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四大管道恒力支吊架的檢查與調整

2018/3/22 閱讀次數:[2946]

支吊架調整原理
     管道在工作狀態下承受的應力分為一次應力和二次應力。一次應力是指管道在內壓、自重和其它持續外載(包括支吊架反力等)作用下所產生的應力;二次應力是指管道在熱脹、冷縮或其它位移受約束時產生的應力。
一次應力是由于外力荷載而使管道產生的正應力和剪應力,必須滿足外部及內部的力或力矩的平衡法則。一次應力的特點是沒有自限性,它始終隨著外力荷載的增加而增大,不會隨時間的延長而有所降低,當它超過某一限度,將使管道變形增加直至破壞。因此,要嚴格限制一次應力的數值,使其控制在相應的許用應力范圍之內。管道在工作狀態下,由內壓、自重和持續外載產生的一次應力不得大于鋼材在計算溫度下的基本許用應力。
二次應力是由于管道變形受約束而產生的正應力和剪應力,其本身不是直接與外力相平衡的,具有自限性的特點,即當局部屈服或產生小量塑性變形時,就能使工作狀態下的熱脹應力降下來。二次應力一般不會直接導致破壞,只有當應變在多次重復交變的情況下,才導致管道和附件產生疲勞破壞。因此,對于二次應力的限定,并不是指一個時間的應力水平,而是指交變的應力范圍和交變的循環次數。管道由熱脹、冷縮和其它位移受約束而產生的熱脹二次應力
     3支吊架檢查
     3.1管道設計、竣工和改造的相關技術資料審查
     查閱管道設計資料、管線在設計狀態下和在竣工狀態下的軸測布置圖。將設計資料中給出支吊架的位置、編號、類型與相關的支吊架施工圖進行核對,審查兩者是否一致。查閱并記錄管道設計參數、管道實際運行參數以及支吊架的歷次檢驗和更改記錄。如果管線進行過改造,還需審查管道改造方面的設計資料和施工記錄。對查閱過的資料進行整理,給出所有要檢查的支吊架清單及冷熱態檢查項目。
     同時為了進行管系應力計算,需要整理以下四類基本參數:
     管件材料性能,包括彈性模量、材料許用應力、線脹系數等;運行工況,如運行溫度、壓力及其波動范圍等;各種管道口徑的幾何尺寸,彎管形狀及尺寸、三通類型等;管道的保溫狀況。
     3.2管道及支吊架冷/熱態檢查
     在機組停運的之前和之后,分別對管道及支吊架進行熱態/冷態現場檢驗,記錄各個支吊架存在的問題,對重大缺陷拍照記錄,得到一套完整的管道及支吊架運行狀態報告。主要檢驗內容有:
     總體狀態
     檢查支吊架是否有損傷或劣化的跡象,如構件外表面變形和腐蝕等。
     檢查管道是否遭受過大幅度的沖擊荷載或劇烈振動,如造成元件變形、焊接接頭開裂、固定螺栓松弛或水泥碎裂等。
     檢查管道熱膨脹是否受建筑物或結構件的限制。
     檢查管道保溫是否良好,是否存在局部裸露運行的情況。
     支吊架功能件
     檢查彈簧狀態是否發生過載壓死、失載懸空或折斷的情況。
     檢查彈簧機構的可操作性,確定其是否完整有效、彈簧線圈內部有無腐蝕物積聚、有無卡澀、彈簧壓板是否被吊桿頂死等。
     確定安裝和水壓試驗用鎖定機構是否已解列并保存好。
支吊架連接件
     檢查吊桿狀態以確定吊桿是否扭曲、彎曲或從原始設計處改變。
     檢查吊桿鎖定螺母是否完好鎖緊。
     支吊架根部
     承載結構與根部輔助鋼結構是否有明顯變形,主要受力焊縫是否有宏觀裂紋。
     校驗支撐結構的接頭條件(焊接接頭、螺栓、桿眼等)。
     校驗連接的基板與設計相符。
     支吊架管部
     確定卡箍或鞍座是否與管道正確連接,零部件是否有明顯變形。
     檢查立管抱箍擋塊與管道間角焊縫表面是否有宏觀裂紋。
     檢查承載螺栓是否是雙頭螺栓或防松螺栓。
     檢查承載螺栓、卡箍、螺帽是否松動。
     校驗及記錄
     校驗支吊架類型、型號與原設計是否一致。
     校驗剛性支吊架各部分與原設計是否一致,確定是否存在活動間隙。
     校驗吊點偏裝與原設計是否一致。
     校驗支吊架冷態/熱態位置和標牌位置。
     校驗防沖擊剛性支吊架預留間隙是否符合規程要求。
     校驗限位裝置是否起作用。
     校驗變力彈簧支吊架的荷載標尺指示或恒力彈簧支吊架的轉體位置是否正常。
     記錄運行條件下妨礙管道及支吊架位移的任何障礙。
     記錄冷、熱態條件下的位移指針位置。
     記錄冷、熱態條件下變力彈簧的載荷。
     4管道應力計算
     對管道的原始數據和計算書進行復核,根據管道的設計參數、管系布置和《火力發電廠汽水管道應力計算技術規定》SDGJ6-90,采用與原設計計算相同的方法對管道進行校核計算。計算結果中包含以下信息:支吊架型號;吊點熱態荷重;吊點冷態荷重;支吊架三向熱位移;設備連接端點推力;管系****應力位置及應力是否超標評定;可計算出管道中任意點應力及熱位移。根據計算結果確定是否存在管道設計或支吊架選型錯誤。
另外,根據原設計施工圖核實或測繪實際立體管線布置,依據材料性能變化預測管道未來運行中的蠕脹。在此基礎上根據管道及支吊架狀態檢查結果對管系進行力學模型簡化,使用適合在役機組管道的專用分析軟件包,分析計算管線結構已發生改變、部分支吊架已損壞或失效、材料性能已下降等實際運行條件下,對管道的應力狀態進行分析計算,對管道的運行安全性進行評估,為管道及支吊架調整和改造提供基礎數據。
     5支吊架調整
     5.1制訂支吊架調整方案
     根據管道及支吊架受損原因,區分不同性質,選擇解決問題的方法,經反復優化驗算后給出合理的解決方案。提供需要更換的支吊架或其部件訂貨清單,并給出吊點整改施工圖。
     5.2支吊架現場調整
     根據調整方案,逐一消除支吊架存在的卡死、載荷偏離設計值、脫載等承載不合格現象,對管部抱箍損壞及連接件脫落進行修復,使支吊架承載及熱位移合理。堅持統籌兼顧的原則,在調整一個支吊架的同時,必須檢查和調整相近的支吊架,對管道進行反復校核計算,包括各吊點的熱位移、載荷、****應力值等詳細數據,直至整個管系應力平衡合理及其支吊架承載正常。
對暫不能或不宜進行改造的結構進行評估計算,給出運行是否安全的評估及相應監督重點。
     5.3調整后后續工作
     整改工作結束,管道重新運行后,對支吊架再進行一次全面熱態檢驗,對支吊架進行必需的微調,直到全部符合要求。編制完整的技術報告,包含機組支吊架調整前后的冷/熱態的狀態參數、支吊架調整措施及調整前后的管道應力水平,并按照高溫高壓管道壽命管理的原則,給出管道今后的跟蹤檢驗計劃及建議。
     6結束語
     目前火電廠四大管道支吊架調整工作已越來越受到各大電廠的重視,通過這項工作有效地減少惡性事故的發生,確保了電廠安全生產,并相應減少非計劃停運次數,從而延長機組的使用壽命。

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