電廠汽水管道支吊架失效原因的分析

赤小強

摘要：介紹電廠汽水管道支吊架的分類和失效形式，分析其失效原因，提出相應(yīng)的解決措施，并研究支吊架的調(diào)整原理。

關(guān)鍵詞：汽水管道;支吊架;失效

1引言

支吊架是電廠汽水管道系統(tǒng)中的重要組成部分，其不僅對管道起到支撐作用，提高整個系統(tǒng)的剛度和穩(wěn)定性，而且對管道起到約束作用，防止其發(fā)生位移和振動，此外還對設(shè)備接口處的推力和力矩具有限制作用，但是隨著電廠機組容量和參數(shù)的增加，電廠在改造過程中由于種種因素難免會造成支吊架失效的問題，所以需要研究引起支吊架失效的原因，并采取相應(yīng)的措施對其進行調(diào)整，確保管道應(yīng)力的合理分布，延長管道的使用壽命。

2支吊架概述

隨著電廠汽水管道技術(shù)的進步，汽水管道的支吊架結(jié)構(gòu)設(shè)計及所用材料及配件的種類也不斷改進和更新，其設(shè)計、加工制造已經(jīng)形成了標準化、定型化合專業(yè)化的完整體系。一套完整的支吊架主要由管部、連接件和根部組成，而且每一種部件都有幾十種不同的類型，然后根據(jù)一定的搭配原則組成多種形式的支吊架結(jié)構(gòu)，并具有不同的功能和使用性能，滿足不同場合的需要，如表2.1所示[1]。

3 支吊架失效原因分析

3.1支吊架失效形式

組成支吊架的三個部分在使用過程中都有可能出現(xiàn)失效問題，而由于這三個部分的種類非常多，所以汽水管道支吊架失效的形式也是多種多樣，如表3.1所示。

3.2支吊架失效原因

3.2.1設(shè)計方面

隨著發(fā)電機組容量的增加和參數(shù)的提高，發(fā)電機組系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越復(fù)雜，再加上電廠進行建設(shè)或改造的工期較為緊張，對設(shè)計人員的業(yè)務(wù)水平提出了較高的要求，假如設(shè)計人員專業(yè)水平不足或者現(xiàn)場經(jīng)驗較為缺乏，則容易引起設(shè)計方面的質(zhì)量問題，其主要表現(xiàn)形式為：汽水管道的支吊點的位置設(shè)計不合理，支吊架承載的載荷大小或者位移大小與現(xiàn)場實際情況不相符，支吊架的選型與現(xiàn)場實際情況不匹配，且沒有充分考慮載荷等因素。

3.2.2制造方面

由于支吊架的生產(chǎn)制造技術(shù)含量要求相對較低，且沒有相關(guān)專業(yè)資質(zhì)的限制，加之目前的支吊架生產(chǎn)制造廠家的技術(shù)水平參差不齊，對生產(chǎn)質(zhì)量的管理存在各種問題，使得目前的支吊架市場中的產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，主要存在恒定度差、載荷離差不滿足設(shè)計要求、公差配合較差而引起轉(zhuǎn)動部件卡澀、套筒脫開、彈簧失效等問題。

3.2.3安裝方面

汽水管道支吊架的安裝是一項技術(shù)含量較高的工作，需要相關(guān)的專業(yè)施工人員進行現(xiàn)場安裝，在安裝施工之前需要設(shè)計人員及施工技術(shù)人員對安裝施工人員進行詳細的技術(shù)交底，并有專業(yè)的安裝管理人員對安裝過程進行全程監(jiān)督和指導(dǎo)，但是由于安裝管理中存在各種問題，使得目前的安裝施工人員多數(shù)為人才市場的流動人員，其專業(yè)技術(shù)水平較低，加之現(xiàn)場管理和監(jiān)督不嚴格，導(dǎo)致出現(xiàn)未按相關(guān)規(guī)范進行安裝操作的行為，容易導(dǎo)致出現(xiàn)實際安裝情況與設(shè)計和施工方案不一致，引起汽水管道載荷和位移發(fā)生改變，從而出現(xiàn)定位銷釘未去除、偏裝錯誤、缺裝、錯裝等問題。

3.2.4運行管理方面

在汽水管道的日常運行過程中，由于外界環(huán)境或者人為因素引起支吊架載荷或位移發(fā)生變化，容易造成不易被發(fā)現(xiàn)的安全隱患，如不及時處理則容易積累成嚴重的安全事故，所以在管道日常巡檢的過程中，應(yīng)對支吊架進行相關(guān)檢查和記錄，通過記錄數(shù)據(jù)的變化來分析和評估其故障隱患，并采取相應(yīng)的措施進行處理。但是在實際的日常巡檢過程中，容易忽視對支吊架的檢查，而且在大修或技改的過程中對支吊架的載荷和位移進行改變而忽略其作用，容易引起的問題有：吊架偏斜、管道振動、支架脫空、阻尼器滲漏油等問題。

4電廠汽水管道支吊架的調(diào)整原理

對汽水管道支吊架進行調(diào)整的目的就是要降低管道的應(yīng)力，以減緩管道材料的損壞和老化速度，避免在管道的使用過程中出現(xiàn)應(yīng)力破壞等一次性破壞事故，所以對其進行調(diào)整首先要確定管道中的最大應(yīng)力位置，以及容易發(fā)生損壞或老化的部位，并對這些部位進行重點監(jiān)督和管理。

影響汽水管道應(yīng)力水平的因素有管道的運行壓力、溫度、管道的布置狀況和支吊架的運行情況等，由于管道內(nèi)的運行壓力和溫度是根據(jù)設(shè)計和運行要求而定的，在運行中的波動不大，所以影響管道應(yīng)力水平的主要因素就是支吊架的位置、類型和運行狀態(tài)等因素。而對管道應(yīng)力的計算需要考慮其承受的內(nèi)壓、自重、支吊架的反作用力和熱膨脹位移的受約束力等因素，并根據(jù)管道各節(jié)點的應(yīng)力水平計算出管道內(nèi)的最大應(yīng)力位置和最大應(yīng)力值，從而有助于相關(guān)措施的制定。通過對支吊架的調(diào)整，改善管道內(nèi)的應(yīng)力水平，最終延長管道的運行壽命，確保汽水管道的運行安全。

5結(jié)語

由于汽水管道中的支吊架結(jié)構(gòu)的特殊性，其具有多種不同的形式，其每個部分發(fā)生故障都會造成其失效，所以其失效形式也多種多樣，而其設(shè)計、制造、安裝和運行中的每個環(huán)節(jié)都有導(dǎo)致其失效的因素，所以需要在這些環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，并在安裝及運行過程中對支吊架進行合理的調(diào)整，在保證管道內(nèi)的應(yīng)力水平的同時，延長管道的使用壽命，確保管道運行及整個電廠系統(tǒng)的運行安全。

參考文獻：

[1] 晏嘉陵.超超臨界機組汽水管道支吊架檢驗與調(diào)整[J].工程建設(shè)，2017，49（3）：97-99