火電廠汽水管道支吊架典型缺陷介紹及綜合處理課件

火電廠汽水管道支吊架典型缺陷介紹及綜合處理——

目錄1支承件種類簡介3典型案例2管道支吊架異常形式與原因

4管道支吊架外部檢查與維護(hù)調(diào)整

5汽水管道支吊架監(jiān)督管理一、支承件種類

（按主要性能與用途分類）

恒力彈簧支吊架重錘式恒力吊架種類

恒力彈簧支吊架上圖為四連桿彈簧式，即JB/T8130PH型恒力彈簧吊架。下圖為三連桿彈簧式，即ITT.G58型恒力彈簧吊架。種類恒力彈簧支吊架

杠桿重錘式恒吊按照杠桿原理，用平衡重錘與管道載荷相平衡。三連桿、四連桿彈簧式恒吊均按力矩平衡原理，采用合適的連桿機(jī)構(gòu)讓彈簧側(cè)力矩與載荷力矩相等，同時保證載荷不變或變化很小。三連桿彈簧式恒吊在理論上可以達(dá)到完全恒力，而四連桿彈簧式恒吊在理論上是近似恒力。原理變力彈簧支吊架

彈吊按彈簧的形式可分為圓柱螺旋彈簧式和碟形彈簧式二種。按整定方式可分為整定式和非整定式二種。對于管道熱變形剛度有嚴(yán)格要求時，選用的彈吊一般都是整定式圓柱螺旋彈簧彈吊，通常有T/TH型、TD型和SV型。種類

變力彈簧支吊架左圖為JB/T8130可變彈簧支架右圖為T/TH型可變彈簧吊架種類變力彈簧支吊架

原理3、剛性支吊架

剛性支吊架（以下簡稱剛吊）對管道垂直方向呈剛性約束，故只能用于管道沒有垂直位移或垂直位移很小且允許約束的地方。剛吊能承受較大的載荷，保持管位置不下沉，增強(qiáng)管道系統(tǒng)的剛性和減少管子的振動。作用4、限位裝置

限位裝置用于管道中需要限制某一方向或某些方向上位移的地方，它不承受管道的重量。它的使用可調(diào)整管道的應(yīng)力分布、減小管道對設(shè)備的推力和簡化管道支吊架的設(shè)計。不同結(jié)構(gòu)型式的限位裝置可限制管道某一方向或二個方向的線位移，也可同時限制某一、二個乃至三個方向的角位移。它的使用可以增加管系的穩(wěn)定性，合理分配管系的位移。作用限位裝置

限位裝置有以下幾種典型的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置有以下幾種典型的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)6、固定支架

固定支架用于管道不允許有任何方向的線性位移和角位移的地方。實際上它是限位裝置的一個特例。它可用于承受管件的推力（如波形補(bǔ)償器），讓管系按較好的方式膨脹。作用固定支架

固定支架的一種典型結(jié)構(gòu)如右圖。結(jié)構(gòu)彈簧減振器

彈簧預(yù)壓在減振器殼體內(nèi)，當(dāng)管道無位移時，該預(yù)壓產(chǎn)生的預(yù)緊力由減振器內(nèi)部承受，不傳遞到管道上。當(dāng)管道振動產(chǎn)生的振動力小于減振器的預(yù)緊力則減振器呈剛性，如產(chǎn)生的振動力大于減振器的預(yù)緊力時，則管道將發(fā)生位移直至彈簧的反力與振動力相等。由此可見，只要減振器的預(yù)緊力大于管道可能產(chǎn)生的振動力，就能消除管道的振動，反之則可以減少管道的振動。原理彈簧減振器

單彈簧減振器的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)8、液壓阻尼器

液壓阻尼器借助特殊設(shè)計的阻尼閥，對管道或設(shè)備的位移速度做出靈敏的反應(yīng)，在管道或設(shè)備發(fā)生震（振）動時，在1～33Hz頻率范圍內(nèi)，阻尼器可以將直接作用在管道或設(shè)備上的沖擊力轉(zhuǎn)移到建筑結(jié)構(gòu)上去；在管道或設(shè)備正常工況下，液壓阻尼器允許管道或設(shè)備自由位移，不會給管道或設(shè)備帶來附加的應(yīng)力。作用9、拉撐桿

拉撐桿通常是各類減振器、阻尼器不可分割的組成部分，同時它可用于線性限位。作用二、管道支吊架異常形式與原因

影響管道系統(tǒng)應(yīng)力水平的主要因素是管道布置、管道運行壓力和溫度、管道支吊架狀態(tài)。由于管道布置在基建移交生產(chǎn)后已經(jīng)定型，同時電廠嚴(yán)格限制鍋爐超溫、超壓運行，所以管道運行溫度和壓力超限影響很小。排除以上因素，管道支吊架運行狀態(tài)就成為影響管道系統(tǒng)應(yīng)力水平的決定因素。定期對管道支吊架進(jìn)行檢查、維護(hù)與調(diào)整，可以校驗支吊架配置、承載及熱位移的可靠性，消除支吊架存在的缺陷和異常隱患，改善管道的應(yīng)力水平，保證支吊架系統(tǒng)始終處于安全、可靠的運行工況，延長管道的使用壽命。

影響因素

2、管道支吊架異常原因

（1）安裝及檢修原因。安裝位置、初裝載荷、冷緊點位置與冷緊量以及管子、管件、保溫層重量的選擇與設(shè)計不符。恒力吊架轉(zhuǎn)動體位置、直接接觸管道的材料與設(shè)計不符。利用管道作為檢修起重支吊點，水壓試驗時彈簧吊架未鎖定，運行后鎖定未解除。

（2）管道支吊架運行異常。管道熱膨脹位移受阻，實際熱位移、管系推力與設(shè)計不符；管系振動及受到?jīng)_擊載荷作用。彈簧吊架與恒力吊架彈簧卡死、偏斜、脫載，荷重與設(shè)計不符；滑動支座、導(dǎo)向支架、剛性吊架卡死或過載，荷重與設(shè)計不符。

2、管道支吊架異常原因

（3）錯用型號和材料。實際選用管道支吊架型號、連接件材質(zhì)和規(guī)格、保溫材料容重等與設(shè)計值不符。其結(jié)果將導(dǎo)致支吊架功能失效，影響管系應(yīng)力水平及分布，使管系局部應(yīng)力增大，嚴(yán)重破壞鄰近支吊架的載荷分布。

（4）支吊架間距偏差。管道支吊點實際安裝位置偏離設(shè)計值，將引起鄰近支吊架所分配荷重大小發(fā)生變化，從而導(dǎo)致管道自重應(yīng)力改變。同時管道垂弧變形增大，易于引起管道振動加劇。

（5）偏裝作業(yè)偏離設(shè)計值。管道支吊架偏裝量不足或過大，偏裝方向與設(shè)計方向相反，都將導(dǎo)致支吊架在熱態(tài)運行時偏斜量增大,使支吊架在垂直方向上承載不足，而在水平方向產(chǎn)生一個附加分力，增大對端點設(shè)備的推力。2、管道支吊架異常原因2、管道支吊架異常原因2、管道支吊架異常原因三、典型案例

（一）某電廠1、2號鍋爐主蒸汽管道出口第二段垂直管段彈簧吊架管夾均同一位置斷裂，1號鍋爐主蒸汽管吊架管夾斷裂形貌見下圖。經(jīng)金屬檢驗，管夾化學(xué)成份符合標(biāo)準(zhǔn)要求，金相組織正常，斷口具有低周疲勞斷裂特征。依據(jù)規(guī)程設(shè)計對證，主蒸汽管道彈簧吊架布設(shè)位置、管部選用均符合標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步測量和比對發(fā)現(xiàn)，斷裂管夾選型（D9型）與設(shè)計管夾型號（D9A型）不符。三、典型案例

斷裂管夾寬度比設(shè)計值減少40mm，壁厚比設(shè)計值減少4mm，最大工作應(yīng)力低于設(shè)計最大結(jié)構(gòu)載荷29.2%。由于實際選用管夾配置低，斷裂管夾最大工作應(yīng)力明顯低于計算最大工作應(yīng)力，在鍋爐啟停過程中較大應(yīng)力的作用下導(dǎo)致疲勞損傷積累而最終發(fā)生斷裂。據(jù)此判定1、2號鍋爐主蒸汽管道管夾斷裂原因為選型錯誤。進(jìn)一步檢查并核對圖紙，發(fā)現(xiàn)2臺鍋爐主蒸汽管道共8組支吊架管夾存在同類選型錯誤。由于及時更換了這些不合格管夾，從而避免了主蒸汽管道可能發(fā)生塌落的惡性事故。三、典型案例

（二）某電廠3號鍋爐主蒸汽管道支吊架在進(jìn)行全面檢查過程中發(fā)現(xiàn)，8號恒力吊架吊桿夾斷裂脫載。3號爐主蒸汽管道8號恒力吊架吊桿夾斷裂宏觀形貌見下圖。3號鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量1025t/h，已累計運行4萬多小時。主蒸汽管道支吊架外觀檢查結(jié)果設(shè)計對證發(fā)現(xiàn)，10號恒力吊架實際安裝位置與設(shè)計安裝位置不符。受其影響，鄰近7、8、9、10號吊架荷載發(fā)生了不同程度變化，由于9號吊架彈簧失效并振動，造成相鄰兩個吊架嚴(yán)重超載。其中8號吊架荷載由85.445kN變?yōu)?37.423kN；10號吊架荷載由135.265kN變?yōu)?87.715kN，最終導(dǎo)致超載最嚴(yán)重的8號吊架先斷裂。

四、管道支吊架外部檢查與維護(hù)調(diào)整

1、管道支吊架外部檢查火電機(jī)組汽水管道經(jīng)過一定時間運行后，管道位移和載荷會發(fā)生不同程度的變化。通過定期外觀檢查可以及時發(fā)現(xiàn)支吊架存在的缺陷和異常狀況。依據(jù)規(guī)程要求，每年應(yīng)至少全面檢查一次四大汽水管道支吊架并記錄存檔。發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時調(diào)整處理，重大缺陷應(yīng)委托專業(yè)機(jī)構(gòu)分析原因并消缺處理。四、管道支吊架外部檢查與維護(hù)調(diào)整

2、管道支吊架調(diào)整重點支吊架調(diào)整應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程要求逐項完成。首先應(yīng)詳細(xì)檢查并記錄管系所有支吊架的冷、熱態(tài)狀況，對重大缺陷應(yīng)保留影像記錄。支吊架調(diào)整應(yīng)逐一消除支吊架卡澀、載荷偏離設(shè)計值、脫載等承載異常，更換并修復(fù)管夾斷裂及連接件脫落等。在調(diào)整某一支吊架時，應(yīng)同時兼顧?quán)徑У跫艿臋z查并調(diào)整，防止鄰近支吊架受其影響而出現(xiàn)新的異常。通過反復(fù)校核調(diào)整管道各吊點的熱位移、載荷和最大應(yīng)力值等，直至整個管系應(yīng)力平衡合理，支吊架承載及熱位移處于正常工作狀態(tài)。管道支吊架調(diào)整結(jié)束重新運行期間，應(yīng)對支吊架再次進(jìn)行全面的熱態(tài)檢驗及微調(diào)，直至全部符合技術(shù)要求。調(diào)整工作結(jié)束后，應(yīng)記錄管道支吊架調(diào)整前后的冷、熱狀態(tài)參數(shù)，管道應(yīng)力水平等數(shù)據(jù)并存檔備案。五、汽水管道支吊架監(jiān)督管理

目前湖南省火電廠汽水管道支吊架監(jiān)督管理存在的共性問題表現(xiàn)為規(guī)程執(zhí)行不嚴(yán)格，三級監(jiān)督體系不健全，管道支吊架檢查作業(yè)指導(dǎo)書、定期檢查制度、設(shè)備臺帳和檢查記錄沒有建立，管道支吊架檢查、維護(hù)調(diào)整工作不到位。為規(guī)范管道支吊架技術(shù)監(jiān)督管理工作，建議做好以下方面的工作。1、嚴(yán)格執(zhí)行電力行業(yè)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)

目前各電廠在開展管道支吊架監(jiān)督管理工作中尚處于形式化階段，主要表現(xiàn)為缺失規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，支吊架技術(shù)檔案、臺帳不健全；沒有支吊架檢查作業(yè)指導(dǎo)書，班組檢查人員不知道檢查項目、異常特征和判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，檢查數(shù)據(jù)不與設(shè)計值對證，異常數(shù)據(jù)不能及時發(fā)現(xiàn)，管道與支吊架工作狀況不能有效實施監(jiān)控。健全完善管道支吊架日常巡檢和定期檢查制度，依據(jù)規(guī)程制定具有可操作性的檢查作業(yè)指導(dǎo)書，可以保證管道支吊架技術(shù)監(jiān)督工作規(guī)范有效。五、汽水管道支吊架監(jiān)督管理

2、建立完善管道支吊架技術(shù)監(jiān)督檔案在役機(jī)組金屬監(jiān)督專工全過程介入到機(jī)組管道支吊架監(jiān)督管理工作十分必要。通過協(xié)調(diào)相關(guān)部門和基建專責(zé)，階段性收集基建移交的管道及支吊架設(shè)計參數(shù)、安裝圖紙、管線設(shè)