波紋管補償器的失效主要有腐蝕泄漏和失穩兩種形式。通過(guò)正確地選擇波紋管制作材料和結構、合理設計波形參數和疲勞壽命、保證安裝質(zhì)量等措施，可提高波紋管補償器的安全可靠性。波紋管補償器之所以能夠在許多行業(yè)中得到廣泛應用，除具有良好的補償能力之外，高可靠性是主要原因。其可靠性是通過(guò)設計、制造、安裝、運行管理等多個(gè)環(huán)節來(lái)保證的，任何一個(gè)環(huán)節的失控都會(huì )導致補償器壽命的降低甚至失效。作者經(jīng)過(guò)多年統計發(fā)現，造成波紋管補償器失效的原因：設計占10%，制造廠(chǎng)家偷工減料占50%，安裝不符合設備說(shuō)明要求占20%，其余由運行管理不當引起。

波紋管補償器的失效類(lèi)型及原因分析：

1、失效類(lèi)型

　　波紋管的失效在管線(xiàn)試壓和運行期間均有發(fā)生。管線(xiàn)試壓時(shí)出現問(wèn)題主要有三種類(lèi)型：由于管系臨時(shí)支撐不當，或管系固定支架設置不合理，導致支架破壞，波紋管過(guò)量變形而失效；由于波紋管設計所考慮的壓力或位移安全富裕度不夠，管線(xiàn)試壓時(shí)波紋管產(chǎn)生失穩變形失效；補償器制造質(zhì)量問(wèn)題，制造廠(chǎng)偷工減料，5層不銹鋼私自改為3層或更少。

　　波紋管在運行期間的失效主要表現為腐蝕泄漏和失穩變形兩種形式，其中以腐蝕失效居多。從腐蝕失效波紋管的解剖分析發(fā)現，腐蝕失效通常分點(diǎn)腐蝕穿孔和應力腐蝕開(kāi)裂，其中氯離子應力腐蝕開(kāi)裂約占整個(gè)腐蝕失效的95%。波紋管失穩有強度失穩和結構失穩兩種類(lèi)型，強度失穩包括內外壓波紋管平面失穩和外壓波紋管周向失穩；結構失穩是內壓波紋管補償器的柱失穩。

2、設計疲勞壽命與穩定性及應力腐蝕的關(guān)系

　　波紋管的設計主要考慮耐壓強度、穩定性和疲勞性能等三個(gè)方面的因素。雖然國家標準和美國EJMA標準對這幾方面的計算和評定都有明確的規定，但從多年的應用實(shí)踐和波紋管失效分析中發(fā)現，標準中給出的關(guān)于穩定性的計算和評定方法不夠全面，且疲勞壽命也僅給出了比較粗的界限范圍(平均疲勞壽命在103～105適用)。有時(shí)一個(gè)完全符合標準要求的產(chǎn)品，在實(shí)際使用時(shí)也會(huì )出現一些問(wèn)題。如內壓軸向型補償器預變位狀態(tài)在壓力試驗時(shí)波紋管易產(chǎn)生平面失穩，大直徑外壓軸向型補償器全位移工作狀態(tài)波紋管易產(chǎn)生周向失穩，小直徑復式拉桿型補償器、鉸鏈型補償器全位移工作狀態(tài)易產(chǎn)生柱失穩。波紋管過(guò)大的變形不僅對其穩定性造成影響，還會(huì )為應力腐蝕提供有利的環(huán)境條件。

　　波紋管疲勞壽命與其綜合應力波紋管的補償量取決于其疲勞壽命，疲勞壽命越高，波紋管單波補償量越小。為了降低成本，提高單波補償量，有些生產(chǎn)廠(chǎng)家將波紋管的許用疲勞壽命降得很低，這樣會(huì )導致由位移引起的波紋管子午向彎曲應力很大，綜合應力很高，大大降低了波紋管的穩定性。降低疲勞壽命可以大幅度地提高波紋管單波位移，但同時(shí)波紋管綜合應力也有大幅度地提高，這必將對波紋管的強度和穩定性造成較大的影響。

　　波紋管的綜合應力與其耐壓強度由標準中給出的波紋管平面穩定性和周向穩定性的計算方法和評定標準可以看出，二者反映的均為強度問(wèn)題。當波紋管設計的許用壽命較低時(shí)，不僅其子午向綜合應力較高，環(huán)向應力也比較高，使波紋管局部很快進(jìn)入塑性變形，導致波紋管失穩。

　　對于內壓波紋管，位移應力在波紋管波峰和波谷處形成塑性鉸，再加上壓力應力，波紋管很快產(chǎn)生平面失穩。這就是低疲勞壽命波紋管在位移條件下平面失穩壓力遠低于高疲勞壽命的波紋管的根本原因。例如在預變位狀態(tài)下，即波紋管位移量為許用值的1/2時(shí)，一個(gè)許用疲勞壽命為200次的波紋管，尚未達到其允許設計壓力時(shí)，已經(jīng)產(chǎn)生平面失穩；許用疲勞壽命為1000次的波紋管，達到設計壓力時(shí)，波紋管處于平面穩定狀態(tài)，達到1.5倍設計壓力時(shí)，波紋管處于臨界失穩狀態(tài)；許用疲勞壽命為2000次的波紋管達到設計壓力1.5倍時(shí)，波紋管仍處于平面穩定狀態(tài)。

　　從外壓波紋管縱向剖面看，相當于一個(gè)受壓力的拱梁，工作時(shí)波紋管處于拉伸狀態(tài)，相當于拱梁降低了拱高，其抗失穩的能力自然降低。當波紋管單波位移過(guò)大時(shí)，波紋平直部分傾斜，使得波紋管波峰直徑有縮小的趨勢，但波峰圓環(huán)直徑是確定的，為了協(xié)調變形，就會(huì )產(chǎn)生波峰塌陷，波紋管周向失穩。在國內外相應的標準中，關(guān)于位移對波紋管外壓周向穩定性的影響均未涉及，有待于深入探討。

　　綜上所述，雖然至今為止在熱力管網(wǎng)的應用過(guò)程中尚未發(fā)現由疲勞而引起的破壞，但波紋管過(guò)低的設計疲勞壽命，將會(huì )導致災難性的后果。