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影响预应力塑料波纹管可靠性的因素

　预应力塑料波纹管是一种带横向波纹的圆柱形薄壁弹性壳体，其生产历史已有一百多年，是一个比较特殊的结构。在使用中要求它既要有一定的承压能力，hdpe塑料波纹管，又要有良好的柔性，还应具有稳定性和一定的疲劳寿命。对于各种不同的操作工况要求，预应力塑料波纹管有多种形式。就波的形状而言，以U型预应力塑料波纹管应用较为广泛，其次还有c型、Q型、矩形和S型等;就层数而言，分为单层和多层预应力塑料波纹管。另外还可以根据是否带有加强环来将预应力塑料波纹管分成有加强型预应力塑料波纹管和无加强型预应力塑料波纹管两种形式。

　　随着预应力塑料波纹管在工业中的广泛应用，其可靠性备受关注，由于其特殊的几何结构和恶劣的工作环境，几乎每年都有因预应力塑料波纹管失效而引起的事故报道。预应力塑料波纹管是系统中较薄弱的环节之一，同样也是较*出事故的部位。因此，对预应力塑料波纹管失效类型及其原因进行分析，对于**整个装置的安全运行有重大意义。

　　预应力塑料波纹管的可靠性是通过设计、制造、安装、运行管理等多个环节来保证的，任何一个环节的失控都会导致补偿器寿命的降低甚至失效。其失效形式主要分为以下四种。

　　(1)腐蚀和共振引起的断裂　　预应力塑料波纹管的断裂在预应力塑料波纹管的应用过程中是较常见也是发生较多的一种，塑料波纹管 品牌，其中因腐蚀造成的预应力塑料波纹管开裂的现象包括腐蚀减薄、应力腐蚀、腐蚀疲劳等，另外，当预应力塑料波纹管的自振频率与系统中任一振动频率相同或相近而产生的共振也会导致预应力塑料波纹管的疲劳寿命锐减从而快速开裂。

　　(2)失稳　　由于预应力塑料波纹管特殊的几何形状在压力和位移的作用下会造成失稳。预应力塑料波纹管的失稳分为平面失稳和柱状失稳。若柱失稳或平面失稳得不到控制，波纹形状就将发生较大的变化，脱离原有的计算模型，位移又集中在某一个或某几个波纹上，致使预应力塑料波纹管失去工作能力，较终将导致预应力塑料波纹管很快疲劳断裂。

　　(3)设计不合理　　预应力塑料波纹管强度设计和材料的选择不当是造成其失效的重要原因。

　　(4)缺陷分为材料的缺陷以及施工缺陷　　材料的缺陷主要在于预应力塑料波纹管的生产厂家制造管件的技术质量差以及制造管件的材料的质量差。施工缺陷主要是由于安装质量不佳、焊接质量差以及运输过程中造成的机械损伤。这些缺陷一旦造成，在高温高压强腐蚀的工况下，较易造成预应力塑料波纹管未达到疲劳寿命而提前失效。

预应力塑料波纹管的厚度对刚度和应力的影响

刚度和工作应力是预应力塑料波纹管的主要特性，它们取决于波纹的几何尺寸，特别是取决于其壁厚。塑料波纹管的参数对性能营销很大，工程上广泛应用的预应力塑料波纹管大多具有两个特点，液压成型且环板处变形远大于环壳处。

　　针对这两个特点，考虑到预应力塑料波纹管在加工成型时产生厚度随半径增大而减薄的实际现象，取厚度按半径的幂函数变化规律，对工业上常用预应力塑料波纹管轴向刚度计算公式进行修正。使用MSC公司的有限元软件MSC.Nastran进行计算，并实测一组预应力塑料波纹管刚度数据。

　　通过有限元计算和实测数据的对比，验证考虑厚度变化的必要性和有效性，中山塑料波纹管，解释了此公式在计算时出现结果偏大的原因，同时直观的表示出厚度变化对计算结果的影响，对实际工程应用有一定意义。

　　通过引入厚度变化参数 γ ，很*观察到圆环板处的厚度变化对刚度的影响较为显著。这与环板的变形远大于环壳变形的实际情况相符合。因此可以参考修正后的公式，调整波高ω这一设计参数来达到设计刚度。

　　在实际应用中，可以通过简单测量以确定厚度变化参数，适用于多种成型方法制作，以及同种方法制作但厚度变化有差异的预应力塑料波纹管。相对于原有公式，具有较为广泛的适用性。实验测量和计算均表明，厚度变化对与预应力塑料波纹管各项性能的影响具有不可忽视的作用。

　　通过引入厚度变化参数，对工程上常用的预应力塑料波纹管轴向计算公式进行修正，pe塑料波纹管 400，弥补了其计算结果数值普遍偏大的缺点，在减小误差的同时并不影响原有公式直观和简洁的形式，又可以观察波深对刚度的影响。对预应力塑料波纹管的性能和结构设计有一定帮助。