金屬波紋管的疲勞機理介紹

　　金屬波紋管是一種表面呈波紋狀的薄壁元件，一般由奧氏體不銹鋼、高鎳合金制造，是石油化工、工程中重要的彈性元件。金屬波紋管的疲勞失效會給系統帶來危害。因此，保證波紋管的使用壽命具有重要意義。

　　疲勞是材料或構件在低于其靜強度的交變載荷作用下，某些局部或大范圍區域首先進入屈服狀態，在局部地區出現高度的塑性變形（通常在材料或構件表面），萌生多種類型的內部，如位錯、滑移、孔洞等等，形成一定的應力集中，這種局部的反復的塑性變形，經一定的時間后導致微裂紋的產生，微裂紋長大、合并，形成一條或幾條主裂紋，主裂紋逐漸擴展并產生斷裂。

　　在實際運行過程中，尤其是開停車及變工況工作時，金屬波紋管波峰或波谷附近局部區域內的應力超過材料的屈服強度而產生大范圍的塑性變形，當塑性變形累積到一定的程度，金屬波紋管局部區域產生微裂紋，微裂紋長大、合并，形成一條或幾條主裂紋，金屬波紋管就有可能會出現低周疲勞斷裂失效。在工程上，金屬波紋管的低周疲勞斷裂失效大多是由這種原因造成的。

　　自從1956年，Becht對U形波紋管進行了研究，疲勞壽命作為金屬波紋管設計的一個重要指標，從事波紋管設計的工作者對金屬波紋管的疲勞壽命進行了大量的研究工作。當金屬波紋管的實際工作溫度低于材料的蠕變溫度時，通常不考慮溫度對疲勞壽命的影響。

　　Becht(1989)介紹了EJMA標準、ASME B31.3和《ASME鍋爐及壓力容器規范》Ⅷ篇一分篇附錄BB以及二分篇中金屬波紋管疲勞曲線的數據來源及適用范圍。