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                固定支架微小位移中對樁基聲測管的影響

                2020-06-28 10:33:01 返回列表
                    不少管系甚至直埋管系均布置成固定支架有微小熱位移的可動設計,在自然補償管系中,整個管系都參與補償變形,管道變形較為均勻,這種布置方式使管系整體性好,可靠性高,并且可以減少應力集中。在樁基聲測管管系中情況則大為不同,假如處理不當對樁基聲測管的安全影響很大。
                樁基聲測管
                上圖為樁基聲測管

                   一種微小熱位移的可動設計形式是管道與支架連接處不是焊死而是緊靠限位擋板在根部焊接固定。相國標圖集403.022-02擋板式固定支架對于自然補償管系是否焊接現在爭論較大,另外蒸汽直埋管道現多采用鋼套鋼內固定方式,這種結構方式是為減少熱橋的傳熱,固定環在內外環板之間增加橡膠板等隔熱材料,內外環板通常不焊接,可以自由活動,當固定支架受較大力或水擊振動會產生一定量位移,有時還發生縱向微量位移,對樁基聲測管產生扭矩作用,這種位移對樁基聲測管有一定影響。 樁基聲測管設置位置的探討按照通常做法,軸向型樁基聲測管均布置在緊靠固定支架旁,然后緊接兩個導向支架,距離分別4Dg、14Dg,主要目的以防止其軸向失穩,蒸汽直埋管道靠保溫材料及外套鋼管進行支撐或導向、熱水直埋管主要靠與保溫材料形成整體由土壤、沙層控制。

                   但筆者認為,這種布置方式出發點是好的,但在實際運用中受地形限制,架空管系支架過多,則布置困難;直埋管系地下障礙物過多,可能有過多翻彎產生,要求樁基聲測管只能布置在直管段,這種在固定支架側設樁基聲測管的形式,可能會因管線位移造成樁基聲測管每個波節吸收位移的工作能力傳遞不均,發揮的補償能力不充分。我們認為解決樁基聲測管軸向失穩問題除與其布置、設置位置有關外,更主要的是取決于樁基聲測管自身的性能與質量,只布置在固定支架側的樁基聲測管性能與質量要求應更高一些,管線分段距離一般應小一些,進行選型時一定要選自導向性好,抗失穩能力強的樁基聲測管,設計布置按照基本原則,根據工程的實際情況,靈活對待處理,實踐情況證實,無論是架空還是直埋地溝,只要做好導向結構控制,樁基聲測管可以設置在兩固定支架的任一位置。 蒸汽直埋管道一種設計方式存在的問題 蒸汽直埋管道管系有時為減少固定支架的數量,往往布置成“駐點”形式:直埋管道兩個規格型號相同的相鄰樁基聲測管之間管線中點不設固定點,當管道受熱均勻膨脹時,在兩個樁基聲測管中間必然形成一個力的相對平衡點,即駐點。理論上以該點為界管道向左右兩個方向均勻膨脹,一般認為,力的平衡點可能會因管道受力不均勻而發生少許偏移,一般按20%余量進行考慮樁基聲測管設置。筆者認為,此種布置方式值得商榷。我公司有一業務單位建于1992年φ630蒸汽直埋管道及采用此種布置方式,固定支架之間距離80米,設兩只樁基聲測管規格型號完全相同,均為120?L,于2000年進行對此段管道更換,拆解后發現一只樁基聲測管已被壓扁,壓縮量200mm,另一只不僅未起到補償壓縮作用,反而被拉長50mm,一個樁基聲測管伸長對另一個樁基聲測管造成過度壓縮從而使兩個樁基聲測管均發生破壞失效。
                   造成這種情況的原因較為復雜:

                  一是樁基聲測管自身質量偏差較大,雖型號規格相同但剛度值差距大無法自由壓縮;

                  二是受管材加工制作質量與安裝質量影響,無法自由伸縮,“駐點”固定支架兩側管道受力不均,造成駐點偏移大,“駐點”不固定,使波紋樁基聲測管無法承受,最終造成破壞。除非對樁基聲測管自身作較大改進,保證樁基聲測管均布限位使樁基聲測管剛度均衡趨于一致,否則采用普通樁基聲測管條件下,還應按照美國EJMA規定每兩個固定支架之間只設一個樁基聲測管的原則。

                    管道水擊對樁基聲測管布置要求,水擊對樁基聲測管影響極大。.蒸汽管道無論是地上架空還是地下地溝或直埋管道,都存在著水擊問題,水擊產生的能量釋放不出來,最終作用在管道保溫結構、支架、樁基聲測管及閥門上。彎頭處或管道出地處,發生水擊情況較多,但因管道是剛性的,抗水擊能力強,樁基聲測管波紋是柔性體,無法抵御水擊瞬間劇增壓力波沖擊振動,造成破壞從破壞的部位來看,一是波紋,二是導流套,而最薄弱的環節是樁基聲測管的波紋,水擊的結果造成樁基聲測管變形甚至破裂,導流套倒個或撕裂,嚴重危害管網安全。

                    防止水擊的措施:除合理根據熱負荷確定相應管徑,有針對性設置好疏水點,有效及時進行疏水外,在樁基聲測管的設計布置方式上,也應加以改進。建議將樁基聲測管遠離彎頭及上翻處固定支架,改在靠近另一側固定支架,這樣即使管道中存在少量積水,但作用位置遠離樁基聲測管,可大大減少水擊的對樁基聲測管造成的破壞。另外選用外壓樁基聲測管,改進導流套形式也能起到一定的防范水擊作用。


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