波纹管膨胀节作为管道位移补偿的一种重要形式,近年来在石油、化工、冶金、电力、水泥、建筑、城市区域供热等行业中得到了极其广泛的应用。然而在实际使用过程中发现,波纹管膨胀节的失效除少量是疲劳破坏及非正常因素破坏外,多为腐蚀破坏,且以应力腐蚀破坏居多。根据不锈钢波纹管在使用中的这一特点,本论文从波纹管的残余应力测定、金相分析和腐蚀试验三方面着手,找到引起奥氏体不锈钢波纹管应力腐蚀的致因;同时通过对固溶处理的研究,掌握了有效防止不锈钢波纹管应力腐蚀的方法。论文的研究工作只要从以下三方面入手。即:1.波纹管残余应力的研究。根据国内外相关标准“CB3395-92”和“E837-81”,采用小孔法对固溶处理前后的不锈钢波纹管进行加工残余应力的测定。通过固溶处理前后及不同冷加工成形方式试件之间的残余应力比较,说明了固溶处理之后,不锈钢波纹管在冷加工成形过程中形成的残余应力由固溶处理前的拉应力转变成固溶处理后的压应力,且应力的数值有所降低。这对改善不锈钢波纹管的抗应力腐蚀性能是极其有效的。同时结果显示了,不同冷加工成形工艺在波纹管中形成的残余应力的大小是不一样的。这对研究各种成形工艺的特点,以及如何提高不锈钢波纹管的抗应力腐蚀性能提供了依据。2.应力腐蚀试验研究。参照国家相关标准GB4334-84“不锈钢42%MgCl2应力腐蚀试验方法”,将固溶处理前后的不锈钢波纹管放在沸腾的42%MgCl2溶液中进行应力腐蚀试验。通过试验验证了,不同冷加工成形工艺和不同材料的不锈钢波纹管的抗应力腐蚀性能的影响是不同的。固溶处理对提高不锈钢波纹管的抗应力腐蚀性能是有效的。3.波纹管成形态材料的金相分析。通过光学和电子显微镜对波纹管试件材料的金相观察,证实固溶处理后,材料的组织基本恢复到材料形变前的状态。这对改善冷加工成形后材料的电化学性能,提高材料在腐蚀介质中的稳定性是有益的。试验也证实了,不同成形工艺对不锈钢材料金相组织改变的程度是不同的。通过本论文的研究,可以确认:奥氏体不锈钢波纹管所处的恶劣环境氛围(例如氯离子等)以及波纹管本体过高的应力水平(包括各种残余应力和工作应力)<WP=4>是导致波纹管应力腐蚀的外因;而波纹管成形过程中产生的形变,造成材料金相组织的不利改变则是引发波纹管应力腐蚀的内因。因此选用合理的成形工艺,优选适宜的材料可以减少金属波纹管应力腐蚀的可能性。固溶处理是改善和提高奥氏体不锈钢波纹管抗应力腐蚀能力的有效措施。