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管道支吊架失效原因:設(shè)計計算誤差與布置選型、制造誤差_滄州五森管道有限公司
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管道支吊架失效原因:設(shè)計計算誤差與布置選型、制造誤差
    計算誤差主要表現(xiàn) 為管道支吊點荷載與位移計算不夠準(zhǔn)確。
    管道支吊架承受的荷載分為3類:
    (1)永久荷載,包括管子、閥門、管件、保溫層及支吊架零部件的重力荷載;
    (2)變化荷載,包括輸送介質(zhì)的重力荷載、室外管道的風(fēng)雪荷載、管道振動荷載等;
    (3)偶然荷載,包括管內(nèi)流體動量瞬時突變(如水錘、汽錘)引起的瞬態(tài)作用力、流體排放產(chǎn)生的反作用力及
地震引起的荷載等。
    管道理論計算較復(fù)雜,對于早期投產(chǎn)的機組,管道應(yīng)力都是采用手工計算,計算方法不很完善,且難以進行管道動力特性(如管道振動荷載、偶然荷載等)和多分支管道的計算,計算結(jié)果精度很低,造成早期管道支吊架實際參數(shù)與理論值差異較大。目前管道應(yīng)力計算均采用計算程序,計算精度和準(zhǔn)確性已有大幅度提高,但由于計算程序本身也存在一定局限性,加上計算輸入?yún)?shù)(如管子、管件的重力荷載等)均為計算值,與實際數(shù)值存在偏差,因此計算結(jié)果依然存在一定誤差。當(dāng)管道支吊點荷載計算誤差較大時,則難以通過支吊架自身的荷載調(diào)整來消除計算誤差,從而引起支吊架失效;當(dāng)管道支吊點的計算熱位移小于實際位移時,支吊架會達到行程極限位置而失效。
    管道支吊點荷載、位移準(zhǔn)確確定后,支吊架布置與選型不當(dāng)也會引起支吊架失效。如恒力支吊架一般用在位移較大且對荷載要求基本恒定的位置,而剛性支吊架一般用在垂直位移為0或垂直位移雖不為0但不會引起管道過應(yīng)力的位置。當(dāng)在恒力支吊架相鄰的位置布置剛性支吊架且兩種支吊架間距很近時,此布置方式極易引起其中的某一種支吊架失效。又如在選用力矩平衡式恒力支吊架時,當(dāng)根部連接方式采用的是單拉桿或單孔耳板與支承構(gòu)件連接(如選用JB/T813O.1—1999中的PHB、PHC、LHB、LHC型恒力支吊架)時,則支吊架彈簧套筒軸線會出現(xiàn)尾部上翹或下垂現(xiàn)象,引起支吊架荷載與位移發(fā)生變化。若在實際工作中支吊架彈簧套筒軸線尾部上翹,則支吊點實際向下位移大于指示位移;若彈簧套簡軸線尾部下垂,則支吊點實際向下位移小于指示位移。計算表明,在恒力支吊架彈簧套筒軸線翹尾轉(zhuǎn)角達到9。時,支吊架實際荷載只有安裝調(diào)整時的83.24 ,欠載率高達16.76 %。因此,支吊架布置與選型不當(dāng)很容易引起支吊架失效。

    支吊架的制造誤差不可避免。如支吊架標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,變力彈簧支吊架的彈簧剛度極限偏差為1O ,即符合此要求的同一種型號、規(guī)格的變力彈簧支吊架,當(dāng)按照彈簧高度進行荷載整定時,在同樣的彈簧壓縮高度下其荷載偏差最大可能達到20% ,這對橫擔(dān)型彈簧支吊架的影響最為嚴(yán)重;又如恒力支吊架的荷載恒定是相對概念,實際制造中無法做到支吊架荷載真正恒定不變。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定恒力支吊架在位移過程恒定度為6%,實際運行中恒力支吊架自身的荷載變化必然導(dǎo)致相鄰吊點的荷載發(fā)生變化,當(dāng)荷載變化較大時就會引起支吊架失效。此外,恒力支吊架荷載恒定度的變化對管道(其是對垂直方向受力變化較敏感的管道)各支吊點垂直方向熱位移的影響較大,當(dāng)恒力支吊架恒定度增大時,則管道垂直方向熱位移減小 。可見,支吊架的制造誤差也是引起支吊架失效不可忽視的原因之一。

 

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