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[摘要]本文首先针对热网中波纹管补偿器损坏的类型原因进行逐一的论述,并在此基礎上,建设性的提出了对应的改进措施。
[关键词]波纹管补偿器;损坏类型;改进措施
波纹补偿器拥有结构紧凑、流动阻力较小、补偿量高、无泄漏、维护量低等很多优势,在最近几年当中,波纹补偿器常被用作热网管道当中一个重要的附件,在我国得到了广泛的运用,我公司的热网工程中也大量使用了波纹管补偿器,但是随着热网使用年限的不断增加,波纹补偿器在时常会出现失灵、管件损害等供热中断事故,目前有很多供热单位对波纹管补偿器的性能产生的了怀疑。我公司也曾多次出现该类事故,因此有必要对波纹管补偿器破坏及失效问题进行分析和研究。
1、波纹管补偿器损坏类型分析
1.1疲劳腐蚀
在上世纪八十年代,中国绝大多数热网是使用套筒补偿器,伴随着改革开放的不断深入,城市建设速度的不断提升,在我国热网当中,开始尝试采用不锈钢材料的波纹管补偿器,并以此替代了套筒补偿器在中国热网当中的地位。尽管波纹管补偿器在使用的过程中具有上文所阐述的一系列优势,但是其缺点也在使用过程当中逐渐被暴露了出来,如不锈钢的抗腐蚀能力极差、波纹管补偿器的安装精度要求过高、一旦发生泄漏现象无法开展修补等。这些十分明显的缺点给热网的正常运转带来了隐患。
对波纹管补偿器使用寿命造成影响的原因是多样化的,但最为常见的原因就是腐蚀损坏和失稳损坏。在城市热网当中所采用的波纹管补偿器,允许形变次数通常在500-1000次之间。其安全系数为15,实际允许使用寿命应超过400次以上,一个正常运转的热网,若每年开启20次左右,那么波纹管补偿器的使用寿命,至少会在20年以上。
但是数据研究显示,在部分城市热网当中,波纹管补偿器在使用5-6年之后,即出现失灵、腐蚀泄漏等问题,导致供热单位不得不对其进行更换。部分城市使用波纹管补偿器,因为地下水水位相对较高,埋地管外套管腐蚀损坏。导致波纹管补偿器常年在水中进行运转。在这种恶劣的环境下,波纹管补偿器仅工作5-6年便出现问题也就不奇怪了。此外有些北方城市在冬天道路结冰之后,有关人员喷洒融雪剂等盐类物质,这些物质在渗入地下,接触到波纹管之后,会让波纹管表面发生腐蚀现象,同样也会导致波纹管补偿器达不到预期的使用寿命。
波纹管补偿器遭到腐蚀损害的主要原因是工作环境恶劣。因为波纹管补偿器是多层复合板构成的,这种损害会呈现逐层递进式。并且波纹管在运转过程中所呈现的膨胀状态还会让腐蚀速度提升,在腐蚀达到一定程度之后,波纹管补偿器便会出现破损现象,导致该部件的失灵。
1.2设计布置
伴随着中国城市的快速发展,在近几年当中热网的铺设方法已经由原来的地沟铺设转变成为了直埋铺设。直埋铺设在设计形式上又被分成无补偿铺设和有补偿铺设。其中,有补偿铺设的设计理念仍旧是原有地沟铺设当中的弹性运算原理。除了将地沟取消之外,固定支架、补偿器、检查井的数量,并没有得到降低;而无补偿铺设的设计理论是使用安定性分析理论,最大程度让管件和管材应力水平得以发挥,凭借科学的运算,在保障管道安全的原则下,最大程度降低固定支架和补偿器数量。
在热网工程设计中必须要关注直埋铺设和地沟铺设在选择波纹管补偿器时的不同,因为管道的摩擦方式存在差异。其受力形式、形变方式、形变程度、固定地点等都有着不同的运算方式,如果没有开展正确的运算,波纹管补偿器便会在使用过程中产生严重的形变,导致设备出现故障或者失灵。例如:在某热网当中,针对波纹管补偿器的驻点位置运算,在设计过程中工作人员考虑到补偿器与驻点之间的距离核对、补偿器的安装形式与驻点之间的关系、摩擦力的方向等都有可能导致波纹管补偿器在使用过程中出现失灵现象。
1.3安装施工
正确进行波纹管补偿器的安装,是保障热网安全正常运行以及提升热网运行寿命的重要前提。在某些热网工程当中,施工单位在安装轴向补偿器时,遇见了管线相互交叉的情况,他们擅自把管线进行切断之后和补偿器进行连接,导致补偿器无法轴向开展补偿。在管网运行过程当中,横向形变量过大导致波纹管补偿器出现受力不均匀的情况由此产生应力疲劳。还有的施工单位,擅自将波纹管补偿器的安装位置进行改变或者把轴向补偿器当作横向补偿器进行使用,这些问题,都有可能对波纹管补偿器造成极大的伤害。
因为热网工程施工过程当中,经常遇到困难,施工现场的真实状况和原有设计之间存在有很大的差异,所以施工单位不得不针对热网设计开展大幅度的更改。线路的变动、垂直方向变坡等状况会对补偿器线路会产生极大的影响,但是很多施工单位并没有进行高度的重视。一些固定支架在管道走向发生变化之后,原本并不承担压力推力转变成承担压力或推力并且会产生很大的弯矩,一旦没有针对这些设计方面的问题进行处理,便很容易使得固定支架产生损毁,致使安全事故的发生。如表1所示该表即为在综合上文内容之后所总结出的波纹管补偿器损坏类型:
2、相关意见和建议
针对以上情况,目前我公司考虑优化设计方案,采用旋转补偿器,尽量不在埋地管道中布置补偿器,考虑在不影响周边环境的情况下,每隔一段距离,在两个固定支架之间,选择合适位置,将供热管道引出地面,在地面以上安装旋转补偿器,如下图:
此外,热网单位还需要增强对设备的检查力度,并对检查标准进行明确。只有做到以上两点,在热网当中补偿器的损坏概率便能够大幅度降低,在保证供热安全稳定的同时,给供热单位带来更加丰厚的经济效益。
结语:
在热网当中,针对补偿器的选择应具有科学性和合理性,供热单位需要根据实际情况采用对应措施进行处理,使得设备在更好的环境条件下进行运转,有效提升补偿器的使用寿命。另外,供热单位还需要定期指派专业人员对补偿器开展检查,及时发现问题,将其扼杀于萌芽状态,只有这样才能让热网使用保持良好的运行状态。
[关键词]波纹管补偿器;损坏类型;改进措施
波纹补偿器拥有结构紧凑、流动阻力较小、补偿量高、无泄漏、维护量低等很多优势,在最近几年当中,波纹补偿器常被用作热网管道当中一个重要的附件,在我国得到了广泛的运用,我公司的热网工程中也大量使用了波纹管补偿器,但是随着热网使用年限的不断增加,波纹补偿器在时常会出现失灵、管件损害等供热中断事故,目前有很多供热单位对波纹管补偿器的性能产生的了怀疑。我公司也曾多次出现该类事故,因此有必要对波纹管补偿器破坏及失效问题进行分析和研究。
1、波纹管补偿器损坏类型分析
1.1疲劳腐蚀
在上世纪八十年代,中国绝大多数热网是使用套筒补偿器,伴随着改革开放的不断深入,城市建设速度的不断提升,在我国热网当中,开始尝试采用不锈钢材料的波纹管补偿器,并以此替代了套筒补偿器在中国热网当中的地位。尽管波纹管补偿器在使用的过程中具有上文所阐述的一系列优势,但是其缺点也在使用过程当中逐渐被暴露了出来,如不锈钢的抗腐蚀能力极差、波纹管补偿器的安装精度要求过高、一旦发生泄漏现象无法开展修补等。这些十分明显的缺点给热网的正常运转带来了隐患。
对波纹管补偿器使用寿命造成影响的原因是多样化的,但最为常见的原因就是腐蚀损坏和失稳损坏。在城市热网当中所采用的波纹管补偿器,允许形变次数通常在500-1000次之间。其安全系数为15,实际允许使用寿命应超过400次以上,一个正常运转的热网,若每年开启20次左右,那么波纹管补偿器的使用寿命,至少会在20年以上。
但是数据研究显示,在部分城市热网当中,波纹管补偿器在使用5-6年之后,即出现失灵、腐蚀泄漏等问题,导致供热单位不得不对其进行更换。部分城市使用波纹管补偿器,因为地下水水位相对较高,埋地管外套管腐蚀损坏。导致波纹管补偿器常年在水中进行运转。在这种恶劣的环境下,波纹管补偿器仅工作5-6年便出现问题也就不奇怪了。此外有些北方城市在冬天道路结冰之后,有关人员喷洒融雪剂等盐类物质,这些物质在渗入地下,接触到波纹管之后,会让波纹管表面发生腐蚀现象,同样也会导致波纹管补偿器达不到预期的使用寿命。
波纹管补偿器遭到腐蚀损害的主要原因是工作环境恶劣。因为波纹管补偿器是多层复合板构成的,这种损害会呈现逐层递进式。并且波纹管在运转过程中所呈现的膨胀状态还会让腐蚀速度提升,在腐蚀达到一定程度之后,波纹管补偿器便会出现破损现象,导致该部件的失灵。
1.2设计布置
伴随着中国城市的快速发展,在近几年当中热网的铺设方法已经由原来的地沟铺设转变成为了直埋铺设。直埋铺设在设计形式上又被分成无补偿铺设和有补偿铺设。其中,有补偿铺设的设计理念仍旧是原有地沟铺设当中的弹性运算原理。除了将地沟取消之外,固定支架、补偿器、检查井的数量,并没有得到降低;而无补偿铺设的设计理论是使用安定性分析理论,最大程度让管件和管材应力水平得以发挥,凭借科学的运算,在保障管道安全的原则下,最大程度降低固定支架和补偿器数量。
在热网工程设计中必须要关注直埋铺设和地沟铺设在选择波纹管补偿器时的不同,因为管道的摩擦方式存在差异。其受力形式、形变方式、形变程度、固定地点等都有着不同的运算方式,如果没有开展正确的运算,波纹管补偿器便会在使用过程中产生严重的形变,导致设备出现故障或者失灵。例如:在某热网当中,针对波纹管补偿器的驻点位置运算,在设计过程中工作人员考虑到补偿器与驻点之间的距离核对、补偿器的安装形式与驻点之间的关系、摩擦力的方向等都有可能导致波纹管补偿器在使用过程中出现失灵现象。
1.3安装施工
正确进行波纹管补偿器的安装,是保障热网安全正常运行以及提升热网运行寿命的重要前提。在某些热网工程当中,施工单位在安装轴向补偿器时,遇见了管线相互交叉的情况,他们擅自把管线进行切断之后和补偿器进行连接,导致补偿器无法轴向开展补偿。在管网运行过程当中,横向形变量过大导致波纹管补偿器出现受力不均匀的情况由此产生应力疲劳。还有的施工单位,擅自将波纹管补偿器的安装位置进行改变或者把轴向补偿器当作横向补偿器进行使用,这些问题,都有可能对波纹管补偿器造成极大的伤害。
因为热网工程施工过程当中,经常遇到困难,施工现场的真实状况和原有设计之间存在有很大的差异,所以施工单位不得不针对热网设计开展大幅度的更改。线路的变动、垂直方向变坡等状况会对补偿器线路会产生极大的影响,但是很多施工单位并没有进行高度的重视。一些固定支架在管道走向发生变化之后,原本并不承担压力推力转变成承担压力或推力并且会产生很大的弯矩,一旦没有针对这些设计方面的问题进行处理,便很容易使得固定支架产生损毁,致使安全事故的发生。如表1所示该表即为在综合上文内容之后所总结出的波纹管补偿器损坏类型:
2、相关意见和建议
针对以上情况,目前我公司考虑优化设计方案,采用旋转补偿器,尽量不在埋地管道中布置补偿器,考虑在不影响周边环境的情况下,每隔一段距离,在两个固定支架之间,选择合适位置,将供热管道引出地面,在地面以上安装旋转补偿器,如下图:
此外,热网单位还需要增强对设备的检查力度,并对检查标准进行明确。只有做到以上两点,在热网当中补偿器的损坏概率便能够大幅度降低,在保证供热安全稳定的同时,给供热单位带来更加丰厚的经济效益。
结语:
在热网当中,针对补偿器的选择应具有科学性和合理性,供热单位需要根据实际情况采用对应措施进行处理,使得设备在更好的环境条件下进行运转,有效提升补偿器的使用寿命。另外,供热单位还需要定期指派专业人员对补偿器开展检查,及时发现问题,将其扼杀于萌芽状态,只有这样才能让热网使用保持良好的运行状态。