工業(yè)管道安裝過程中應(yīng)注意的問題

工業(yè)管道安裝過程中應(yīng)注意的問題摘要:根據(jù)國(guó)家勞動(dòng)部在＜＜?jí)毫艿腊踩芾砗捅O(jiān)督規(guī)范＞＞中對(duì)壓力管道限定的范圍,結(jié)合事例，從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸和安裝等安全技術(shù)因素，分析了壓力管道的安全現(xiàn)狀,并就提高壓力管道安全性給了一系列意見。在我們的壓力管道使用過程中，常常會(huì)遇到一些問題,有的是制造過成中遺留下的,有的是不按規(guī)范安裝遺留下的，有的是管理不善或使用不當(dāng)引起的，但更重要的可能與我們的設(shè)計(jì)不到位，考慮不周全有很大關(guān)系。即使沒有上述缺陷的管道投入運(yùn)行后也必須定期檢測(cè)和維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理及排除。目前在管道安裝上應(yīng)注意下面一些問題。（一） 管道柔性分析在工業(yè)管道的使用過程中，產(chǎn)生應(yīng)力的因素有很多種，其中最主要的是有重力，壓力等作用而引起的一次應(yīng)力，和由于管道變形受到約束而引起的二次應(yīng)力。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中往往比較注重流程的設(shè)計(jì)，管道的布置，保證管道在三維空間不相交并整齊好看，但對(duì)于管道布置的合理性往往不夠重視，特別是溫度的影響只做定性分析。先進(jìn)的柔性分析技術(shù)考慮很多復(fù)雜的因素影響，例如當(dāng)管道因?yàn)闊釢q和冷縮而引起變形從而對(duì)設(shè)備、土建基礎(chǔ)產(chǎn)生很大作用力，反之設(shè)備和土建基礎(chǔ)對(duì)管道也產(chǎn)生很強(qiáng)的發(fā)作用力。如果系統(tǒng)具有足夠的柔性就可以盡可能小的避免上述影響的發(fā)生。通過柔性分析其實(shí)我們也許只要對(duì)管道進(jìn)行不大的改動(dòng)就可以是安全性得到很大的改善。在管道設(shè)計(jì)中，增加柔性的方法有：改變管道的走向（包括n型彎）選用波紋管補(bǔ)償器及選用彈性支吊架等。圖1為我公司在太倉(cāng)振輝安裝的燃煤加熱爐項(xiàng)目中循環(huán)油泵與燃煤爐進(jìn)口連接管道單線圖，工作的溫度為320°C,工作壓力為1.6MPa,兩管口中心距為2.5m,泵出口公稱直徑為150mm,通過變徑接管口公稱直徑為250mm的管子，A處為變徑安裝處。運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)變徑管和長(zhǎng)徑法蘭焊接處出現(xiàn)裂紋,嚴(yán)重影響安全,通過對(duì)管道進(jìn)行柔性分析發(fā)現(xiàn)此處有很大的橫向推力和推力矩,于是決定對(duì)管道進(jìn)行改動(dòng),鑒與場(chǎng)地有限不便改動(dòng)管道的走向,經(jīng)過慎重的考慮決定將變徑管移至B處，在提高了管道的柔性同時(shí)將變徑管由高應(yīng)力區(qū)移動(dòng)至低應(yīng)力區(qū)。結(jié)果運(yùn)行至今,結(jié)果令人十分滿意。圖2為離心泵的設(shè)計(jì)管路,為了在其出口管道設(shè)計(jì)中增加其柔性,減小泵口所承受的壓力和力矩,我們?cè)黾恿酥У跫艿脑O(shè)計(jì)。為了不讓閥門的重量直接作用于泵口,我們?cè)赾,d處增加了支吊架,如果管道存在垂直方向的位移,可以考慮用彈性支吊架,使熱態(tài)時(shí)管道不會(huì)脫空,仍能承受管道的載荷。同時(shí)在對(duì)稱位置的附近設(shè)立導(dǎo)向支架，如在g處，其作用是承受遠(yuǎn)端管道的水平推力，避免直接作用于泵管口處。多臺(tái)泵布置時(shí)，泵間管道（ef段）熱膨脹產(chǎn)生的作用力往往是泵口受力超標(biāo)的主要原因，如果這一原因使泵口受力不合要求，應(yīng)考慮增加與垂直段連接部分的長(zhǎng)度（ce）段以吸收連接段的熱膨脹，ce和df段就是為了吸收ef段熱膨脹而增加的。B2 b當(dāng)管徑比較大，場(chǎng)地受到限制并所需補(bǔ)償量較大時(shí)，我們就要考慮采用，來增加管道的柔性。但波紋管補(bǔ)償器制造復(fù)雜，造價(jià)高，適用于低壓大口徑管道。波紋管補(bǔ)償器是管路中的薄弱部分，應(yīng)少采用。（二） 管道振動(dòng)分析在管道系統(tǒng)中，管道振動(dòng)是一種常見現(xiàn)象，當(dāng)管道振動(dòng)嚴(yán)重時(shí)將加速裂紋的開裂和擴(kuò)展，影響到運(yùn)行的安全。我們很難完全避免管道的振動(dòng)，但我們應(yīng)將振動(dòng)控制在一定的范圍內(nèi)。最常見的是往復(fù)式壓縮機(jī)和往復(fù)式循環(huán)泵管道的振動(dòng)以及兩相流、風(fēng)、地震、機(jī)器振動(dòng)等引起的振動(dòng)。由于管道振動(dòng)的問題比靜力問題要復(fù)雜的多，對(duì)于常規(guī)的管道設(shè)計(jì)，我們不可能也沒必要對(duì)所有管道都進(jìn)行詳細(xì)的理論分析和計(jì)算。在管道應(yīng)力分析中，對(duì)于大多數(shù)振動(dòng)問題我們往往將問題簡(jiǎn)化或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。下面是某廠空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)氣流管路，兩臺(tái)壓縮機(jī)同時(shí)供系統(tǒng)用氣，在調(diào)試時(shí)就發(fā)現(xiàn)管路振動(dòng)的很厲害，運(yùn)行數(shù)小時(shí)管路就出現(xiàn)了裂紋。我們通過分析覺得該管路氣流的壓力不均勻度偏高，超過系統(tǒng)允許的推薦值。因?yàn)閴嚎s機(jī)管路中氣流是脈動(dòng)的，當(dāng)氣流通過彎頭、三通、變徑、控制閥、盲板是會(huì)產(chǎn)生激振力使管路產(chǎn)生振動(dòng)。所以我們決定在管路氣流出口出增加一個(gè)0.5m3緩沖罐，結(jié)果管路的振動(dòng)大大緩解?！?管系的固有振動(dòng)頻率要與振源的振動(dòng)頻率要錯(cuò)開，可以防止產(chǎn)生共振。管道中的氣流壓力是振源，要對(duì)管系的固有頻率和它的音響振動(dòng)頻率進(jìn)行計(jì)算，使它們錯(cuò)開，以免管系和壓力脈沖發(fā)生共振。下圖是兩臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)管路，生產(chǎn)的負(fù)荷達(dá)到一定值后振動(dòng)過大，經(jīng)過分析是管路氣柱的二階固有頻率和管系的二階固有振動(dòng)頻率和壓縮機(jī)的振動(dòng)頻率很接近，同時(shí)壓力的不均勻度也很高。我們決定改變緩沖管的支撐結(jié)構(gòu)，并調(diào)節(jié)閥門的啟閉狀況來改善管系的固有頻率狀況，從而改變了氣柱的固有頻率，使振動(dòng)狀況得到很大的改善。（三）管線的結(jié)構(gòu)管道應(yīng)成組的布置，設(shè)備管道之間的連接應(yīng)盡可能短而直。當(dāng)管道改變標(biāo)高或走向時(shí)，應(yīng)避免管道形成氣體或液體的死角，不可避免的要設(shè)置放空閥或排凈閥。對(duì)于一些復(fù)雜的管線，管道的受力狀況十分的復(fù)雜，如果布置的不合理，則管路上管道的局部將受很大的應(yīng)力。一般情況下三通、變徑、彎頭等處應(yīng)力比較大，所以要合理的使用這些管件，避免管徑的突變。不可避免處焊縫焊接后要進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，將應(yīng)力減小的最小。另外，管道元件的質(zhì)量以及管道的施工質(zhì)量對(duì)設(shè)備和管道的安全運(yùn)行都起著非常重要的作用。我們?cè)谌粘５陌惭b過程中發(fā)現(xiàn)I、II、III類壓力管道中的缺陷90%是由施工留下的。所以我們的我們?cè)谶x材和施工中必須嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并嚴(yán)格按圖紙施工。對(duì)于管道的運(yùn)行維護(hù)，應(yīng)進(jìn)行定期的檢驗(yàn)。根據(jù)受力、沖蝕、腐蝕的狀況制定出檢驗(yàn)的辦法，開展對(duì)管道的壽命的研究對(duì)預(yù)測(cè)管道運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短和對(duì)提高管道的安全技術(shù)水平很