在剛開始運行的某工廠,浙江至德鋼業有限公司技術人員發現某40"高壓蒸汽管道錯誤設計選用了不銹鋼管道材料,造成高壓蒸汽管道在運行時每幾十米起一個上拱形翹空。廠內維護人員和原設計人以為支吊架設計錯誤,把原管托修改成了倒鉤形想限制上拱,但最后把結構橫梁頂彎了也沒有限制住高壓管道的熱拱。
其實這種現(xian)象管(guan)道應力分析(xi)無問(wen)(wen)題,原自然補償(chang)彎布置和(he)支吊(diao)架(jia)設計沒有問(wen)(wen)題,修改成(cheng)倒鉤形支架(jia)無法解決(jue)根(gen)本問(wen)(wen)題。
浙江(jiang)至德鋼業有限(xian)公司技術人員(yuan)通(tong)過分(fen)析這個高(gao)壓蒸汽管道熱拱應(ying)力問題主要(yao)由以(yi)下原因(yin)引起:
①. 管(guan)道材(cai)料錯誤(wu)設計選用了不銹鋼;
②. 操作人員開(kai)工時(shi)送(song)的(de)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)溫度偏低,這根高(gao)(gao)壓蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)管道(dao)配(pei)套的(de)疏水閥不合格(ge),造(zao)成高(gao)(gao)壓蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)管道(dao)內產生的(de)冷凝(ning)水排出不暢通,造(zao)成40”管子的(de)底部(bu)(bu)比頂(ding)部(bu)(bu)低100℃,這也是(shi)造(zao)成這根高(gao)(gao)壓蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)管道(dao)拱起的(de)原因。
一般情況下(xia)管(guan)道內介質(zhi)通過管(guan)道截(jie)面時是(shi)(shi)均溫的(de)(de)(de),但是(shi)(shi)有時管(guan)道橫截(jie)面上(shang)溫度的(de)(de)(de)分布是(shi)(shi)不均勻(yun)的(de)(de)(de)。水平管(guan)道的(de)(de)(de)上(shang)表面溫度高于下(xia)表面的(de)(de)(de)溫度,管(guan)道同(tong)一個段上(shang)下(xia)部的(de)(de)(de)熱(re)膨脹是(shi)(shi)不同(tong)的(de)(de)(de),就產(chan)(chan)生(sheng)了熱(re)拱(gong)(Thermal Blowing)現象。熱(re)拱(gong)使管(guan)道產(chan)(chan)生(sheng)相(xiang)當大的(de)(de)(de)彎(wan)曲位移(yi),可能導致管(guan)道支架失(shi)效、材料疲勞破(po)壞、管(guan)道閥門(men)法(fa)蘭泄漏、結構框架超(chao)載等(deng)情況。
管(guan)道布置設計熱(re)拱問題可參考《管(guan)道應力分析(xi)與工程(cheng)應用(yong)》一書。