压力管道振动原因分析

（3）设计温度 管道系统中的每个管道组成件的设计温度应按操作中
可能碰到的最苛刻的压力和温度组合工况的温度确定，同 一管道中的不同管道组成件的设计温度可以不同。
（4）壁厚附加量 壁厚附加量C=C1+C2； C1——材料厚度负偏差，按材料标准规定选取，mm； C2——腐蚀、冲蚀裕量，机械加工深度，mm。
最终，管子壁厚为Sj=Sj1+C， Sj1是按照强度条件确定的承受内压所需的管子壁厚。
3.管道应力许用值及安全性判据
压力管道的静力分析，主要考虑内压，持续外载 和热载荷的作用 。
由内压和持续外载在管道中引起的应力属于一 次应力，它的基本特征是非自限性；热载荷在 管道中引起的应力属于二次应力，它的特征是 有自限性；管道的局部形状突变等原因会造成 峰值应力，峰值应力的特征是结构不产生任何 显著的变形。
一次力：是由于外载荷作用而在管道内部产生的正 应力或剪应力。
二次应力 ：主要考虑的是由于热胀冷缩以及其它位 移受约束而产生的应力，有自限性，如温差应力。
峰值应力 ：是由于载荷、结构形状的局部突变而引 起的局部应力中的最高应力值，如管道中小弯曲半径处。
2.承受内压管子的强度计算
2.1承受内压管子的强度分析
（2）应力增大系数：管道在持续外载、热胀冷缩等位移 载荷作用下，在弯道、三通等薄壁管件上将产生局部的应 力集中。在进行应力计算时，要计入应力增大系数。没有 准确的理论计算公式可以得出应力增大系数，故工程上采 用试验研究得出的经验公式来计算。
5.管道补偿器
管道的热应力与管道柔性(即弹性)有关，因此在温度 较高的管道系统中，常常设置一些弯曲的管段或可伸缩的 装置以增加管道的柔性，减小热应力，这些能减小热应力 的弯曲管段和伸缩装置称为补偿器或伸缩器。

是 管 道 的 机 械 结 构 系统 ．另 一 个 则是 与 之 对 应
的气 柱 系 统 。 因此 ，共 振 也 分 为 两类 ，一 是 气 柱 共振 。 管 道 系 统 内 所 容 纳 的气 体 称 为 气 柱 ， 因 为气 体 可 以压 缩 、膨 胀 。故 可 以看 作 一 个 类 似 弹 簧 的振 动 系统 。它具 有一 系列 的固有 频率 。 当激 发 频 率 与 固 有频 率 相 等 或相 近 时 ．系 统 即 产 生 共 振 ：二 是 管道 机 械 共 振 。 由管 子 、管 件 和 支 架 组 成 的 管道 本 身 也 是 一 个 弹性 系统 。 管 道 系统 根 据 配 管 情 况及 支 撑 的类 型 和位 置 ，也 会 有 ～ 系 列 的 固 有频 率 ． 当激 发 频率 与 某 阶 固 有 频率相 等或 相近 时 ．便 发生管 道的机 械共 振 。
振 动。 从 激振 力的来源分 析 ．压 力管道 的振动 分 为
关 。质量影 响其加速度 。 由此 可见 ，管道 的几何 结构 走 向就 决定 了机 械系统 的固有频 率 ．同时又
会对 气体 的压 力脉动产 生影响 。
２ 应用 Ｃ Ａ Ｅ Ｓ ＡＲ ¨软 件 分 析 管 道 振 动 实 例
４ ３
Ｉ １ 观 场管 道走 向
３ 】软件分 析
频率值 ．因此采取 了改变管系固有频率 的办法。 通过增 加固定支墩 、导 向支架 、调整温 度计
套 管 插 深 等 方 法 后 ． 一 阶 固 有 频 率 提 高 到 ７ ． ９ １ ７ Ｈ ｚ ．现 场 实施 后 反 馈未 再 发 生振 动现 象 ， 证 明改变系统 固有频率 后已避开 了激振 频率区 。 （ ２ ）天然 气外输 管线再次发 生的管壁共振 １ １背景现象 ２ ０ １ １年 ，随着外输气量从 ５ ０ ｘ ｌ ０ ４（ Ｎ ｍ ）

内流体不稳定流动引起的振 动 ； ②来 自系统外 的有地 震及
在 不 同 的 区域 气 泡 受压 缩 不 同 ， 从 而使 管 道 发 生 振 动 。 作者简介 ： 张海鹏（ １ ９ ８ １ 一） ， 男， 陕西宝鸡人 ， 本科 ， 从事特种设备 时 ，
检 验 工作 。
⑤ 液击振动。管道 中阀门突然关闭或打开 ， 流体 速度突然
次， 由标 准 器 的一 次 和 感 应 分压 器 的 二 次组 成 一 只 新 的标 的要求 ， 对送检 的 电压互感器按照要求的额定百分值进行
准器 。
了检定 ， 检定结 果见表 １ 。
表 １ 被试电压互感器的检定数据
量程（ ｖ） 误 差
２ ０ ％
图 ２中 Ｐ Ｆ 为感 应 分压 器 ； Ｎ１ １ 为激 磁 线 圈 ； Ｎ１ 为 一 次 线圈 ｉ Ｐ ０ 为 标 准器 ； Ｐ ｘ 为被 试 电压 互 感 器 。
・
５ ６・ 价值工程 压 力管道振动分析 Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ Ｐｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
张海鹏①Ｚ ＨＡ ＮＧ Ｈａ ｉ — ｐ ｅ ｎ ｇ ； 毛琛②ＭＡ Ｏ Ｃ ｈ ｅ ｎ
（ ①成 阳市特种设备检验所 ， 咸阳 ７ １ ２ ０ ０ ０ ； ② 陕西省锅炉压 力容器检验所 ， 西安 ７ １ ０ ０ ４ ９ ） （ （ ￣ ） Ｘ ｉ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｘ ｉ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ７ １ ２ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ￣Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ Ｖ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ Ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｘ ｉ ａ ｌ ｌ ７ １ ０ ０ ４ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）

大型泵站压力管道流激振动分析与损大型泵站压力管道是工程中不可或缺的部分，它是将水或其他介质从水源地流向供水站的重要途径。

在实际的工程中，由于多种原因，管道有可能会发生不稳定的流动，其中最常见的问题就是流激振动。

本文主要就此问题展开分析，探讨流激振动对大型泵站压力管道所带来的影响以及如何进行预防和降低损失。

一、大型泵站压力管道流激振动的原因在大型泵站压力管道中，流体通过管道时会引起一定的摩擦阻力，从而形成一定的压力损失。

当水流过管道时，管道内部会出现一定的流动不稳定性，最终可能会导致流激振动的发生。

其原因可归纳为以下几点：1.管道内流速的异常增加。

在某些情况下，水流过管道的速度会出现异常的增加，从而引起管道在流动中产生自激振动。

2.管道的结构和布局不当。

若管道在设计和布置中不合理，例如管道出现复杂的弯曲或者突变等，也会产生流激振动。

3.管道结构设备的材料问题。

管道和管道配件的材料如何选择也会直接影响流激振动的发生。

若材料质量差，或者管壁过于薄弱，都有可能引起管道的振动。

二、流激振动对大型泵站压力管道的影响流激振动对大型泵站压力管道会造成多种影响。

首先，流激振动可能导致管道在短时间内出现强烈的振动、震动等现象，从而直接影响管道的安全性和稳定性，甚至可能引起管道的破坏。

其次，由于管道内的振动会使管道内壁出现剪切力和摩擦力，从而对管道内部的介质造成机械损伤，并且加速管道的老化。

更为严重的是，一旦管道破裂，将会对周围环境造成无法预知的损失。

三、如何预防和降低损失为了避免流激振动对大型泵站压力管道的损害，一些有效的措施应该被采取。

1.加强材料控制。

管道通常采用钢铁或铸铁材料制作。

管道和管道配件的材料质量不能有缺陷和不足，尽量使用高强度和抗疲劳性能好的材料。

2.合理设计和布置管道。

管道在设计和布置时，需要考虑尽可能减少流体对管道内壁的冲击，避免有压降或曲线段生产。

减少有压降和曲线段的数量可以降低管道内激波现象的发生，从而降低流激振动的可能性。