摘要:根據國家勞動部在《壓力管道安全管理和監督規範》中對壓力管道限定的範圍,結合事例，從設計、製造、運輸和安裝等安全技術因素，分析了壓力管道的安全現狀,並就提高壓力管道安全性給了一系列意見。
在我們的壓力管道使用過程中，常常會遇到一些問題,有的是製造過成中遺留下的,有的是不按規範安裝遺留下的，有的是管理不善或使用不當引起的，但更重要的可能與我們的設計不到位，考慮不周全有很大關係。即使沒有上述缺陷的管道投入執行後也必須定期檢測和維護，一旦發現問題及時處理及排除。目前在管道安裝上應注意下面一些問題。
（一） 管道柔性分析
在工業管道的使用過程中，產生應力的因素有很多種，其中最主要的是有重力，壓力等作用而引起的一次應力，和由於管道變形受到約束而引起的二次應力。我們在設計過程中往往比較注重流程的設計，管道的布置，保證管道在三維空間不相交並整齊好看，但對於管道布置的合理性往往不夠重視，特別是溫度的影響只做定性分析。先進的柔性分析技術考慮很多複雜的因素影響，例如當管道因為熱漲和冷縮而引起變形從而對裝置、土建基礎產生很大作用力，反之裝置和土建基礎對管道也產生很強的發作用力。
如果系統具有足夠的柔性就可以盡可能小的避免上述影響的發生。通過柔性分析其實我們也許只要對管道進行不大的改動就可以是安全性得到很大的改善。
在管道設計中，增加柔性的方法有：改變管道的走向（包括∏型彎），選用波紋管補償器及選用彈性支吊架等。
圖1為我公司在太倉振輝安裝的燃煤加熱爐專案中迴圈油幫浦與燃煤爐進口連線管道單線圖，工作的溫度為320℃，工作壓力為1.6mpa，兩管口中心距為2.5m，幫浦出口公稱直徑為150mm，通過變徑接管口公稱直徑為250mm的管子， a處為變徑安裝處。
執行一段時間後發現變徑管和長徑法蘭焊接處出現裂紋，嚴重影響安全，通過對管道進行柔性分析發現此處有很大的橫向推力和推力矩，於是決定對管道進行改動，鑑與場地有限不便改動管道的走向，經過慎重的考慮決定將變徑管移至b處，在提高了管道的柔性同時將變徑管由高應力區移動至低應力區。結果執行至今，結果令人十分滿意。
圖2為離心幫浦的設計管路，為了在其出口管道設計中增加其柔性，減小幫浦口所承受的壓力和力矩，我們增加了支吊架的設計。為了不讓閥門的重量直接作用於幫浦口，我們在c,d處增加了支吊架，如果管道存在垂直方向的位移，可以考慮用彈性支吊架，使熱態時管道不會脫空，仍能承受管道的載荷。同時在對稱位置的附近設立導向支架，如在g處，其作用是承受遠端管道的水平推力，避免直接作用於幫浦管口處。
多台幫浦布置時，幫浦間管道（ef段）熱膨脹產生的作用力往往是幫浦口受力超標的主要原因，如果這一原因使幫浦口受力不合要求，應考慮增加與垂直段連線部分的長度（ce）段以吸收連線段的熱膨脹，ce和df段就是為了吸收ef段熱膨脹而增加的。
當管徑比較大，場地受到限制並所需補償量較大時，我們就要考慮採用，來增加管道的柔性。但波紋管補償器製造複雜，造價高，適用於低壓大口徑管道。波紋管補償器是管路中的薄弱部分，應少採用。
（二） 管道振動分析
在管道系統中，管道振動是一種常見現象，當管道振動嚴重時將加速裂紋的開裂和擴充套件，影響到執行的安全。我們很難完全避免管道的振動，但我們應將振動控制在一定的範圍內。最常見的是往復式壓縮機和往復式迴圈幫浦管道的振動以及兩相流、風、**、機器振動等引起的振動。
由於管道振動的問題比靜力問題要複雜的多，對於常規的管道設計，我們不可能也沒必要對所有管道都進行詳細的理論分析和計算。在管道應力分析中，對於大多數振動問題我們往往將問題簡化或根據經驗進行分析和設計。
下面是某廠空氣壓縮機系統氣流管路，兩台壓縮機同時供系統用氣，在除錯時就發現管路振動的很厲害，執行數小時管路就出現了裂紋。我們通過分析覺得該管路氣流的壓力不均勻度偏高，超過系統允許的推薦值。因為壓縮機管路中氣流是脈動的，當氣流通過彎頭、三通、變徑、控制閥、盲板是會產生激振力使管路產生振動。
所以我們決定在管路氣流出口出增加乙個0.5m3緩衝罐，結果管路的振動大大緩解。
管系的固有振動頻率要與振源的振動頻率要錯開，可以防止產生共振。管道中的氣流壓力是振源，要對管系的固有頻率和它的音響振動頻率進行計算，使它們錯開，以免管系和壓力脈衝發生共振。
下圖是兩台壓縮機併聯管路，生產的負荷達到一定值後振動過大，經過分析是管路氣柱的二階固有頻率和管系的二階固有振動頻率和壓縮機的振動頻率很接近，同時壓力的不均勻度也很高。我們決定改變緩衝管的支撐結構，並調節閥門的啟閉狀況來改善管系的固有頻率狀況，從而改變了氣柱的固有頻率，使振動狀況得到很大的改善。
（三）管線的結構
管道應成組的布置，裝置管道之間的連線應盡可能短而直。當管道改變標高或走向時，應避免管道形成氣體或液體的死角，不可避免的要設定放空閥或排淨閥。
對於一些複雜的管線，管道的受力狀況十分的複雜，如果布置的不合理，則管路上管道的區域性將受很大的應力。一般情況下三通、變徑、彎頭等處應力比較大，所以要合理的使用這些管件，避免管徑的突變。不可避免處焊縫焊接後要進行去應力熱處理，將應力減小的最小。
另外，管道元件的質量以及管道的施工質量對裝置和管道的安全執行都起著非常重要的作用。我們在日常的安裝過程中發現ⅰ、ⅱ、ⅲ類壓力管道中的缺陷90%是由施工留下的。所以我們的我們在選材和施工中必須嚴格執行標準規範，並嚴格按圖紙施工。
對於管道的執行維護，應進行定期的檢驗。根據受力、沖蝕、腐蝕的狀況制定出檢驗的辦法，開展對管道的壽命的研究對**管道執行時間長短和對提高管道的安全技術水平很有幫助。
壓力管道設計工作是壓力管道安全管理中重要一環，以前我們對於壓力管線的安裝一直沒有象對裝置安裝那樣重視，不過現在國家對這一塊是越來越重視了，各省市的特協每年都有針對壓力管道設計的培訓，我想通過大家的努力，將使壓力管道的執行得到強有力的保障。
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