眾所周知，波紋管的設計主要考慮三個方面的因素：耐壓強度、穩定性和疲勞性能。在國家標準和美國EJMA標準中，對這幾方面的計算和評定都有明確的規定。

從多年的應用實踐中，尤其是從一些波紋管失效分析中，感到標準中給出的關于穩定性的計算和評定方法不夠全面；關于疲勞壽命也僅給出了比較粗的界限范圍（平均疲勞壽命N_c在10³～10⁵適用）。有時，一個完全符合標準要求的產品，在實際使用時也會出現一些問題。如內壓軸向型補償器預變位狀態在壓力試驗時波紋管易產生平面失穩，大直徑外壓軸向型補償器全位移工作狀態波紋管易產生周向失穩，小直徑復式拉桿型補償器、鉸鏈型補償器全位移工作狀態易產生柱失穩。波紋管過大的變形不僅對其穩定性造成影響，變形引起的綜合應力的增加，還會為應力腐蝕提供有利的環境條件。以下將就波紋管穩定性與疲勞壽命（單波補償量）的關系及波紋管綜合應力與應力腐蝕的關系進行簡要分析。

a. 波紋管疲勞壽命與其綜合應力

波紋管的補償量取決與其疲勞壽命，要求的疲勞壽命越高，波紋管單波補償量越小。為了降低成本，提高單波補償量，有些生產廠家將波紋管的許用疲勞壽命降的很低。這樣就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。表1給出了無加強U形波紋管許用疲勞壽命與子午向綜合應力及單波補償量之間的關系。

表1    波紋管許用疲勞壽命與綜合應力及單波補償量之間的關系

關于表1的幾點說明：

1） 綜合應力σ_t為由位移和壓力引起的波紋管子午向綜合名義應力；

2） 波紋管平均疲勞壽命N＝［N］×10；

3） 單波位移給出的是以許用壽命1000次為參照的參考值。

由表1可以清楚的看出，降低疲勞壽命可以大幅度的提高波紋管單波位移，但同時波紋管綜合應力也有大幅度的提高，必將對波紋管的強度和穩定性造成較大的影響。

b. 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，其實二者反映的均為強度問題。當波紋管設計的許用壽命較低時，不僅其子午向綜合應力較高，其環向應力也比較高，使得波紋管局部很快進入塑性，導致波紋管產生失穩。

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。例如在預變位狀態下，即波紋管位移量為許用值的1/2時，一個許用疲勞壽命為200次的波紋管，尚未達到其允許設計壓力時，已經產生平面失穩；許用疲勞壽命為1000次的波紋管，達到設計壓力時，波紋管處于平面穩定狀態，達到1.5倍設計壓力時，波紋管處于臨界失穩狀態；許用疲勞壽命為2000次的波紋管達到設計壓力1.5倍時，波紋管仍處于平面穩定狀態。

外壓波紋管從縱向剖面看，相當于一個受壓力的拱梁，工作時波紋管處于拉伸狀態，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大時，波紋平直部分傾斜，使得波紋管波峰直徑有縮小的趨勢，但波峰圓環直徑是確定的，為了協調變形，就會產生波峰塌陷，波紋管周向失穩。在國內外相應的標準中，關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，雖然至今為止在供熱管網的應用過程中尚未發現由疲勞而引起的破壞，但波紋管過低的設計疲勞壽命，可能會導致災難性的后果。

c. 補償器位移與其柱穩定性

對于復式拉桿型和鉸鏈型補償器，橫向位移是由波紋管角變位引起中間管段傾斜實現的。當波紋管產生角變位時，波紋管凸出側承壓面積大于凹陷側承壓面積，導致補償器附加了一個橫向力，較之軸向型補償器更易產生柱失穩。顯然波紋管單波位移越大，補償器橫向位移越大，越易產生柱失穩。

d. 波紋管綜合應力與應力腐蝕