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(xiu)鋼(gang)管(guan)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。


  其實這種現象管(guan)道應力分析無問(wen)題(ti),原(yuan)自然補償彎(wan)布置(zhi)和支吊架(jia)設計沒有問(wen)題(ti),修改(gai)成倒鉤形支架(jia)無法解決根本問(wen)題(ti)。


  浙江至德鋼業有限公司技術人員(yuan)通過分析這個高(gao)壓蒸汽管道(dao)熱拱應(ying)力(li)問題主要由以(yi)下原因引起:


   ①. 管道(dao)材(cai)料(liao)錯(cuo)誤(wu)設(she)計選(xuan)用了不(bu)銹鋼(gang);


  ②. 操作人員開工時送(song)的(de)(de)蒸(zheng)汽溫(wen)度(du)偏低,這根(gen)高壓蒸(zheng)汽管道配套的(de)(de)疏水閥不合格,造(zao)(zao)成高壓蒸(zheng)汽管道內(nei)產(chan)生的(de)(de)冷凝水排出(chu)不暢通(tong),造(zao)(zao)成40”管子的(de)(de)底(di)部(bu)比頂部(bu)低100℃,這也是(shi)造(zao)(zao)成這根(gen)高壓蒸(zheng)汽管道拱起的(de)(de)原因。


  一般情況下管(guan)道(dao)(dao)(dao)內介質(zhi)通過管(guan)道(dao)(dao)(dao)截面時是(shi)(shi)均(jun)溫(wen)(wen)的(de)(de)(de),但是(shi)(shi)有時管(guan)道(dao)(dao)(dao)橫截面上溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)分布是(shi)(shi)不均(jun)勻的(de)(de)(de)。水(shui)平管(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)上表面溫(wen)(wen)度高(gao)于下表面的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度,管(guan)道(dao)(dao)(dao)同一個段上下部的(de)(de)(de)熱(re)膨(peng)脹是(shi)(shi)不同的(de)(de)(de),就(jiu)產生(sheng)(sheng)了熱(re)拱(gong)(Thermal Blowing)現象。熱(re)拱(gong)使管(guan)道(dao)(dao)(dao)產生(sheng)(sheng)相當大的(de)(de)(de)彎曲位移,可能導致管(guan)道(dao)(dao)(dao)支(zhi)架(jia)失效、材料疲勞(lao)破壞、管(guan)道(dao)(dao)(dao)閥(fa)門法蘭泄(xie)漏(lou)、結構框架(jia)超(chao)載(zai)等情況。


  管道(dao)布置設計熱拱(gong)問題可參考《管道(dao)應(ying)力(li)分析(xi)與工程應(ying)用》一書。