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(bu)銹(xiu)鋼管(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(qi)實這種(zhong)現象管道應力分析無(wu)問(wen)題,原自然補償彎(wan)布置和支吊(diao)架設(she)計沒有問(wen)題,修改成倒鉤形支架無(wu)法解決根本問(wen)題。
浙江至德鋼業有限公司技術人員通(tong)過分析這個(ge)高壓蒸(zheng)汽(qi)管道熱拱(gong)應力問題主要由(you)以(yi)下(xia)原(yuan)因引起:
①. 管(guan)道材料錯誤設計選用了不銹鋼;
②. 操(cao)作人員(yuan)開工時送的(de)蒸(zheng)汽溫度偏低,這(zhe)根(gen)高(gao)壓(ya)蒸(zheng)汽管道配套(tao)的(de)疏水閥(fa)不(bu)合格,造(zao)(zao)成(cheng)高(gao)壓(ya)蒸(zheng)汽管道內(nei)產生(sheng)的(de)冷(leng)凝水排出不(bu)暢通,造(zao)(zao)成(cheng)40”管子的(de)底部(bu)比頂部(bu)低100℃,這(zhe)也是造(zao)(zao)成(cheng)這(zhe)根(gen)高(gao)壓(ya)蒸(zheng)汽管道拱起的(de)原因。
一(yi)(yi)般情況下管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)內介質通(tong)過管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)截面(mian)(mian)時是(shi)均溫(wen)的(de)(de),但是(shi)有(you)時管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)橫(heng)截面(mian)(mian)上溫(wen)度的(de)(de)分布是(shi)不均勻的(de)(de)。水(shui)平(ping)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)上表面(mian)(mian)溫(wen)度高于(yu)下表面(mian)(mian)的(de)(de)溫(wen)度,管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)同(tong)一(yi)(yi)個段上下部(bu)的(de)(de)熱(re)膨(peng)脹是(shi)不同(tong)的(de)(de),就產生(sheng)了熱(re)拱(Thermal Blowing)現(xian)象。熱(re)拱使管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)產生(sheng)相當大的(de)(de)彎曲(qu)位(wei)移(yi),可能導(dao)致管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)支(zhi)架(jia)失效、材料疲(pi)勞破壞、管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)閥門法蘭泄漏、結構框架(jia)超載等情況。
管(guan)道(dao)布置設(she)計熱(re)拱(gong)問題可參考《管(guan)道(dao)應力分析與工程應用》一書。