压力管道振动原因分析(课堂PPT).ppt

压力管道振动原因分析概述管道振动是一种常见的现象,严重的振动会加速裂纹扩展,威胁系统的安全运行。在压力管道设计中,分析、研究各种影响管道振动的因素,掌握其对管道破坏的规律,采取一些必要的措施,将管道振动控制在一定的范围内,为系统安全运行提供保证是十分必要的。1、压力管道的振动分析1.1来自系统外的振源1.1.2风力干扰风力干扰会使管道振动,大都是非定时的、随机性的激振源,只要管道固定牢固,一般不会引起大面积的或十分激烈的管道振动。1.1.3其它非定时的、随机性的激振源此类非定时的、随机性激振源的干扰会使管道振动,排除过激的人为因素影响,只要管道固定牢固,一般也不会引起大面积的或十分激烈的管道振动。1.2来自系统自身的振源1.2.2．压力的脉动：压力脉动通常用压力不均匀度δ（delta）这个参数加以描述。如以Pm表示压力的平均值，δ＝（Pmax－Pmin）/Pm。例如当压力为320大气压时，若压力不均匀度为8%，它在内径为60MM的90°弯管处形成的激振力幅值可达5020N。对于一个复杂的空间管道系统，会有多处变截面和拐弯的地方，这些部位都将分别受到大小方向不同，相位各异且随时间而变化的力的作用。1.2.3液击振动。管道内的流体压力迅速上升或下降，并伴有液体的锤击声音，这种现象就叫液击。液击造成管道内的压力产生很大变化，突然压力升高可使管子爆裂，突然降压可形成管内负压可使管子失稳。液击还导致振动、发出噪音、严重影响管道系统的正常运行1.2.4机械固有频率。管系是连续弹性体，存在结构固有频率。1.2.5管道内流体流速过快，形成湍流引起振动。2减少和防止压力管道振动的措施由上式知，要改变管线系统的振动特性，可考虑：(1)在管道系统上加装平衡块，改变质量矩阵M，以改变系统固有频率，避免共振发生。(2)改变系统的阻尼矩阵C，如在管道的固定支撑的部位放置金属弹簧、橡皮或软木等，以达到隔振、消振的目的。(3)通过增加系统的刚度矩阵K，如增设支承、调整支承位置或改变支承性质。通过改变管道支承性质，缩短支承点距离使管道固有频率提高；改悬臂管为两端简支管，变弹性支承为刚性支承管，均会使固有频率加大，以达到消振的目的2.2消减气流振动(2)降低脉动压力强度。工程中在压缩机管系靠近汽缸进出口处设缓冲器，使脉动压力不均匀度降低。另外孔板是气流阻力元件，设孔板是现场管道消减振动的有效方法之一。同时在管道内安装声学滤波器等，以控制气流脉动，达到消振的目的。3.3合理设计管道系统(2)管道弯头应避免急转弯。在压缩机管系中，激振力主要产生于弯头和异径管的接头处。因此在管道的安装中应尽量减少使用弯头。另外减小弯头角度可以增强减振效果。(3)消减液击。主要方法是缓慢关闭阀门、缩短管道长度、在管道靠近液击源附近设安全阀和蓄能器等装置，以释放或吸收液击能量。