| 循環(huán)水管道熱電偶保護(hù)套管斷裂原因分析 |
| 信息來(lái)源： 熱電偶 | 2022-08-25 點(diǎn)擊量： 5505 |
1、流體作用形成共振
共振是造成雙金屬溫度計(jì)套管斷裂的主要原因。由于圓柱形保護(hù)管處于流體中，會(huì)在套管下游產(chǎn)生漩渦脫落效應(yīng)；由于漩渦的產(chǎn)生是以一定的頻率交替脫落的，因此在圓柱面上產(chǎn)生交變的橫向力。當(dāng)這個(gè)交變橫向力與圓柱的固有頻率相等時(shí)，就會(huì)引發(fā)套管振動(dòng)，當(dāng)套管固有頻率和流體漩渦脫落頻率接近或一致時(shí)，可產(chǎn)生共振現(xiàn)象。此時(shí)，套管圓柱面可產(chǎn)生流體方向的反復(fù)彎曲應(yīng)力，套管表明的微觀缺陷可稱(chēng)為疲勞裂紋源，裂紋將向垂直與流體方向的套管中部軸線(xiàn)擴(kuò)展。這種共振可導(dǎo)致熱電偶套管的加速損壞斷裂。
2、工況條件
該循環(huán)水管道有振動(dòng)并伴有較大的噪聲，而在附件地面的二級(jí)支管振動(dòng)更大，部分雙金屬溫度計(jì)表殼已經(jīng)碎裂，同時(shí)發(fā)出較大的噪聲。這是由于管道原為空管，運(yùn)行初期時(shí)管道中存有一定量的氣相，與循環(huán)水混合后形成氣液兩相流，引起振動(dòng)和噪聲，而套管原設(shè)計(jì)條件是在單項(xiàng)條件下運(yùn)行。在管道工藝操作流速下，經(jīng)過(guò)支管三通或閥門(mén)時(shí)的紊流作用，可將管道中氣液流體形成細(xì)胞狀流型，由于管道直徑較大受重力影響，這種水平管道中，含細(xì)胞的兩相流主要位于管道上不，含氣率較低。該溫度計(jì)安裝在一級(jí)支管總閥后6m處，使熱電偶套管受到支管三通和閥門(mén)的紊流作用。氣液兩相流和流體的紊流作用均加劇了套管的振動(dòng)。
3、應(yīng)力分析
套管與法蘭連接角焊縫表面存在一定的焊接殘余拉應(yīng)力，該處角焊縫截面發(fā)生變化存在輕微的應(yīng)力集中現(xiàn)象，以套管側(cè)熔合線(xiàn)處（即斷裂處）非常高。焊接殘余拉應(yīng)力與流體產(chǎn)生的振動(dòng)應(yīng)力疊加，在套管根部形成流體方向的交變應(yīng)力，作用在微觀缺陷處形成疲勞源導(dǎo)致開(kāi)裂。
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