波纹膨胀节失效因素及预防
波纹膨胀节是压力管道系统最常用的补偿元件，与其它受压元件如阀门、弯头、法兰等比较，它是管道系统中最薄弱的环节，同样也是最容易出事故的部位。几乎每年都有因波纹膨胀节失效而引起的财产损失，甚至人员伤亡的报道，这一现象己引起政府有关部门的高度重视，膨胀节制造与安装单位安全注册工作己开始运作。本文将从膨胀节设计、制造、安装、运行等诸多方面分析波纹膨胀节失效因素，并提出预防措施。2 失效现象及因素
2.1 柱失稳及平面失稳
柱失稳指波纹管的波纹连接发生横向偏移，使波纹管偏移后的实际轴线成弧形或成s形。波纹管因总厚度不够，难以抵御试验压力或运行压力，波纹管波数过多及波纹管同轴度偏差大等都容易产生柱失稳。平面失稳表现为一个或几个波纹平面相对于波纹管轴线发生转动而倾斜，但波纹管的圆心还基本在波纹管的轴线上。平面失稳的原因是由于在内压产生的子午向弯曲应力和周向膜应力的合力的作用下，波纹管发生了塑性变形，平面失稳多发生于波纹管处于压缩状态时。
柱失稳或平面失稳得不到控制，波纹形状发生较大的变化脱离了原有的计算模型，位移又集中在某一个或某几个波纹上，最终将导致膨胀节很快疲劳断裂。有时虽不至于立即破裂，但它大大降低了波纹管的疲劳寿命和承受压力的能力，通常应立即更换以确保安全。
2·2 因加工缺陷引起的失效
加工缺陷引起失效现象有很多种，有的在设计过程中因应力校核失误(或没做过应力枝核)已经决定了不可能生产出合格的产品，在加工过程中的缺陷主要有焊接缺陷及装配缺陷，其现象如下:
2.2.1 波纹管管坯焊接缺陷多层波纹管的管坯其单层厚度一般都小于2mm，其中0.5mm及0.8mm的管坯使用最广泛。对于薄壁管坯，其焊接缺陷主要是外部缺陷，如烧穿、未焊透、过烧、咬边等，按GB/T12777标准要求，焊缝表面应呈银白色或金黄色，但若气体保护效果不好及焊接工艺参数不正确均使焊缝呈深蓝色或黑色，直接导致焊缝的力学性能下降。
管坯焊接的缺陷很可能导致波纹管在使用过程中焊缝开裂。
2.2.2 波纹管端边熔焊缺陷对于多层波纹管，为了保证波纹管与法兰或接管的焊接质量，应采用电阻焊，将端边熔成单层。端边熔焊存在缺陷(多数是没焊透)，甚至没有此道工序，很容易出现层间渗透，波纹管里面儿层没有起到承压作用，仅外面一层或两层承压，承压能力不够，严重时导致波纹管发生塑性变形，出现所谓"肥肠"现象，最终使波纹管开裂。
2.2.3 受压筒节及整体焊接缺陷受压筒节及波纹膨胀节整体组装都是焊接结构，焊接后应对焊缝进行探伤检查。但目前多数生产波纹膨胀节的厂家没有探伤能力，焊工也没经过专门培训，因此，焊接缺陷是很难避免的。存在焊接缺陷的波纹膨胀节很容易出现泄漏现象，如果是有毒有害介质将会对人造成危害。
2.2.4 受力件缺陷 膨胀节中拉杆、铰链板、万向环、销轴及其连接附件是承受波纹管压力推力的受力件。在出现选材错误、强度不够或焊接缺陷时均能引起波纹管部分失效，如压扁、拉直等。
2.2.5 装配偏差 对于复式膨胀节以及直埋、抗弯型膨胀节，其工作波纹管可能在2个以上，如果出现装配偏差(俗话"犯卡")使一个或数个波纹管不能自由移动，波纹管无法参与补偿，而参与补偿的波纹管很快会因过度疲劳导致失效。
2·3 因安装错误引起的失效
有的施工队伍没有安装膨胀节的经验或没有足够的技术力量指导安装，很容易使本来合格的波纹膨胀节在使用时失效。安装失误主要有以下几种:
(1)固定支架强度不够，导向支架没有足够的导向性或布局不合理，其申危害最大的是固定支架不合格，在试压时可能出现管线推倒、波纹管被拉直破坏。
(2)管线不对中或波纹膨胀节受到扭转，两者都影响波纹膨胀节的正常工作，甚至损坏。
(3)轴向膨胀节没按要求预拉伸，横向型膨胀节没有冷紧使膨胀节在工作时超过额定补偿量，影响其寿命。
2·4 因选材错误引起的失效
波纹管、受压筒节、受力件所用材料应根据工况合理选材，尤其是波纹管所用材料应根据工作介质、环境温度、工作温度合理选材，选材失误可导致波纹管出现应力腐蚀、孔蚀失效，如果工作温度接近或超过材料的允许使用温度，波纹管很快就会损坏。
2·5 因腐蚀引起的失效
波纹膨胀节在设计、制造、安装过程中均达到标准要求时，其使用寿命往往达不到设计要求，这时膨胀节失效大部分是因腐蚀引起。绝大多数的波纹管是用奥氏体不锈钢制作的，而应力腐蚀和孔蚀是奥氏体不锈钢最常见的腐蚀现象。波纹管在成形时经冷作硬化，存在着残余应力，在工作时由于内压和位移的作用，波纹部分的应力很大，很容易造成应力腐蚀。无论工作介质还是环境介质氯离子超标时，都可能引起腐蚀失效。
3 失效案例及原因分析
以上列举了波纹膨胀节的失效现象。所有这些现象都可划分到设计、制造、安装、使用四个环节中，表1为近几年来膨胀节失效统计比例。关于膨胀节失效的案例很多，以下列举有代表性的案例并加以分析。
(1)1992年大连某区供热管网100多只波纹膨胀节变形破坏，推迟供热达半年之久。同年郑州热电厂由于采用某乡镇企业制造的设计错误的膨胀节，导致严重失稳变形。1998年抚顺某供热小区采用DN800一DN350多种规格的膨胀节运行一年后，大直径的膨胀节全部变形失稳。以上案例均因设计错误引起，由于没按标准进行应力校核，波纹管总厚度不够，一旦投入运行，必然产生波纹管失稳。