压力管道振动原因分析

第一章任务与职责1. 道柔性设计的任务压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，用以防止由于管系的温度、自重、内压和外载或因管道支架受限和管道端点的附加位移而发生下列情况；1) 因应力过大或金属疲劳而引起管道破坏；2) 管道接头处泄漏；3) 管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行；4) 管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏；2. 压力管道柔性设计常用标准和规范1) GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》2) SH/T 3041-2002《石油化工管道柔性设计规范》3) SH 3039-2003《石油化工非埋地管道抗震设计通则》4) SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》5) SH 3073-95《石油化工企业管道支吊架设计规范》6) JB/T 8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》7) JB/T 8130.2-1999《可变弹簧支吊架》8) GB/T 12777-1999《金属波纹管膨胀节通用技术条件》9) HG/T 20645-1998《化工装置管道机械设计规定》10)GB 150-2004《钢制压力容器》3. 专业职责1) 应力分析(静力分析动力分析）2) 对重要管线的壁厚进行计算3) 对动设备管口受力进行校核计算4) 特殊管架设计4. 工作程序1) 工程规定2) 管道的基本情况3) 用固定点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿4) 用目测法判断管道是否进行柔性设计5) L型U型管系可采用图表法进行应力分析6) 立体管系可采用公式法进行应力分析7) 宜采用计算机分析方法进行柔性设计的管道8) 采用CAESAR II 进行应力分析9) 调整设备布置和管道布置10) 设置、调整支吊架11) 设置、调整补偿器12) 评定管道应力13) 评定设备接口受力14) 编制设计文件15) 施工现场技术服务5. 工程规定1) 适用范围2) 概述3) 设计采用的标准、规范及版本4) 温度、压力等计算条件的确定5) 分析中需要考虑的荷载及计算方法6) 应用的计算软件7) 需要进行详细应力分析的管道类别8) 管道应力的安全评定条件9) 机器设备的允许受力条件（或遵循的标准）10)防止法兰泄漏的条件11)膨胀节、弹簧等特殊元件的选用要求12)业主的特殊要求13)计算中的专门问题（如摩擦力、冷紧等的处理方法）14)不同专业间的接口关系15)环境设计荷载16)其它要求第二章压力管道柔性设计1. 管道的基础条件包括：介质温度压力管径壁厚材质荷载端点位移等。

管线中水击现象的成因及设计预防措施随着科学技术的发展，特别是计算机技术的广泛运用，配管设计已逐渐发展成为独立的工程设计专业。

在石油化工企业的新建、扩建、改建工程中，管道的设计与安装，已经成为整个工艺设计工作的重要组成部分。

在配管设计中，通过管道应力的分析计算，可以检查管道在设计条件下是否具有足够的柔性，保证管道的安全运行。

但是，从配管模拟设计过程以及装置现场反馈信息中发现，石油化工装置运行中，尤其在装置的试车阶段，管线的振动问题仍有发生。

致使管线振动的原因很多，水击是其中比较常见的原因之一。

因此，防止管道水击现象的发生是配管设计中不可忽视的重要因素。

本文就水击现象的成因、设计预防措施进行初步的探讨，供配管设计人员参考。

1 水击现象的成因及危害1．1 水击现象的基本概念水击是管道瞬变流动中的一种压力波，它的产生是由于管道中某一截面的流速发生改变，这种改变可能是正常的流量调节，或因事故而使管道堵塞，从而使该处压力产生突然的跃升或下降，并以波的形式，以波速a向整个系统传播，这种现象称为水击。

根据水击发生的程度可以简单地分为一般性水击和破坏性水击。

1．2 水击现象的成因在实际生产中，能够引起管道系统流速变化而导致水击的因素很多，如：（1）阀门的正常开、关或调节，事故的开、关和损坏堵塞；（2）泵的启动和停运；（3）蒸汽管道在暖管过程中出现凝结水。

从理论上讲，石油化工装置在设备切换——阀门关闭时，当阀门的开度逐渐减小时，管道中流体介质的流速也逐渐减小，由于介质的惯性作用，在阀门的上游部分产生压力升高，而在其下游部分产生压力降低；反之，当阀门的开度逐渐增大时，管道中流体介质的流速逐渐增大，在阀门的上游部分产生压力降低，而在其下游部分产生压力升高，产生介质的不稳定流动——“水击”。

同样，由于操作压力和温度的波动等原因造成介质体积的膨胀和收缩，也会导致水击现象的发生。

当此压力、温度波动超过一定范围，或在事故状态、装置开停车状态需要快速关启阀门时，管内的液相介质部分汽化或气相介质部分液化，管内产生局部气、液两相流，从而有可能发生严重的不稳定状态，导致“破坏性水击”。

压力管道隐患分析随着工业领域的不断发展，管道作为工业生产中不可或缺的一部分，其安全问题越来越受到重视。

在管道的安全问题中，压力管道是其中最为关键和容易出现隐患的一种。

下面我们就压力管道的隐患问题进行分析。

压力管道隐患主要表现在以下几个方面：一、压力管道的设计问题压力管道在设计时需要充分考虑材料的耐压性能、对环境的适应性和承载能力等因素，否则会出现设计不合理的情况。

例如，设计时未考虑到管道的应力分布不均匀，会导致管道局部出现过载情况；管道过长，管道材质不稳定或按照不合适的标准选用材料，都可能导致管道强度不足或寿命不够。

二、安装问题安装时的问题主要表现在安装不规范、焊接不合格等方面。

例如，管道安装后未进行适当的试验或未进行安全评估，会导致管道出现安全隐患；焊接过程中温度过高或不适当的焊接方法都可能导致管道出现爆管、漏水等问题。

三、管道实际使用过程中的问题管道实际使用过程中的问题主要表现在管道内外的条件变化。

例如，长期使用会导致管材减薄、金属疲劳现象，也可能会导致管道焊缝裂纹、腐蚀等问题。

此外，管道在运行过程中，也可能遭受外界力量影响，例如振动、重物撞击等，都可能导致管道出现安全事故。

四、管道维护管理不当管道维护管理不当可能会导致管道出现严重隐患。

例如未及时更换老旧管道、不进行常规检测、不定期进行清洗和维修等，这些情况都会导致管道的使用寿命缩短、乃至出现严重事故。

为了避免压力管道出现隐患，我们需要采取一系列的措施。

首先是对管道进行监测和定期的检验；这包括对管道周围环境的评估，以及对管道本身的压力、温度、流量等参数的监测。

其次是对管道进行维护保养，包括清洗、检修等。

最后，加强重点区域的管理，包括对管道周围的人员和财产进行保护，加强管道周围的安全防护措施等。

总之，压力管道的安全隐患是可控的，只要我们加强管道设计、安装、维护和管理工作，就能够避免管道出现事故，并为工业生产提供保障。

2023压力管道考试题库及答案（通用版）—、单选题（在每小题列出的四个选项中，只有一个最符合题目要求的选项）1.压力管道操作人员划分为6个级别，Ⅰ—3级允许操作工业管道的级别为（C）。

A.GC1、GC2、GC3；B.GC2、GC3；C.GC3；D.GB12.压力管道所用的安全阀、爆破装置、阻火器等的制造单位应取得（B ）。

A.安全附件制造许可证；B.特种设备制造许可证；C.安全附件使用许可证3.埋地管道的回填必须在耐压试验、泄漏试验及防腐层检验合格（B）进行，并且按隐蔽工程验收。

A.前；B.后；C.之前或之后4.安全阀不在调定的开启压力下动作，可能的原因是（B）。

A.安全阀尺寸过大；B.阀门通道被堵；C.安全阀的参数选择不当；D.选择了结构不符的安全阀5.作业岗位一旦发生一氧化碳泄漏，救护者要佩戴（C）。

A.口罩；B.安全帽；C.白色滤毒罐或氧气呼吸器D.防火面具6.氨中毒的急救处理方法是，将受害者迅速（D）。

若呼吸停止，应进行人工呼吸及输氧。

A.送往医院；B.吃药；C.注射解毒药；D.转到空气新鲜处7.管件按（C）分为直通、异径管三通、四通、弯头、金属波纹膨胀节、PE管件等。

A.制造方法；B.制造材料；C.功能8.氨对人体的危害主要体在（D）。

A.使人麻醉；B.刺激鼻黏膜引起窒息；C.对神经系统有刺激作用；D.长期高浓度氨气作用会引起肺气肿、肺炎9.从业人员发现直接危及人身安全的紧急情况时，（C）。

A.不能停止作业；B.不能撤离作业场所；C.有权停止作业或者在采取可能的应急措施后撤离作业场所；D.经请示领导同意后可以撤离作业场所10.流动介质为水的管道的识别色为（A）。

A.艳绿；B.大红；C.淡灰；D.中黄11.阴极保护中总保护电流一般（A）。

A.由设计单位给出；B.由试验方法测得；C.使用中调节12.如图所示为高滑动支架，适用于（B）。

A.热伸长量较大的室内不保温管道；B.保温及保冷管道；C.管径较大、介质温度较高且无横向位移的管道；D.管道作轴向位移而不偏离管轴线的管道上13.（B）在液态环境下导体失去电阻，形成超导性。

管道共振的危害及解决措施杜震昊【摘要】油气田地面工程中管道共振产生的原因较多,危害巨大,需通过具体情况对管道固有频率、管道内介质流态进行分析,寻找出解决管道共振的方法,从而减少管线共振对管道系统造成的破坏.通过分析实际工程中管道共振产生的原因及危害,并通过实验模态分析方法,得出管道共振产生的原因是声阻产生的激振现象所致,提出了减少减压阀及相关管线、取消变径点、缩减管系中弯头数量等避免管道共振的改进措施.经过改进,管道系统的模态及应力分析情况要优于原安装方案,整个管道系统压力相对平稳,地上及埋地管线的应力和流体作用力,以及管道载荷、频率、振幅等满足相关规范.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2019(038)009【总页数】5页(P128-132)【关键词】管道共振;危害;实验模态分析;改进措施【作者】杜震昊【作者单位】中国石油工程建设有限公司华北分公司【正文语种】中文在机组转动设备和流动介质中，低强度的机械振动是不可避免的，若转动设备机械振动通过系统连接部件及介质传递至系统管道使其产生共振，会对机组及管线的安全运行构成很大的威胁[1]。

机组系统管道振动根本原因在于机组的设计、安装、操作及运行等方面，系统管道振动直接反映了转动设备的机械性能及运行情况。

以国内某压气站为例，分析管道共振产生的原因，并通过动态及静态分析方法寻找消除管道共振的措施。

1 管道共振的危害（1）对工作人员危害。

干扰工作人员的视觉，降低施工效率；工作人员感觉疲劳；导致质量事故甚至安全事故；长期在相当强度下的振动环境中工作，则可能对施工人员身体造成较大危害或影响。

（2）对建筑物危害。

由于管道振动强度和频率的不同，将会使某些建筑物的建筑结构受到破坏（常见的破坏现象表现为基础和墙壁的龟裂、墙皮剥落、石块滑动，重者可使建筑物地基变形等）。

（3）对精密仪器的危害。

管道振动会影响系统精密仪器及仪表的正常运行，影响对仪器仪表的刻度阅读的准确性和阅读速度，甚至根本无法读数。