在剛開(kāi)始運(yùn)行的某工廠,浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)某40"高壓蒸汽管道錯(cuò)誤設(shè)計(jì)選用了不銹鋼管道材料,造成高壓蒸汽管道在運(yùn)行時(shí)每幾十米起一個(gè)上拱形翹空。廠內(nèi)維護(hù)人員和原設(shè)計(jì)人以為支吊架設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,把原管托修改成了倒鉤形想限制上拱,但最后把結(jié)構(gòu)橫梁頂彎了也沒(méi)有限制住高壓管道的熱拱。
其實(shí)這種現(xiàn)象管道應(yīng)力分析無(wú)問(wèn)題,原自然補(bǔ)償彎布置和支吊架設(shè)計(jì)沒(méi)有問(wèn)題,修改成倒鉤形支架無(wú)法解決根本問(wèn)題。
浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)人員通過(guò)分析這個(gè)高壓蒸汽管道熱拱應(yīng)力問(wèn)題主要由以下原因引起:
①. 管道材料錯(cuò)誤設(shè)計(jì)選用了不銹鋼;
②. 操作人員開(kāi)工時(shí)送的蒸汽溫度偏低,這根高壓蒸汽管道配套的疏水閥不合格,造成高壓蒸汽管道內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水排出不暢通,造成40”管子的底部比頂部低100℃,這也是造成這根高壓蒸汽管道拱起的原因。
一般情況下管道內(nèi)介質(zhì)通過(guò)管道截面時(shí)是均溫的,但是有時(shí)管道橫截面上溫度的分布是不均勻的。水平管道的上表面溫度高于下表面的溫度,管道同一個(gè)段上下部的熱膨脹是不同的,就產(chǎn)生了熱拱(Thermal Blowing)現(xiàn)象。熱拱使管道產(chǎn)生相當(dāng)大的彎曲位移,可能導(dǎo)致管道支架失效、材料疲勞破壞、管道閥門(mén)法蘭泄漏、結(jié)構(gòu)框架超載等情況。
管道布置設(shè)計(jì)熱拱問(wèn)題可參考《管道應(yīng)力分析與工程應(yīng)用》一書(shū)。