2023核電站管道振動測試與評估

DLDL/T1103—2009II目??次TOC\o"1-1"\h\z\u前言 II1 范圍 32 規(guī)范性引用文件 33 定義 34 一般規(guī)定 45 管道振動分類及等級 46 振動測試方法 67 管道振動等級評定 7附錄A（資料性附錄）測試設(shè)備指南 9附錄B（規(guī)范性附錄）測試設(shè)備要求 11附錄C（規(guī)范性附錄）峰值速度判據(jù) 13附錄D（規(guī)范性附錄）峰值位移判據(jù) 15附錄E（規(guī)范性附錄）交變應(yīng)力強度判據(jù) 18附錄F（資料性附錄）管道的激振機理，響應(yīng)特征和糾正措施 19附錄G（資料性附錄）計算分析：穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)振動的精確驗證方法 22附錄H（資料性附錄）W2級管道的穩(wěn)態(tài)振動測試評估導(dǎo)則 24附錄I（資料性附錄）小支管的加速度限值 29附錄J（資料性附錄）管道系統(tǒng)振動評價流程 31DL/T1103—2009核電站管道振動測試與評估范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了核電站管道系統(tǒng)的振動測試方法、評估方法及驗收準(zhǔn)則。本標(biāo)準(zhǔn)適用于核電站役前、初始啟動試驗、運行階段各種工況下進行的管道系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)振動和可預(yù)期的瞬態(tài)振動的測試與評估。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于役前、初始啟動試驗、運行階段的各種工況下的隨機偶發(fā)管道瞬態(tài)振動的測試與評估。管道系統(tǒng)中的設(shè)備（如泵、閥等）不屬于本標(biāo)準(zhǔn)范圍。定義下列定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。管道系統(tǒng)pipingsystem指由管道組件和部件組成，其邊界和功能在設(shè)計規(guī)范中明確給出。測試工況testconditions指在進行測試時管道系統(tǒng)所處的工況。正常運行工況normaloperatingconditions指管道系統(tǒng)處于預(yù)期功能的運行工況。運行測試operationaltesting指正常運行工況下進行的測試活動。調(diào)試測試preoperationaltesting指在冷態(tài)、熱態(tài)調(diào)試階段進行的測試活動。穩(wěn)態(tài)振動steady-statevibration在正常運行中時間相對較長的重復(fù)性振動。瞬態(tài)振動transientvibration指在相對較短時間間隔內(nèi)發(fā)生的振動，其應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小于1×106，如泵啟動和切換，閥門的快速開、關(guān)及安全釋放閥動作等。管壁振動shell-wallvibration指管壁的徑向振動，頻率較高，軸向和周向呈葉狀模態(tài)振型。原型prototype指根據(jù)原始設(shè)計建造的系統(tǒng)，該系統(tǒng)沒有任何可用的歷史測試記錄。振動測試系統(tǒng)vibrationtestingsystem包括用于測試和記錄振動數(shù)據(jù)的所有儀表或測試設(shè)備。在測量位置所要測量的變量（如位移、速度、加速度等）作為系統(tǒng)的輸入信號，則振動測試系統(tǒng)的輸出信號為被測量的數(shù)字/模擬量，且轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的物理量。振動等級vibrationclass根據(jù)管道系統(tǒng)的特點和振動水平對其進行等級劃分，穩(wěn)態(tài)振動的管道系統(tǒng)其振動等級分別為W1、W2、W3，瞬態(tài)振動的管道系統(tǒng)其振動等級分別為S1、S2、S3。應(yīng)力強度stressintensity應(yīng)力強度指組合應(yīng)力的等效強度。在彈性分析中，采用Tresca屈服準(zhǔn)則。在運用這一準(zhǔn)則時，某點的應(yīng)力強度等于該點上最大剪應(yīng)力的兩倍，最大剪應(yīng)力等于給定點的最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力的代數(shù)差值的1/2。定義拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。交變應(yīng)力強度alternatingstressintensity交變應(yīng)力強度指應(yīng)力強度范圍絕對最大值的1/2。交變應(yīng)力強度的計算方法參見ASMEBPVCODEIIINB-3216。一般規(guī)定4.1電廠業(yè)主應(yīng)確定出需要進行振動測試和評估的管道系統(tǒng)范圍，并對這些管道系統(tǒng)進行分類。4.2管道振動狀態(tài)分為穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩類。一個管道系統(tǒng)可以被歸類到穩(wěn)態(tài)振動的某個等級中，也可以被歸類到瞬態(tài)振動的某個等級中。4.2應(yīng)在機組役前調(diào)試期間進行較為全面的管道系統(tǒng)振動測試與評估，并在機組商業(yè)運行后對振動水平較高的管道系統(tǒng)進行定期測試與評估。4.3管道系統(tǒng)振動測試與評估開始前，應(yīng)制定技術(shù)規(guī)范，內(nèi)容包含但不限于：（a）測試目的（b）待測系統(tǒng)（含邊界）（c）預(yù)測試要求或條件（d）相關(guān)文件和圖紙（e）注意事項（f）質(zhì)量控制和保證（g）測試工況（h）測試內(nèi)容和接受限值（含目視檢查）（i）使用的儀表（包括儀表規(guī)格）（j）數(shù)據(jù)處理和存儲（k）系統(tǒng)恢復(fù)4.4振動測試開始前，應(yīng)根據(jù)管道設(shè)計圖紙、技術(shù)規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等對管道部件和支吊架進行檢查，確認(rèn)管道系統(tǒng)的安裝與設(shè)計相符。管道振動分類及等級管道系統(tǒng)振動分為穩(wěn)態(tài)振動和瞬態(tài)振動兩類，每類管道振動分為三個振動等級，分類方法見5.1節(jié)和5.2節(jié)。無法進行目視檢查的不可達管道系統(tǒng)，或處于嚴(yán)苛環(huán)境下、無法使用便攜設(shè)備測試的管道系統(tǒng)，應(yīng)歸類為振動等級2級或振動等級3級。穩(wěn)態(tài)振動5.1.1振動等級1（W1）滿足下述條件之一的管道系統(tǒng)為W1級：可以獲得其在原型或相似系統(tǒng)上的測試數(shù)據(jù)，且可觀測到最小不可接受振動的管道系統(tǒng)。根據(jù)經(jīng)驗反饋，不會出現(xiàn)顯著振動響應(yīng)的管道系統(tǒng)。此等級管道系統(tǒng)的振動狀況采用6.1.1節(jié)給出的方法進行檢查，采用7.2.1節(jié)提供的準(zhǔn)則進行評價。5.1.2振動等級2（W2）滿足下述條件之一的管道系統(tǒng)為W2級：根據(jù)經(jīng)驗反饋，可能出現(xiàn)顯著振動響應(yīng)的管道系統(tǒng)。不適宜用W1級管道系統(tǒng)的評價方法進行評定的管道系統(tǒng)（如不可達或嚴(yán)苛環(huán)境下的管道系統(tǒng)、W1級評價結(jié)果為振動水平不可接受的管道系統(tǒng)）。此等級管道系統(tǒng)的振動狀況采用6.1.2節(jié)給出的方法進行檢查，采用7.2.2節(jié)提供的準(zhǔn)則進行評價。5.1.3振動等級3(W3)滿足下述條件之一的管道系統(tǒng)為W3級：不能通過簡單管道模態(tài)來反映系統(tǒng)響應(yīng)的管道系統(tǒng)（如出現(xiàn)管壁振動）。不適宜用W2和W1類管道評價方法進行評定的管道系統(tǒng)。此等級管道系統(tǒng)的振動狀況采用6.1.3節(jié)提供的方法進行檢查，采用7.2.3節(jié)提供的準(zhǔn)則進行評價。瞬態(tài)振動5.2.1振動等級1（S1）滿足下述要求的管道系統(tǒng)為S1級：系統(tǒng)在運行壽期內(nèi)經(jīng)歷瞬態(tài)振動（例如，系統(tǒng)經(jīng)受泵的啟動、閥門的開啟和關(guān)閉），并且根據(jù)經(jīng)驗反饋，不會出現(xiàn)顯著振動響應(yīng)的管道系統(tǒng)。此等級管道系統(tǒng)的振動狀況采用6.2.1節(jié)提供的方法進行檢查，采用7.3.1節(jié)提供的準(zhǔn)則進行評價。5.2.2振動等級2（S2）滿足下述要求的管道系統(tǒng)為S2級：用預(yù)期動載荷進行設(shè)計和分析、并根據(jù)所施加的預(yù)期動載荷能保守地預(yù)測瞬態(tài)力函數(shù)及相應(yīng)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的管道系統(tǒng)。此等級管道系統(tǒng)的振動狀況采用6.2.2節(jié)提供的方法進行檢查，采用7.3.2節(jié)提供的準(zhǔn)則進行評價。5.2.3振動等級3（S3）滿足下述要求的管道系統(tǒng)為S3級：根據(jù)經(jīng)驗反饋，由于部件設(shè)計的固有特性、系統(tǒng)運行或管系設(shè)計特性而經(jīng)受明顯瞬態(tài)情況，且并未進行瞬態(tài)分析的管系。此等級管道系統(tǒng)的振動狀況采用6.2.3節(jié)提供的方法進行檢查，采用7.3.3節(jié)提供的準(zhǔn)則進行評價。振動測試方法目視檢查方法振動等級1級（W1和S1）的管道系統(tǒng)，采用目視檢查方法進行評估。目視檢查應(yīng)由具備充分經(jīng)驗的工程師來完成，可使用最簡單和基礎(chǔ)的方法確定管道系統(tǒng)是否存在過大振動。最大振動的位置可以通過觀察確定，振動幅值可使用簡單工具（如尺子、彈簧吊架刻度、光楔等），使用簡單測試工具時的注意事項參見附錄A.1。在對觀測到的位移進行可接受性評價時，可采用簡單梁的假設(shè)。目視檢查中需要關(guān)注的部件及注意事項：疏水和排氣管道：疏水和排氣管道通常帶有一至兩個隔離閥，隔離閥對于管道來說相當(dāng)于集中質(zhì)量。如果隔離閥沒有進行支撐，則應(yīng)關(guān)注隔離閥區(qū)域的振動。支管：主管很小的振動可能引起支管的較大振動。目視檢查時應(yīng)關(guān)注支管線振動。多泵運行：多臺泵并行投運的情況下，最大振動可能出現(xiàn)在多泵組合運行工況。在目視檢查時應(yīng)關(guān)注不同的多泵組合形式及相應(yīng)工況下管系振動情況。敏感設(shè)備：對可能會影響到敏感設(shè)備（如泵、閥門、熱交換器等）功能性和可用性的振動，目視檢查時應(yīng)予以關(guān)注。焊接附件：目視檢查時應(yīng)關(guān)注管道系統(tǒng)中焊接附件附近區(qū)域的振動水平。如果焊接附件的結(jié)構(gòu)型式可能由于振動引起管道局部力矩，則應(yīng)考慮局部應(yīng)力效應(yīng)。振動速度和位移測試振動等級2級（W2和S2）管道系統(tǒng)，應(yīng)測量其振動速度或位移，用于振動水平的評估。6.2.1測試設(shè)備參見附錄A選用適當(dāng)?shù)臏y試儀器，在管道系統(tǒng)上進行振動速度或振動位移測量，所用測試儀器應(yīng)滿足附錄B的要求。6.2.2振動測試將管道系統(tǒng)分成多個包含保守邊界條件的特征管段，并在各管段上目視最大位移處進行振動位移的測量。振動位移測試方法參見附錄D，測試儀器應(yīng)符合附錄B的要求。振動速度的初始測量應(yīng)在管道上目視最大位移點處進行。在管線上多個點對振動速度進行連續(xù)測量，確定出最大峰值振動速度所在位置。在每一測點上，沿管道圓周進行測量以找出最大振動速度的方向，測量應(yīng)該在該點垂直于管道軸線的方向上進行，位置確定后進行最大峰值振動速度（）的最終測量。最大峰值振動速度/位移從實際速度/位移時域信號中得到，應(yīng)確保有足夠長時間的信號，以保證統(tǒng)計精度，確保測量結(jié)果的可靠性。所使用儀器的測量頻率范圍應(yīng)符合附錄B中B.2.1的要求。振動應(yīng)變測試6.3.1測試設(shè)備參見附錄A選用適當(dāng)?shù)臏y試儀器，在管道系統(tǒng)上進行振動應(yīng)變測量，所用測試儀器應(yīng)滿足附錄B的要求。6.3.2測試位置及方法a）進行管道系統(tǒng)的應(yīng)變測量時，在直管段上靠近可能發(fā)生最大應(yīng)力部位（如焊縫、支管連接處、固定約束位置等）應(yīng)布置足夠多的應(yīng)變片，記錄管道系統(tǒng)的動態(tài)應(yīng)變。b）應(yīng)變測試應(yīng)能給出測點處的主應(yīng)力，進而獲得測點處的交變應(yīng)力強度，采用7.2.3和7.3.3節(jié)方法進行交變應(yīng)力強度評估。c）測定管道的名義彎矩，應(yīng)變片應(yīng)布置于非應(yīng)力集中部位。記錄報告振動測試記錄報告中應(yīng)包括：測試對象；測試時間；測試方法；測試位置；測試環(huán)境；測試儀器；測試工況；測試結(jié)果。管道振動等級評定前提條件本節(jié)的管道振動等級評定是在下述前提條件基礎(chǔ)上建立的：振動引起的最大應(yīng)力在彈性范圍內(nèi)，因此不發(fā)生塑性循環(huán)失效；在振動事故中如存在熱瞬態(tài)效應(yīng)，則其影響已在管道系統(tǒng)評估中得以考慮；由壓力波動引起的薄膜應(yīng)力與由振動彎矩引起的應(yīng)力相比可不予考慮；振動事故的疲勞累積使用系數(shù)對其它預(yù)先確定瞬態(tài)振動的累積使用系數(shù)沒有顯著影響；穩(wěn)態(tài)振動7.2.1振動等級1級（W1級/S1級）管道系統(tǒng)的評定振動等級1級管道系統(tǒng)，采用目視檢查方法，基于人員經(jīng)驗或簡易儀器測量結(jié)果進行評定。振動1級管道系統(tǒng)的測試結(jié)果分為可接受和不可接受，評定方法如下：目視檢查人員應(yīng)根據(jù)以下因素對管道振動量級進行評價：振幅和位置與敏感設(shè)備的接近程度主管上引出支管的振動特性臨近部件的支撐能力運行工況振動量級可接受的管道系統(tǒng)，可不做進一步的測量或評估。振動量級不可接受，或無法判斷振動是否可接受的管道系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)7.2.2或7.2.3進行評估。7.2.2振動等級2級（W2級/S2級）管道系統(tǒng)的評定振動等級2級級管道系統(tǒng)按附錄C和附錄D計算允許峰值速度和允許峰值位移，對管道的實際振動測試結(jié)果按照表1-1~表3-1進行評定，分為四個振動品質(zhì)：優(yōu)秀合格應(yīng)評估不可接受表1-1、表2-1中的按附錄C計算得到，除碳鋼和不銹鋼以外的其他材料管道，根據(jù)S-N曲線計算相應(yīng)的值，并進行等級評定。表3-1中按附錄D計算得到。表1-1W2級和S2級碳鋼管道系統(tǒng)的速度評定最大峰值振動速度測量值，振動品質(zhì)評定要求0優(yōu)秀無12.合格跟蹤V應(yīng)評估進行應(yīng)力評價，見6.2.3節(jié)V不可接受建議處理表2-1W2級和S2級不銹鋼管道系統(tǒng)的速度評定最大峰值振動速度測量值，振動品質(zhì)評定要求0優(yōu)秀無17.合格跟蹤V應(yīng)評估進行應(yīng)力評價，見6.2.3節(jié)V不可接受建議處理表3-1W2級和S2級管道系統(tǒng)的位移評定最大峰值振動位移測量值，振動品質(zhì)評定要求D合格跟蹤D應(yīng)評估進行應(yīng)力評價，見6.2.3節(jié)D不可接受建議處理7.2.3振動等級3級（W3級/S3級）管道系統(tǒng)的評定振動等級3級管道系統(tǒng)的評定按附錄E.1的允許交變應(yīng)力強度判據(jù)進行評定。用于獲得管道振動應(yīng)力的方法參見附錄E。對于W3級管道系統(tǒng)，按照表3的要求進行評定，分為兩個振動品質(zhì)：合格不合格表3 依據(jù)應(yīng)力給出的振動品質(zhì)最大交變應(yīng)力強度測量值振動品質(zhì)評定要求合格跟蹤不合格應(yīng)處理表3中Salt和Sa的定義見附錄E。附錄A（資料性附錄）測試設(shè)備指南A.1目視方法目視檢查方法適用于W1（S1）級管道系統(tǒng)的測試。目視檢查方法允許利用感官（如觸摸）來確定振動量級是否可接受。例如，憑借經(jīng)驗通過觸摸可以相當(dāng)準(zhǔn)確地感覺到頻率為2Hz～30Hz的管道振動，低頻振動的幅值可以用千分尺來估計。對于W1（S1）級管道系統(tǒng)中不要求精確結(jié)果的管道，可用7.2.1節(jié)所推薦的簡單方法評估振動量級。目視檢查方法目的是確認(rèn)振動的可接受性。如果不能確定振動量級是否可接受，那么在目視檢查之后，需要用附錄C、附錄D或附錄E所述的方法進行評估。A.2電測法A.2.1本方法的硬件選擇及方法適用于W2(S2)及W3(S3)級管道系統(tǒng)的振動測試。A.2.2傳感器A.2.2.1加速度計管道振動測量常用低頻壓電式傳感器，對于有超低頻信號測試要求（低于0.5Hz）的管道系統(tǒng)，也可以采用電容加速度計。對管道測量特別重要的加速度計特性如下:傳感器輸出隨溫度的變化誤差超過10%，需要根據(jù)溫度修正曲線進行修正。使用的最高溫度：任何情況下加速度計都不應(yīng)超過制造商規(guī)定的最高工作溫度。A.2.2.2速度傳感器速度傳感器是用于直接測量速度而設(shè)計的傳感器。它通常由一個可動的線圈或磁塊組成,輸出電壓正比于磁力線被可動部件切割的速率，也就是速度值。A.2.2.3位移傳感器管道測量中用于直接檢測位移的傳感器有渦流探頭（或接近探頭），線性變量微分變送器（LVDT）、拉線式電位計等，都用于檢測相對于固定點的絕對位移。A.2.2.4專用傳感器對特定振動量的測量，可采用專用測試儀器（如激光振動測量儀等）。A.2.2.5應(yīng)變片對于需進行應(yīng)力評定的管道系統(tǒng)，可采用應(yīng)變片進行測量。用在管道上的應(yīng)變片通常有可焊型和粘貼型，電廠環(huán)境的溫度及放射性量級特征可能會限制粘貼型應(yīng)變片的使用，因此可以使用可焊型應(yīng)變片，它可用在核電站所有溫度及放射性量級的環(huán)境。應(yīng)變片的最小可測量值應(yīng)不低于0.00005mm/mm（即50με）。應(yīng)變計標(biāo)距內(nèi)最大應(yīng)變不超過該標(biāo)距內(nèi)平均應(yīng)變的10%。在應(yīng)變計處的材料線彈性范圍內(nèi)，測試儀器要能確定管道的表面主應(yīng)力。在測量過程中應(yīng)避免可能遇到的問題，尤其是靜應(yīng)力測量。這些問題與溫度補償、粘結(jié)劑穩(wěn)定性、儀器穩(wěn)定性及溫度、放射性、高溫環(huán)境等有關(guān)，使用者應(yīng)利用不斷發(fā)展的新技術(shù)來避免這些潛在問題的發(fā)生。A.2.3電纜由于電纜噪聲會污染由傳感器獲得的振動信號，在傳感器與數(shù)采器之間應(yīng)使用低噪聲電纜，且電纜應(yīng)適合預(yù)期環(huán)境的溫度。如果使用電纜接頭，應(yīng)注意避免在這些部位出現(xiàn)溫度傳導(dǎo)。A.2.4信號調(diào)理器A.2.4.1一般要求信號調(diào)理器對所選的傳感器應(yīng)有合適的電特性。對加速度計，由信號調(diào)理器的積分電路或采集分析儀中的軟件積分來獲得速度和位移輸出。積分電路可以包括在信號調(diào)理器中。增益的歸一化是一個和加速度計輸出比例系數(shù)（工程單位）聯(lián)系在一起的重要特征，從而可以直接以速度及位移的單位讀取數(shù)據(jù)。A.2.4.2頻率范圍0～300HZ的頻率范圍可以覆蓋所有實際管道振動情況。A.2.4.3振動等級范圍包括傳感器在內(nèi)的測量系統(tǒng)應(yīng)能測量0.254mm/s~2540mm/s的速度范圍或的0.00254mm~254mm位移范圍。A.2.4.4濾波應(yīng)具有低通、高通和帶通濾波功能，以濾除超低頻信號以及不需要的高頻噪聲等。附錄B （規(guī)范性附錄）測試設(shè)備要求B.1典型的振動測試系統(tǒng)本節(jié)提供滿足W1、W2、W3及S1、S2、S3管道系統(tǒng)最低測試要求的測試設(shè)備與記錄設(shè)備規(guī)范指南。由于數(shù)據(jù)采集技術(shù)不斷發(fā)展，本節(jié)不提供方法或技術(shù)，但不管采用何種方法采集數(shù)據(jù)，都應(yīng)確保采集到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可重復(fù)性，并且數(shù)據(jù)采集設(shè)備應(yīng)滿足測試規(guī)范要求。附錄A給出了典型振動測試系統(tǒng)的指南和注意事項。在試驗過程中，可以用附錄A作為測試系統(tǒng)規(guī)范的基本內(nèi)容。B.2一般要求B.2.1系統(tǒng)規(guī)范振動測試系統(tǒng)技術(shù)要求應(yīng)寫成書面文件，它可包括在測試說明書中，也可作為測試要求的參考。振動測試系統(tǒng)技術(shù)要求應(yīng)包含如下內(nèi)容：功能描述；設(shè)備清單（生產(chǎn)商，型號，產(chǎn)品系列號）；設(shè)備標(biāo)定記錄；設(shè)備說明書；安裝說明書。對振動測試系統(tǒng)來說，構(gòu)成振動測試系統(tǒng)的每個設(shè)備，以下信息和最低要求應(yīng)包含在設(shè)備規(guī)范里面：每個輸入和輸出設(shè)備：使用的單位和滿量程范圍。精度：規(guī)定為物理量的滿量程的百分?jǐn)?shù)。振動測試系統(tǒng)最低要求：精度應(yīng)高于所測變量驗收值的10%。最小可測量值：振動測試系統(tǒng)最低要求：最小可測量值應(yīng)小于所測變量驗收值的80%，以確保所有振動量級大于驗收值的管道系統(tǒng)均能被篩選出來。范圍：在指定精度內(nèi)的滿刻度范圍。振動測試系統(tǒng)最低要求：測量范圍應(yīng)大于所測變量驗收值的20%。頻率響應(yīng)：在指定精度內(nèi)的最低和最高頻率。振動測試系統(tǒng)的最低要求：頻率響應(yīng)范圍須擴大至高于最大或低于最小所測變量重要頻率范圍的1/2倍頻程。標(biāo)定數(shù)據(jù)：具體要求見B.3。其他規(guī)定：對測量系統(tǒng)特殊的或?qū)ψ兞烤_測量至關(guān)重要的其它規(guī)定（例如，溫度補償、安裝要求等）。表B.1給出了一個振動測試系統(tǒng)設(shè)備規(guī)范最低要求的例子。表B.1振動測試系統(tǒng)設(shè)備規(guī)范最低要求舉例驗收值mm精度mm最小可測量值mm滿量程mm頻響范圍Hz其它：最大管線溫度℃0.254±0.0254＜0.200.300.5Hz～601202.54±0.254＜2.03.00.5Hz～20150B.3標(biāo)定振動測試系統(tǒng)中所有設(shè)備應(yīng)有最新標(biāo)定文件，這些文件必須附在振動測試系統(tǒng)說明書的后面。振動測試系統(tǒng)應(yīng)進行現(xiàn)場測試并記錄，以確保安裝好的振動測試系統(tǒng)能完成系統(tǒng)技術(shù)要求指定的功能。B.4重復(fù)性應(yīng)證明振動測試系統(tǒng)具備前后一致性測量的能力，這可在預(yù)調(diào)裝置和檢驗臺對幾個平穩(wěn)的變量的連續(xù)測量來實現(xiàn)，連續(xù)測量的結(jié)果應(yīng)符合振動測試系統(tǒng)規(guī)定的最小精度要求。B.5峰值和均方根值測量振動測試系統(tǒng)必須能得到真實的零-峰值測量結(jié)果，如果使用的儀器易于進行均方根值測量，那么必須使用保守的方法將均方根值轉(zhuǎn)換成零-峰值。附錄C（規(guī)范性附錄）峰值速度判據(jù)C.1一般要求該方法要求在管道系統(tǒng)上的不同點對振動速度進行連續(xù)測量，以確定最大振動速度所在的位置。確定該點后，在該點上進行最大峰值速度（）的測量并與最大允許峰值速度（）進行比較。驗收準(zhǔn)則為。C.2允許峰值速度允許峰值速度的表達式為：（C.1）C3速度判據(jù)與兩端固定梁的一階模態(tài)共振位移判據(jù)一致。式中：13.4—轉(zhuǎn)換系數(shù)，單位：mm/s/MPa；—補償特征管段上集中質(zhì)量影響的修正系數(shù)，根據(jù)圖C.1取值：—端部條件修正系數(shù)；—0.8SA，SA為ASMEBPV規(guī)范SectionIIIDivision1圖I-9.1中106次循環(huán)下的交變應(yīng)力或ASMEBPV規(guī)范SectionIIIDivision1圖I-9.2.2中1011次循環(huán)下的交變應(yīng)力，分析計算時應(yīng)考慮溫度對彈性模量的影響，MPa；—管道內(nèi)介質(zhì)和管道保溫層的修正系數(shù)，管道沒有保溫層且空載或者介質(zhì)為蒸汽時，可??；—單位長度管道的質(zhì)量，kg/m；—單位長度管道內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量，kg/m；—單位長度管道保溫層的質(zhì)量，kg/m；圖C.1集中質(zhì)量影響修正系數(shù)—考慮強迫振動偏離共振的修正系數(shù)，等于管跨第一階固有頻率與測得的頻率之比?！螒?yīng)力指數(shù)，其定義及取值見ASMEBPV規(guī)范SectionIIINB-3680。—局部應(yīng)力指數(shù)，其定義及取值見ASMEBPV規(guī)范SectionIIINB-3680。α—許用應(yīng)力減弱系數(shù)。當(dāng)端部非固定約束以及形狀非直管段時進行修正，兩端固定的直管段取C4為1.00，該值對直管段的任何實際端部邊界條件都是保守的；簡支和懸臂管段取C4為1.33；等邊Z型彎頭取C4為0.74；等邊U型彎頭取C4為0.83。當(dāng)頻率比小于1.0時，可取C5值為1.0；當(dāng)頻率比值介于1.0～2.0之間時，C.3速度篩選準(zhǔn)則如果全部系數(shù)均采用保守值，就可以得到任何管道形式的可接受振動速度篩選值。利用該篩選值可檢查管道系統(tǒng)的振動量級，對于振動速度小于該篩選值的管道可不做進一步分析，而振動速度大于該篩選值的管道，其應(yīng)力量級不一定超標(biāo)，但需要進一步的論證來確定管道振動量級是否可接受。下面的修正系數(shù)對絕大部分管道系統(tǒng)是保守的，對于極復(fù)雜的管道系統(tǒng)可能不保守。Sel/α=52.92MPaVallow對不銹鋼管道，VallowC.4速度判據(jù)的使用條件允許速度和應(yīng)力之間的基本關(guān)系是基于下面的假設(shè)而推導(dǎo)的：管道的振型與一階固有頻率下的振型一致。用戶應(yīng)避免在不考慮振動速度、幅值、頻率、振型的情況下使用速度判據(jù)。速度判據(jù)公式中的修正系數(shù)就是用來修正基本關(guān)系，以考慮非共振時的強迫振動情況。如果管道的振動頻率低于一階固有頻率，那么使用速度判據(jù)時就應(yīng)考慮系數(shù)，因為當(dāng)一階固有頻率與強迫振動頻率的比值介于1.0和2.0之間時，不考慮修正系數(shù)所計算的應(yīng)力是不保守的。多跨距系統(tǒng)在電廠中很常見，當(dāng)評價由鄰近跨距的共振激勵引起的應(yīng)力時，一定要謹(jǐn)慎。在決定使用速度標(biāo)準(zhǔn)方法之前應(yīng)確定單跨距的固有頻率，以證明速度標(biāo)準(zhǔn)是可用的。如果一階固有頻率和測量頻率之比小于或等于2.0，那么可用速度方法。附錄D（規(guī)范性附錄）峰值位移判據(jù)D.1一般要求本附錄給出用于管道振動位移評價的方法及準(zhǔn)則。管道系統(tǒng)應(yīng)充分劃分為足夠多的振動特征管段，這些管段應(yīng)包括本標(biāo)準(zhǔn)D.6所描述的適當(dāng)或保守的邊界條件。根據(jù)D.3和D.4確定出管系上具有代表性的點的振動位移。D.2位移測試儀器要求可使用適于多點位移測量的手持式或者臨時安裝式傳感器來測量位移。測量中應(yīng)遵守本標(biāo)準(zhǔn)附錄B中關(guān)于測量技術(shù)的注意事項。建議確定出響應(yīng)頻率和相應(yīng)的振幅作為輔助參數(shù)，用以驗證所選特征跨距模型的適用性，并有助于確定振源。D.3主管的位移測試沿著管道進行測量以確定峰值位移點和具有最小位移的節(jié)點（位移為零的點）。根據(jù)節(jié)點來確定特征跨距的長度。節(jié)點通常出現(xiàn)在約束點，但也可能位于長管線的兩個約束之間。管子與彎頭切線管子與彎頭切線圖D-1管道及彎頭截面上的撓度測量平面內(nèi)位移管子中心線圖D-2單跨距位移測量特征跨距特征跨距圖D-1管道及彎頭截面上的撓度測量平面內(nèi)位移管子中心線圖D-2單跨距位移測量特征跨距特征跨距圖D-3懸臂管段位移測量 圖D-3懸臂管段位移測量圖D-8含彎頭管段的平面外形狀系數(shù)K與管段長度比L2/L1的關(guān)系圖D-7兩端約束的含彎頭管段平面外位移測量，管段長度比L2L1>0.5導(dǎo)向約束圖D-4含彎頭的懸臂管段平面內(nèi)位移測量圖D-8含彎頭管段的平面外形狀系數(shù)K與管段長度比L2/L1的關(guān)系圖D-7兩端約束的含彎頭管段平面外位移測量，管段長度比L導(dǎo)向約束圖D-4含彎頭的懸臂管段平面內(nèi)位移測量注：K值見圖10平面內(nèi)位移在0.5到1.0之間小于0.5特征跨距注：K值見圖10圖D-5含彎頭且一端為導(dǎo)向約束的懸臂管段平面內(nèi)位移測量中心線平面內(nèi)的撓度測量特征跨距特征跨距圖D-6兩端約束的含彎頭管段平面外位移測量，管段長度比LD.4支管的位移測試支管連接在主管上，并且管徑小于主管管徑。測量支管的位移時應(yīng)注意可能存在的三種問題：支管可能會由于主管的運動、流體脈動或其它原因而引起它在共振頻率或接近共振頻率處振動。這種振動的特征為具有明確的頻率和振型，振動振幅大。在支管上測得的振幅通常遠大于主管振幅。由于相位不同，可以通過把主管位移與支管位移相加來近似描述支管與主管間的相對運動。支管與主管連接點可看做支管的一個約束點。當(dāng)測得的位移反映出支管各測點之間存在相對運動，且與支管的某階振型相似時，應(yīng)采用位移限值進行評價。主管驅(qū)動支管以很高的加速度振動時，可把支管看作一個剛體。通常可將這種問題理解為一個懸臂質(zhì)量塊的振動。必須測量支管重心處的峰值加速度以確定作用在支管重心處的慣性力大小。必須保守地計算懸臂質(zhì)量塊的質(zhì)量和支管的重心，并計算出合應(yīng)力。計算出的合應(yīng)力應(yīng)該與W3/S3級管道的允許限值進行比較。D.5位移限值管道系統(tǒng)的振動位移限值與材料、幾何參數(shù)等多個變量有關(guān)，通過將管道系統(tǒng)分成具有簡單幾何形狀的特征管段，可將位移限值表達為與特征管段長度、管道外徑和形狀系數(shù)相關(guān)的形式。特征管段的確定方法在D.6節(jié)中給出。名義振動位移由下面的公式確定：δ特征管段的允許位移限值為：δδallow=允許的位移零-峰限值，是基于材料的持久極限（SelK=基于名義應(yīng)力（σnL=特征管段的長度；DO=管道外徑，DOSelD.6特征管段模型根據(jù)管道的約束情況，特征管段可以分成兩大類。第一類為：一端固定另一端自由，第二類為兩端固定。每一類可以由90度彎頭再劃分為單跨距和雙跨距的組合。測量位移時應(yīng)在彎頭平面內(nèi)和平面外（垂直于彎頭平面）進行。為了保守計算位移限值，通常將約束點上的轉(zhuǎn)動約束按照固定約束處理。下面給出基本特征管段的分類，對未涵蓋在內(nèi)的任何結(jié)構(gòu)，用戶可以確定一個保守的形狀系數(shù)K。一端固定的懸臂管段：單跨懸臂管段（圖D-3）；懸臂直管段-彎頭直管段；彎頭平面內(nèi)位移，管段末端自由（圖D-4）；彎頭平面內(nèi)位移，管段末端導(dǎo)向約束（圖D-5）；兩端約束：單跨管段單跨直管段（圖D-2）；彎頭處約束的單跨管段[單跨直管段的特殊情況]；直管-彎頭-直管最大彎頭平面外位移出現(xiàn)在介于約束點和彎頭之間的長直管段中；短管段和長管段之比小于0.5（示意見圖D-6，形狀系數(shù)K由圖D-8獲得）；最大彎頭平面外位移出現(xiàn)在長直管段與彎頭的交界處，短管段和長管段之比介于0.5和1.0之間（示意見圖D-7，形狀系數(shù)K由圖D-8獲得）。附錄E（規(guī)范性附錄）交變應(yīng)力強度判據(jù)E.1穩(wěn)態(tài)振動對于穩(wěn)態(tài)振動，計算的最大交變應(yīng)力強度應(yīng)在以下定義的限值以內(nèi)。對ASME1類管道系統(tǒng)（E.1）式中：—二次應(yīng)力指數(shù)，其定義及取值見附錄C；—許用應(yīng)力減弱系數(shù)。其定義及取值見附錄C；—局部應(yīng)力指數(shù)，其定義及取值見附錄C；M—僅由振動載荷引起的最大零－峰值動態(tài)彎矩，或振動載荷與其它載荷共同引起的最大零－峰值動態(tài)彎矩；—其定義及取值見附錄C。Z—管道截面模量。對ASME2類、3類和ASMEB31管道系統(tǒng)：（E.2）＝；式中：—應(yīng)力集中系數(shù)，其定義及取值見ASMEBPV規(guī)范SectionIII，NC-3673和ND-3673或ASMEB31標(biāo)準(zhǔn)。如果在試驗過程中發(fā)現(xiàn)有振動量級高的管線，而之前在對管系的設(shè)計分析中沒有考慮到這些管線，那么應(yīng)考慮采取應(yīng)對措施，并對設(shè)計規(guī)范提出修正意見。E.2瞬態(tài)振動對瞬態(tài)振動，最大交變應(yīng)力強度應(yīng)在以下定義的限值之內(nèi)。在確定允許的最大交變應(yīng)力強度以前，應(yīng)對等效最大預(yù)期振動載荷循環(huán)次數(shù)（）進行評估。對ASME1類管道系統(tǒng)，最大交變應(yīng)力強度應(yīng)小于設(shè)計基準(zhǔn)要求的限值。如果在設(shè)計基準(zhǔn)內(nèi)沒有考慮瞬態(tài)振動，則應(yīng)對瞬態(tài)振動進行評估。剩余使用因子（UvUV式中：U—累積使用系數(shù)，ASME1類管線分析中的累積使用系數(shù)，不包括振動載荷。最大允許等效振動載荷循環(huán)次數(shù)（NVNV最大交變應(yīng)力強度應(yīng)小于，與NV相對應(yīng)。為允許交變應(yīng)力幅值，參看ASMEBPV規(guī)范SectionIII，圖I-9.1，I-9.2.1或圖I-9.2.2。對于沒有進行事先分析的瞬態(tài)振動，或?qū)δ切┎贿m合單獨進行載荷評估的，則需要根據(jù)ASMEBPV規(guī)范SectionIII進行新的疲勞分析。對ASME2類和3類以及ASMEB31管道系統(tǒng)，應(yīng)采用與E.1（b）對應(yīng)的方法來進行應(yīng)力評估。另一種方法是采用ASME規(guī)范進行瞬態(tài)振動應(yīng)力評估。附錄F （資料性附錄）管道的激振機理，響應(yīng)特征和糾正措施F.1激振機理管道振動的激振機理是管道輸送的流體或者蒸汽的壓力脈動，或者是與管道相連或相鄰的設(shè)備所傳遞的機械振動。在輸送液體的管道系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥的振動、高流速導(dǎo)致的湍流、管道內(nèi)液體工質(zhì)的閃蒸或氣穴等可能引起管道低頻振動?？赏ㄟ^閥門控制系統(tǒng)的改進得以緩解，例如可以在調(diào)節(jié)閥附近振幅較大處增加阻尼器降低調(diào)節(jié)閥振動，采用更改管道的布置走向或者管道尺寸來減少管道內(nèi)的湍流，也可以采用節(jié)流孔板或者防氣穴閥門來減少管道內(nèi)液體工質(zhì)的閃蒸或氣穴。泵或者壓縮機誘發(fā)的壓力脈動、氣體或蒸汽管道系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥振動、或給水管道系統(tǒng)中流量孔板造成的漩渦脫落等都是高頻振動的潛在振動源。減少高頻振動的措施包括安裝消音器、減振器、入口穩(wěn)流器、降噪閥或者使用多級孔板等等。壓力擾動或者脈動在流體中的傳播方式與空氣中聲音的傳播方式是相同的。如果壓力脈動頻率與管道固有聲頻相近，那么壓力脈動就可能被放大，這種共振增加了管道振動的危害性。管道固有聲頻是聲音在流體中或氣體中傳播速度的函數(shù)，與管道的長度成反比。流動不連續(xù)處的漩渦脫落造成一定頻率范圍內(nèi)的壓力脈動，是常見的激振原因。如果漩渦脫落頻率與管道固有聲頻相近，就可能發(fā)生共振從而造成壓力脈動的放大。改進流動的不連續(xù)性（例如打開分支管道），可能會減少漩渦脫落并改變漩渦脫落頻率，從而避免共振的發(fā)生。如果依然無效，那么可以嘗試改變管道的固有聲頻。固有聲頻的改變包括改變管道的長度來提高或降低固有頻率，也可以增加消音器、減振器或者入口穩(wěn)流器等。F.2氣穴氣穴也是造成管道振動的常見原因。氣穴產(chǎn)生時常伴有噪聲、壓力脈動、沖蝕破壞以及流量降低等問題。本節(jié)討論氣穴的發(fā)生、發(fā)展與管道部件的相關(guān)性。同時也提供工程實例說明在非正常操作條件下有害的氣穴是如何發(fā)生的。當(dāng)液體靜壓降低到其汽化壓力以下時，就會出現(xiàn)氣穴。通常會發(fā)生在節(jié)流孔板或者調(diào)節(jié)閥等流動損失較大的管道部件處。當(dāng)氣穴遇到壓力高于其飽和壓力時，氣穴將會破裂，該情況在氣穴移動到下游管口或閥門時發(fā)生。氣穴破裂會產(chǎn)生壓力脈動并引起管道振動、表面侵蝕并會加速腐蝕。氣穴噪聲的大小取決于它發(fā)生的嚴(yán)重程度。有時可能像爆裂聲，也可能像小砂礫流過管道的聲音。非常劇烈時氣穴的噪音會對周邊人員的聽力造成損傷。當(dāng)氣穴破裂發(fā)生在管道或者管件表面時，就會發(fā)生侵蝕/腐蝕。氣穴潰滅產(chǎn)生的射流對管道或管件表面的保護性氧化層造成破壞，從而導(dǎo)致腐蝕加速。管道系統(tǒng)中由于流動損失較大而導(dǎo)致易發(fā)生氣穴的管件主要有：閥門、孔板、噴嘴、泵和彎管等。處理由氣穴導(dǎo)致管道振動的原則，是減少或者消除氣穴產(chǎn)生的來源。常見方法包括：避免在氣穴區(qū)域安放管件、對管件表面進行特殊處理、采用多級孔板來耗散流動能量，或者在流動分離區(qū)域補齊增壓等，都有助于控制管件的損壞程度。F.3孔板處發(fā)生氣穴的工程實例本節(jié)描述了一個孔板處發(fā)生氣穴的工程實例，以說明在非正常運行工況下，有害的氣穴是如何發(fā)生的。某一壓水堆核電站的化學(xué)及容積控制系統(tǒng)（CVCS）中，在系統(tǒng)的泄流部分安裝了一個單級降壓孔板。孔板的孔徑是6.35mm，長度為609.60mm，經(jīng)過孔板的壓降大約為13.79MPa（從上游反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力15.52MPa，到孔板下游壓力1.73MPa）。需要1.38MPa或更大的背壓來防止在排放端發(fā)生的氣穴。由于一個壓力測量表標(biāo)定出現(xiàn)問題，導(dǎo)致孔板下游壓力降到大約0.69MPa。而且，這個情況出現(xiàn)九個月之后才被發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)后系統(tǒng)立刻進行了重新設(shè)定，并調(diào)整到了設(shè)計工況。然而，如此長時間超出設(shè)計壓力下運行，已經(jīng)足以在出口端造成氣穴和嚴(yán)重的沖蝕。沖蝕反過來在出口端影響流體特性，產(chǎn)生持續(xù)的氣穴，甚至在設(shè)計壓力條件下也會持續(xù)惡化。氣穴會激勵管道系統(tǒng)，振動水平足夠高時，會導(dǎo)致承插焊接頭出現(xiàn)泄漏。工作人員依照相同的設(shè)計規(guī)范對接頭進行了修復(fù)，但由于持續(xù)性氣穴造成了孔板下游的不斷侵蝕，使得接頭頻繁失效。電廠的記錄顯示，前期的運行并不在設(shè)計的背壓要求范圍之內(nèi)。工程評估表明孔板處存在潛在的氣穴并可能沖蝕。更換孔板后，氣穴和焊接接頭泄漏的問題才得以解決。F.4管道響應(yīng)在激振源的作用下，管道梁振動是最普遍遇到的響應(yīng)。通常情況下，管道的力學(xué)分析可以簡化成梁單元來進行，因此管道在激振下的響應(yīng)可以近似地按照梁振動來處理。雖然梁的某些振動頻率可能高達100Hz甚至更高，但典型的占主導(dǎo)地位的振動頻率一般低于20Hz。消除或抑制激振源是最有效的糾正措施。低頻梁振動可通過適當(dāng)增加管道的剛性支撐或者限位約束來降低振動。經(jīng)驗證明，最有效的抑制低頻振動方法是在彎管、較重集中質(zhì)量或管道不連續(xù)處增加約束。排氣、疏水、旁路和儀表管道等支管的振動，可以將支管上的質(zhì)量（閥門、法蘭等）通過剛性支撐與主管固連，來消除支管和主管之間的相對振動。采用能承受持續(xù)振動荷載的支撐和結(jié)構(gòu)來抑制管道振動，這種振動會使非抗振動設(shè)計的管件和支撐系統(tǒng)產(chǎn)生過度磨損和疲勞。支撐及相構(gòu)件必須有承受這些振動的能力，并且應(yīng)該對這些支撐和結(jié)構(gòu)進行定期的檢查，不能繼續(xù)使用的應(yīng)及時更換。高頻管道振動位移幅值較小，只有幾毫米或更小，通常大部分管道系統(tǒng)都普遍存在高頻振動。高頻振動一般難以采取有效手段加以抑制。例如，存在間隙的支吊架不能控制高頻振動。管壁振動是典型的高頻振動，例如，一根外徑610mm，壁厚17.48mm的鋼管其管壁振動模態(tài)的最低頻率是190Hz。管壁振動的頻率與壁厚成正比，與管道直徑成反比。對于管壁振動最有效的抑制措施是消除振源。如果振源不能有效消除，那么管壁振動頻率就必須避開振源的振動頻率。工程中可采取改變管道規(guī)格、安裝加強肋等措施來改變管壁振動頻率，也可增加約束層阻尼來減小管道動力學(xué)響應(yīng)及其應(yīng)力。F.5附加的測試和分析振動根源的研究需要更詳細的分析和/或測試，下列步驟可用來幫助確定振動發(fā)生的根源，或降低確定振動應(yīng)力方法的保守性。比如，當(dāng)使用ASMEOM-S/GPart3第5節(jié)簡化評估技術(shù)振動值超過限值，那么使用更細致的技術(shù)時振動值可能不超標(biāo)。ASMEOM-S/GPart3第5節(jié)簡化評估技術(shù)對于大多數(shù)管道的評估是有效方法，但是，保守地假設(shè)得到的是簡化的標(biāo)準(zhǔn)，因此，對較大振動位移需要用更詳細的分析和測試進行判斷振動是否可接受。詳細的測試也包括使用應(yīng)變儀精確確定管道的峰值應(yīng)力水平。應(yīng)變儀結(jié)合相關(guān)測試和分析，可以降低其保守性。在電站運行期間，持續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)也可以用于確定系統(tǒng)振動響應(yīng)。

附錄G （資料性附錄）計算分析：穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)振動的精確驗證方法G.1概述當(dāng)系統(tǒng)的部分屬于W3（S3）級管道系統(tǒng)，或當(dāng)本標(biāo)準(zhǔn)第6.2.1、6.2.2及6.3.1和6.3.2節(jié)的方法不適用或過于保守時，可用本節(jié)描述的方法進行評價。而當(dāng)系統(tǒng)的動力學(xué)特性表明，系統(tǒng)模態(tài)主要是由大型設(shè)備（如泵，熱交換器等）的激勵引起時，本節(jié)方法也是適用的。本驗證方法的主要目標(biāo)就是通過測量管道系統(tǒng)的振動特性精確估計系統(tǒng)的振動應(yīng)力。G.2和G.3節(jié)分別給出了應(yīng)用本節(jié)驗證方法的兩種可行技術(shù)和相關(guān)要求。G.2模態(tài)響應(yīng)技術(shù)G.2.1一般要求該方法要求從測試數(shù)據(jù)識別出系統(tǒng)的模態(tài)位移和固有頻率。該方法要求對系統(tǒng)進行模態(tài)分析，獲得系統(tǒng)固有頻率，模態(tài)振型及與振型向量相對應(yīng)的模態(tài)應(yīng)力向量（或彎矩）的解析解。實際測量和理論分析的固有頻率和振型的結(jié)果應(yīng)進行相關(guān)性分析。而后利用應(yīng)力向量的解析值確定管道在所測量的模態(tài)位移下的真實應(yīng)力狀態(tài)。G.2.2測試要求管系上應(yīng)配置足夠儀器來識別系統(tǒng)的固有頻率和模態(tài)位移。不需要確保測試在振動最大的位置進行。根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的附錄B要求，儀器應(yīng)能夠測量加速度、位移或速度。儀器的安裝位置應(yīng)與系統(tǒng)理論模型中的計算點盡可能一致。測試系統(tǒng)應(yīng)該嚴(yán)格按照測試規(guī)范執(zhí)行。測試中應(yīng)記錄足夠多數(shù)據(jù)，可以按照G.2.3中的方法對數(shù)據(jù)進行適當(dāng)處理。G.2.3數(shù)據(jù)處理應(yīng)對穩(wěn)態(tài)振動數(shù)據(jù)進行簡化處理以獲得系統(tǒng)每個主振動模態(tài)的位移零—峰值。很多確定模態(tài)位移的方法是有效的，如試驗?zāi)B(tài)分析法等。使用其中任一方法，均應(yīng)特別注意分離識別出系統(tǒng)中可能存在的密集的模態(tài)。G.2.4測試和分析的相關(guān)性對所有有貢獻的模態(tài)，測量得到的管系所有主模態(tài)的頻率和振型與解析方法得到的結(jié)果應(yīng)該具備相關(guān)性。至少測試和分析得到的模態(tài)振型在具有主要貢獻的模態(tài)方向上是相關(guān)的。而各模態(tài)下的相對幅值不需要嚴(yán)格一致。此外，對應(yīng)的模態(tài)頻率應(yīng)該合理的吻合。G.2.5測試響應(yīng)的評估利用測量所得的管道模態(tài)位移和相關(guān)解析解對管系中的振動應(yīng)力（或彎矩）進行精確評估。利用測量的管道位移和系統(tǒng)模態(tài)信息獲得管系振動應(yīng)力的方法見G.2.6。所得振動應(yīng)力的結(jié)果應(yīng)根據(jù)附錄E的驗收準(zhǔn)則進行評價。G.2.6實驗/分析校正法獲得管系振動應(yīng)力G.2.6.1實驗/相關(guān)性分析根據(jù)G.2.3，每個測量點的模態(tài)位移應(yīng)制成表格并歸一化為該模態(tài)下的一個適當(dāng)值（如模態(tài)質(zhì)量歸一化）。根據(jù)傅立葉變換計算各測點的相位得到位移的相對符號（或正或負(fù)），就可得到通過試驗獲得的歸一化的振型?？梢耘c分析結(jié)果做比較。G.2.6.2測量響應(yīng)的評估確認(rèn)實驗/分析結(jié)果具有相關(guān)性后，由試驗數(shù)據(jù)獲得的實際模態(tài)響應(yīng)即可確定管系中的分析模態(tài)力矩或模態(tài)應(yīng)力。具體可以通過以下方式實現(xiàn)。第階模態(tài)下的第點的測量模態(tài)位移（用表示）除以相應(yīng)的分析位移（），得到如下的模態(tài)響應(yīng)系數(shù)(G.1)理論上，如果試驗?zāi)B(tài)振型和分析結(jié)果的相關(guān)性很完美，每階模態(tài)下的應(yīng)該是相同的，但實際上卻有所不同。因此，對每階模態(tài)取最大作為該模態(tài)下的模態(tài)響應(yīng)系數(shù)（用表示）。最大的應(yīng)從占優(yōu)勢的模態(tài)運動方向的中去選取，以避免不必要的保守。獲得每階模態(tài)下的模態(tài)響應(yīng)系數(shù)（）后，模態(tài)的試驗應(yīng)力向量（）可以由分析應(yīng)力向量（）前乘模態(tài)響應(yīng)系數(shù)得到，即(G.2)這樣獲得的模態(tài)應(yīng)力向量應(yīng)該與適當(dāng)?shù)谋Ｊ胤椒ㄏ嘟Y(jié)合使用以獲得管道的總應(yīng)力。G.3應(yīng)力測試技術(shù)在穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)振動下，用應(yīng)變儀直接獲得管道系統(tǒng)的振動應(yīng)力。本節(jié)概述應(yīng)變儀使用的一般要求。附錄A給出了在制定試驗大綱前使用應(yīng)變儀的一些應(yīng)考慮注意事項。G.3.1一般要求在預(yù)計出現(xiàn)最大應(yīng)力點附近的直管上安裝足夠的應(yīng)變片。當(dāng)用于確定名義彎矩時，應(yīng)變片應(yīng)遠離應(yīng)力集中點。G.3.2測量響應(yīng)的評估在管道測點處測得的應(yīng)變，應(yīng)轉(zhuǎn)換成三個方向的主應(yīng)力分量，用6.2.3或6.3.3節(jié)的評定準(zhǔn)則進行評定。附錄H（資料性附錄）W2級管道的穩(wěn)態(tài)振動測試評估導(dǎo)則H-1目的本附錄目的是為W2級管道穩(wěn)態(tài)振動的監(jiān)測和基于位移接受準(zhǔn)則的評估提供指導(dǎo)。該導(dǎo)則是基于大量與現(xiàn)場檢查和測試相關(guān)的經(jīng)驗而制定的。H-2假設(shè)條件這些準(zhǔn)則假定：一個完整管道系統(tǒng)由于穩(wěn)態(tài)振動引起的應(yīng)力可以通過將管道系統(tǒng)人為地分成不同邊界條件的小管段，應(yīng)用簡單梁理論來保守地確定其變形限值。進一步假定：節(jié)點之間和/或相鄰、平行的抗震剛性約束之間的振動由單一振動模態(tài)主導(dǎo)，且能用簡單梁模型的基礎(chǔ)模態(tài)來近似。允許應(yīng)力幅Sa與標(biāo)準(zhǔn)中第7節(jié)一致。對于碳鋼材料，該應(yīng)力幅等于ASMEBPVCODE第III卷附錄IFig.I-9.1中106疲勞曲線不適用于700℉（碳鋼）和800℉（不銹鋼）；疲勞曲線使用的彈性模量為：碳鋼30×106H-3實施圖H-1給出了穩(wěn)態(tài)振動監(jiān)測的步驟。穩(wěn)態(tài)振動的監(jiān)測從最簡單的監(jiān)測方法開始，當(dāng)監(jiān)測振動水平超出限值時，就需要進行更加具體和深入的測試與分析。H-3.1至H-3.2.4將進行具體討論。H-3,1定量評估H-3.1.1確定待監(jiān)測流體狀態(tài)振動監(jiān)測的第一步是對管道系統(tǒng)所有運行工況下的流體狀態(tài)進行排列，確定振動最惡劣的工況（一個或多個）。如果通過對運行工況的分析，無法確定最惡劣工況（一個或多個），則應(yīng)在該系統(tǒng)的一些或所有工況下進行振動監(jiān)測。通常來說，最劇烈的穩(wěn)態(tài)振動發(fā)生在最大或最小流量工況。H-3.1.2管道檢查確定流體狀態(tài)后，對管道進行目視檢查以發(fā)現(xiàn)過大振動。振動的感知可以通過目視、觸摸和耳聽來進行。因此，在進行現(xiàn)場查看的時候，所有感官都應(yīng)該很警覺，尤其是當(dāng)現(xiàn)場光線較暗以及管道不易接近時。H-3.1.2振動測試即使管道振動很小，也應(yīng)該至少進行一次振動測量并記錄系統(tǒng)響應(yīng)，以便提供一個基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，作為將來的參考。建議使用能夠測量真實位移峰峰值的設(shè)備進行振動測量，因為位移與管道模態(tài)振型及振動應(yīng)力成正比。測量位移均方根值（rms）的設(shè)備顯示的僅僅是平均應(yīng)力。除非是單純的正弦信號，否則rms測量值無法馬上轉(zhuǎn)換為峰峰值。由于管道振動通常都是準(zhǔn)隨機信號，因此不應(yīng)使用測試rms信號的設(shè)備。管道振動的主振頻率對于管道振動問題分析很重要，因此也應(yīng)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行記錄。通常來說，較大的振動出現(xiàn)在管道系統(tǒng)的一些位置。不可能、也沒有必要對管道上的每個點進行振動測量，因此只需在經(jīng)判斷的最大振動處進行測量。判斷的基礎(chǔ)是，該位置的振動將會引起管道上最大的振動應(yīng)力。振動最惡劣的位置不一定對應(yīng)于最大位移處。例如，管道系統(tǒng)上剛度較大處的位移可能比管系上剛度較小的管段上測量的大位移更惡劣，如果前者產(chǎn)生更大的應(yīng)力。需要注意的是，在管道振動監(jiān)測中需要經(jīng)驗來準(zhǔn)確判斷最嚴(yán)重振動所在位置，并能在總體上對振動的嚴(yán)重程度有所“感覺”。H-3.1.4測試結(jié)果評估確定了最嚴(yán)重振動所在位置后，采用H-4節(jié)的準(zhǔn)則對測量的位移值進行評估。測量記錄中應(yīng)包含振動位置、幅值、方向、頻率、所進行的計算，以及振動的可接受性。H-4節(jié)中是簡化易用的準(zhǔn)則，由于其簡化，使得得到的允許位移值比詳細分析可能得到的允許位移值要小。在計算允許值時，需要有管道結(jié)構(gòu)動力學(xué)和應(yīng)力分析方面的知識，以保證分析結(jié)果的保守性。H-3.1.5超標(biāo)振動的處理如果位移測量值（VMG2）大于H-4節(jié)的允許位移值，應(yīng)進行深入分析以評估振動的可接受性。如果位移測量值大于允許值的2倍，應(yīng)避免系統(tǒng)在相應(yīng)工況下運行，直到進一步的分析證明振動可接受，或采取了糾正措施使振動降低到允許值?；诮?jīng)驗，采用VMG2中簡單梁理論獲得的位移允許值，與詳細分析相比，其保守系數(shù)至少為2。當(dāng)超出允許位移限值時，可以進行簡單的計算機分析。分析目的是，通過對管道結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確建模，確定管道的變形模態(tài)和管道應(yīng)力，從而獲得更加準(zhǔn)確的允許位移值。將計算機分析得到的峰值應(yīng)力與允許應(yīng)力幅進行比較。如果超出了允許應(yīng)力幅，則需采取糾正措施來降低管道振動。表H-1給出了一些建議的糾正措施。表中選擇了最具成本和時間效益的措施來解決振動問題。H-3.2定性評估定性評估的目的是確定振動原因和影響。對于一個振動水平可接受的管道系統(tǒng)，觀察到的管道振動必須符合定量評估的接受準(zhǔn)則。本節(jié)是對基于定量測量和計算來表明可接受性的一種補充。注意，定性評估結(jié)果為不可接受時，觀察到的狀態(tài)必須判定為會立刻對管道系統(tǒng)造成不利影響。例如，嚴(yán)重氣穴會被判定為對管道或部件造成損傷。對于判定為不會立刻產(chǎn)生不利影響的狀態(tài)，可考慮為可接受，但應(yīng)做出標(biāo)記以便將來的糾正行動或監(jiān)測。泵內(nèi)部不平衡造成的振動就是一個例子。泵內(nèi)部不平衡可能不是需要立刻關(guān)注的，但應(yīng)做出將來糾正行動或維修的標(biāo)注。定性評估主要依賴于觀察、經(jīng)驗和完成管道巡視的人員的判斷。觀察包括使用儀器以及通過感官來檢查，如耳聽明顯的噪音、觸摸（可用于確定高頻振動）等。在觸摸高溫或高能管道時，必須非常小心。H-3.2.1振動測試儀表振動測試儀表用于測量特定類型和范圍的振動。測試時必須考慮儀表的測試范圍和限制。例如，加速度傳感器通常不能感知低頻振動。如果出現(xiàn)低頻振動（低于3Hz），則應(yīng)使用其他儀器來測量。一些儀表如位移傳感器可能無法感知高頻振動響應(yīng)，因此如果出現(xiàn)高頻振動，則應(yīng)使用其他儀器（如加速度傳感器）來測量。還需要考慮信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集及存儲設(shè)備的限制。例如，所使用的濾波器類型會影響到記錄的數(shù)據(jù)。常用濾波器包括高通濾波器、低通濾波器和抗混濾波器。H-3.2.2定量分析技術(shù)本標(biāo)準(zhǔn)中的接受準(zhǔn)則是基于管道材料疲勞允許應(yīng)力極限得出的。目的是防止管道疲勞失效。然而，除了管道疲勞應(yīng)力外可能還有其他重要的因素。這些因素作為定性評估的一部分進行了評估。其他因素包括支吊架系統(tǒng)承受振動的性能，以及振動對相連接設(shè)備和支管的影響。簡化的評估技術(shù)是基于管道梁模態(tài)振動而進行的。高頻振動有可能激起管道的殼模態(tài)，殼模態(tài)振動無法采用梁理論進行充分評估。H-3.2.3管道支撐管道振動可能使管道支吊架發(fā)生磨損、螺栓連接件松動及疲勞損傷。如果判斷振動大到能夠影響這些支吊架，那么就應(yīng)該對振動的影響進行評估。盡管簡單梁理論的接受準(zhǔn)則是基于管道疲勞應(yīng)力限值，但支吊架顯然是很重要的，因為支吊架的損傷或失效可能反過來影響管道的振動響應(yīng)。當(dāng)發(fā)生較大振動時，應(yīng)對組成支吊架的結(jié)構(gòu)部件進行定量的應(yīng)力評估。下面是支吊架定性評估中應(yīng)完成的：（a）檢查螺栓連接處是否有松動或螺母遺失。振動（尤其是高頻振動）容易造成螺栓連接件的松動。（b）檢查管道與導(dǎo)向支架部件接觸面上是否有磨損。振動會引起管道外表面與支架部件之間的摩擦，造成部件磨損。對于能動型約束，尤其是阻尼器，連續(xù)的振動可能導(dǎo)致其內(nèi)部構(gòu)件老化（如磨損）。磨損也可能出現(xiàn)在銷軸和管夾或端部托架之間。（c）檢查管夾的移動、轉(zhuǎn)動或偏離。管夾的移動、轉(zhuǎn)動或偏離可能預(yù)示著管道動力學(xué)瞬態(tài)或較大穩(wěn)態(tài)振動的存在。H-3.2.4設(shè)備管道振動可能對連接設(shè)備