《DLT1102009核電站管道振動測試與評估》

ICS27.120

F29

備案號：26343-2009DL

中華人民共和國中國電力企業(yè)聯(lián)合會行業(yè)標準

DL/T1103—2009

核電站管道振動測試與評估

Testingandevaluationofvibrationinnuclearpowerplantpipingsystem

（征求意見稿）

2015-XX-XX發(fā)布2015-XX-XX實施

中華人民共和國國家能源局發(fā)布

DL/T1103—2009

目??次

前言...............................................錯誤！未定義書簽。

1范圍.......................................................3

2規(guī)范性引用文件.............................................3

3定義.......................................................3

4一般規(guī)定...................................................4

5管道振動分類及等級.........................................4

6振動測試方法...............................................6

7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...................................31

I

DL/T1103—2009

II

DL/T1103—2009

核電站管道振動測試與評估

1范圍

本標準規(guī)定了核電站管道系統(tǒng)的振動測試方法、評估方法及驗收準則。

本標準適用于核電站役前、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。

本標準不適用于役前、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）不屬于本標準范圍。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨

后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達

成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適

用于本標準。

ASMEOM-S/G-2007Part3，核電站管道系統(tǒng)試運行及啟動過程中的振動測試要求。

ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范，第III卷。

ASMEB31系列管道規(guī)范。

3定義

下列定義適用于本標準。

3.1

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。

3.2

測試工況testconditions

指在進行測試時管道系統(tǒng)所處的工況。

3.3

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。

3.4

運行測試operationaltesting

指正常運行工況下進行的測試活動。

3.5

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。

3.6

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。

3.7

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。

3.8

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。

3.9

3

DL/T1103—2009

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。

3.10

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。

3.11

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。

3.12

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屈服準則。在運用這一準則

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。

3.13

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ASMEBPV

CODEIIINB-3216。

4一般規(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)標準等對管道部件和支吊架進行

檢查，確認管道系統(tǒng)的安裝與設(shè)計相符。

5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)，或處于嚴苛環(huán)境下、無法使用便攜設(shè)備測試的管道

4

DL/T1103—2009

系統(tǒng)，應(yīng)歸類為振動等級2級或振動等級3級。

5.1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：

a)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)。

b)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：

a)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)。

b)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：

a)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）。

b)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)提供的準則

進行評價。

5.2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：

a)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：

a)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：

a)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)提供的準則

進行評價。

5

DL/T1103—2009

6振動測試方法

6.1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：

（a）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。

（b）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。

（c）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。

（d）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。

（e）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)。

6.2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

peak

振動速度（Vmax）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。

6.3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。

6

DL/T1103—2009

6.4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。

7管道振動等級評定

7.1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：

(1)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；

(2)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；

(3)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；

(4)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；

7.2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：

a)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。

b)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、表中的peak按附錄計算得到，除碳鋼和不銹鋼以外的其他材料管道，根據(jù)

1-12-1VallowC

曲線計算相應(yīng)的peak值，并進行等級評定。表中Dpeak按附錄計算得到。

S-NVallow3-1allowD

表1-1W2級和S2級碳鋼管道系統(tǒng)的速度評定

peak振動品質(zhì)評定要求

最大峰值振動速度測量值Vmax，mm/s

優(yōu)秀無

????

0≤????≤12.4

7

DL/T1103—2009

合格跟蹤

????????

12.4<????≤??????

應(yīng)評估進行應(yīng)力評價，見6.2.3節(jié)

????????

????>??????

不可接受建議處理

????????

????>2??????

表2-1W2級和S2級不銹鋼管道系統(tǒng)的速度評定

peak振動品質(zhì)評定要求

最大峰值振動速度測量值Vmax，mm/s

優(yōu)秀無

????合格跟蹤

0≤????≤17.6

????????

17.6<????≤??????應(yīng)評估進行應(yīng)力評價，見6.2.3節(jié)

????????

????>??????不可接受建議處理

????????

????>2??????

表3-1W2級和S2級管道系統(tǒng)的位移評定

peak振動品質(zhì)評定要求

最大峰值振動位移測量值Dmax，mm/s

合格跟蹤

????????

????<??????

應(yīng)評估進行應(yīng)力評價，見6.2.3節(jié)

????????

????>??????

不可接受建議處理

????????

????>2??????

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)

振動品質(zhì)評定要求

最大交變應(yīng)力強度測量值Salt

合格跟蹤

SaltSa

不合格應(yīng)處理

SaltSa

表3中Salt和Sa的定義見附錄E。

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DL/T1103—2009

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:

a)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。

b)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)變計標距內(nèi)最大應(yīng)變不超

過該標距內(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

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DL/T1103—2009

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。

10

DL/T1103—2009

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：

（a）功能描述；

（b）設(shè)備清單（生產(chǎn)商，型號，產(chǎn)品系列號）；

（c）設(shè)備標定記錄；

（d）設(shè)備說明書；

（e）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：

（a）每個輸入和輸出設(shè)備：使用的單位和滿量程范圍。

（b）精度：規(guī)定為物理量的滿量程的百分數(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%。

（c）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。

（d）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%。

（e）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。

（f）標定數(shù)據(jù)：具體要求見B.3。

（g）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

驗收值精度最小可測量值滿量程頻響范圍其它：最大管線溫度

mmmmmmmmHz℃

0.254±0.0254＜0.200.300.5Hz～60120

2.54±0.254＜2.03.00.5Hz～20150

B.3標定

振動測試系統(tǒng)中所有設(shè)備應(yīng)有最新標定文件，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

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DL/T1103—2009

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。

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DL/T1103—2009

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（peak）的測量并與最大允許峰值速度（peak）

VmaxVallow

進行比較。驗收準則為peakpeak。

VmaxVallow

C.2允許峰值速度

允許峰值速度的表達式為：

peak13.4C1C4Sel（）

VallowC.1

C3C5C2K2

（C.2）

??????

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：

?3=1.0+?+?

13.4—轉(zhuǎn)換系數(shù)，單位：mm/s/MPa；

C1—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：

C4—端部條件修正系數(shù)；

6

Sel—0.8SA，SA為ASMEBPV規(guī)范SectionIIIDivision1圖I-9.1中10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；

C3—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，

可取C31.0；

W—單位長度管道的質(zhì)量，kg/m；

WF—單位長度管道內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量，kg/m；

WINS—單位長度管道保溫層的質(zhì)量，kg/m；

1.0

0.9

0.8

0.7

修

正0.6

系0.5

數(shù)

0.4

C1

0.3

0.2

0.1

0510152025

集中質(zhì)量與管段質(zhì)量的比值

圖C.1集中質(zhì)量影響修正系數(shù)

C5—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。

C2—二次應(yīng)力指數(shù)，其定義及取值見ASMEBPV規(guī)范SectionIIINB-3680。

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DL/T1103—2009

K2—局部應(yīng)力指數(shù)，其定義及取值見ASMEBPV規(guī)范SectionIIINB-3680。

—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為1.00，該值對

直管段α的任何實際端部邊界條件都是保守的；簡支和懸臂管段取為1.33；等邊Z型彎頭取

4

為0.74；等邊U型彎頭取為0.83。當(dāng)頻率比小于1.0時，可取值為1.0C；當(dāng)頻率比值介于

44

1.0～2.0之間時，等于該比值；當(dāng)頻率比值大于2.0時，速度C判據(jù)不適用。對C

45ASMEBPV

規(guī)范圖C中的材料??；對C規(guī)范圖

SectionIIIDivisi5on1I-9.11.3ASMEBPVSectionIIIDivision1

I-9.2.1或圖I-9.2.2中C的材料取1。

C.3速度篩選準則α

如果全部系數(shù)均采用保守α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，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。

C10.15

C2K24.0

C31.50

C40.70

C51.0

（碳鋼管道，不銹鋼管道為74.96MPa）

（C.3）

?el/α=52.92MPa

對不銹鋼管道，????13.4×0.15×0.7052.92

??????=1.5×1.0×4=12.4(mm/s)

（C.4）

C.4速度判據(jù)的使用條件????13.4×0.15×0.7074.96

??????=1.5×1.0×4=17.6(mm/s)

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)C5，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

慎。在決定使用速度標準方法之前應(yīng)確定單跨距的固有頻率，以證明速度標準是可用的。

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。

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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)包括本標準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

準附錄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。

管子與彎頭切線平面外位移特征跨距

管子中心線

平面內(nèi)位移圖D-2單跨距位移測量

特征跨距

圖D-1管道及彎頭截面上的撓度測圖D-3懸臂管段位移測量

量

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DL/T1103—2009

平面內(nèi)位移

特征跨距

特征跨距在0.5到1.0之間

注：K值見圖10

圖D-4含彎頭的懸臂管段平面內(nèi)位移測量

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

?2

?1>0.5

導(dǎo)向約束

特征跨距

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

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

注：K值見圖10小于0.5

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

?2

?1<0.5

D.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：

（a）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。

（b）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。

（c）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?？蓪⑦@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)

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DL/T1103—2009

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：

2

??

特征管段的允許位移限值為：?=K?/?/144

?el×??

允許的位移零-峰限值，是基于al材low料的持久極限（）和峰值應(yīng)力指數(shù)（）

?=22?

確定的；??×?×?

allowel22

?基=于名義應(yīng)力（）為10000psi（68.95MPa）確定的?形狀/?系數(shù)；??

特征管段的長度；

?

?=管道外徑，和?的單位必須保持一致；

?=

，，和與附錄C中的定義一致。

??=???

el22

D.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。

（a）一端固定的懸臂管段：

（1）單跨懸臂管段（圖D-3）；

（2）懸臂直管段-彎頭直管段；

（a）彎頭平面內(nèi)位移，管段末端自由（圖D-4）；

（b）彎頭平面內(nèi)位移，管段末端導(dǎo)向約束（圖D-5）；

（b）兩端約束：

（1）單跨管段

（a）單跨直管段（圖D-2）；

（b）彎頭處約束的單跨管段[單跨直管段的特殊情況]；

（2）直管-彎頭-直管

（a）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）；

（b）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）。

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DL/T1103—2009

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Salt應(yīng)在以下定義的限值以內(nèi)。

(a)對ASME1類管道系統(tǒng)

CKS

S22Mel（E.1）

altZ

式中：

C2—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；

K2—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；

Sel—其定義及取值見附錄C。

Z—管道截面模量。

(b)對ASME2類、3類和ASMEB31管道系統(tǒng)：

CKS

S22Mel（E.2）

altZ

C2K2＝2i；

式中：

i—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標準。

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)（n）進行評估。

（a）對ASME1類管道系統(tǒng)，最大交變應(yīng)力強度應(yīng)小于設(shè)計基準要求的限值。如果在設(shè)計基

準內(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（）計算式為：

（）

?E.3

式中：?

?

—累積使用系數(shù)，ASME1類管線分析?中=的1累?積U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)（）計算式為：

U（）