构压力平衡波纹补偿器由波纹管、4个碟簧组件、接管池有的结构没有接管）、法兰等组成。由碟簧组件产生的拉力与波纹管内压产生的推力平衡，补偿器对设备没有推力，_了设备的正常运行。

波纹补偿器整体装配时，4根螺杆分别穿过各碟簧筒内的碟簧组，螺杆的螺纹端穿过法兰1的螺栓孔，用螺母与法兰1固定。碟簧筒一端与球面垫圈2焊接在一起，另一端由锁紧螺母6锁紧在螺杆上。在补偿器轴向位移时，碟簧的压缩量发生变化，产生的弹性力也随之变化，弹性力变化值与碟簧组数成反比，碟簧组数越多，单个碟簧的位移量越小，碟簧组弹性力变化越小，不平衡的轴向推力越小。反之，碟簧组数越少，单个碟簧的位移量越大，碟簧组弹性力变化越允不平衡的轴向推力越大。

该补偿器设计时，除根据工作介质的压力、温度、补偿量及安装长度设计波纹管的波高、波距、层数及波数外，要根据碟簧的材料、结构尺寸、单片碟簧作用力与碟簧变形量的关系、碟簧组件补偿力的大小、碟簧允许的变形量，确定碟簧组件的碟簧组合形式及组数和每组中的碟簧片数。

法兰、波纹管、接管组焊后，将碟簧组件按设计要求装配到补偿器上。碟簧组件在装配到补偿器之前，应根据波纹管内力大小，将碟簧组预压至要求的长度，使碟簧组的弹性力总和等于波纹管内压力，之后用锁紧螺母锁紧。_碟簧组产生的弹性力与设备内压产生的推力相平衡。

2主要检验项目

由于高压组合电器用金属波纹补偿器应用在高压的环境中，因此对该补偿器的产品质量有很高的要求，无论从外观质量还是制造精度上，都高于普通波纹补偿器。产品除通过设计、制造等技术来_质量外，还要通过严格的检验对其进行验证。

高压组合电器用波纹补偿器，在设计、制造、检验等方面，其要求都高于普通管线用波纹补偿器。因此，其设计、制造难度大，检验项目多。

目前高压组合电器用波纹补偿器产品的主要性能指标、设计、制造水平已经达到国外同类产品的_技术水平，满足了国内外高压组合电器系统的要求。