1 高壓軟管的特性
1.1 高壓軟管充加內(nèi)壓后的軸向位移
軸向位移是指軟管長度方向上的位移。當高壓軟管內(nèi)充溢液體進行加壓時, 會發(fā)作軸向推力, 跟著壓力的添加, 軸向推力增大, 由此引起軟管軸向伸長, 當軟管網(wǎng)套咬合到必定程度時, 軸向伸長中止。
1.2 高壓軟管能補償管道的橫向位移
橫向位移是指垂直于軟管方向上的位移。當管道發(fā)作橫向位移時, 高壓軟管由于結(jié)構(gòu)特色, 能夠因橫向力的效果發(fā)作橫向位移, 其位移力遠小于一般鋼管的彈性力。
1.3 高壓軟管和儲罐的共振
儲罐與首要進出口管道的剛度比和質(zhì)量比相差較大, 假如兩者的根本自振頻率相同或附近, 在地震效果下將會發(fā)作共振, 然后加劇儲罐的損壞, 所以高壓軟管的根本自振頻率應(yīng)高于儲罐根本自振頻率的A[1]。儲罐的自振頻率核算公式如下:
式中f1———儲罐根本自振頻率, Hz;
T1———儲罐根本自振周期, s;
r0———儲罐體形系數(shù);
hw———液面高度, m;
r1———底圈罐壁均勻半徑, m;
t1/3———液面高度1/3處的罐壁厚度, m 。
注:式 為儲罐梁式振蕩根本周期[2]的簡化近似公式。
儲罐體形系數(shù)的斷定見表1。
表1 儲罐體形系數(shù)
一般嚴厲依照出產(chǎn)標準規(guī)范制作的高壓軟管, 其根本自振頻率均高于10 Hz。當儲罐的根本自振頻率低于或等于7 Hz時, 可不考慮儲罐和高壓軟管的共振影響。
2 高壓軟管的選型
高壓軟管在石化職業(yè)得到廣泛運用, 但在運用中也存在一些問題, 首要是由于軟管長度的挑選和裝置不妥構(gòu)成的。軟管長度過長, 會引起體系的不安穩(wěn), 添加流體阻力、添加機械損害及振蕩等問題;軟管長度過短, 就達不到補償、減振、消噪的意圖。所以, 斷定高壓軟管長度是首要作業(yè)。此外, 還應(yīng)歸納考慮以下要素:介質(zhì)的性質(zhì), 操作溫度, 操作壓力, 銜接收道的公稱直徑, 場所類別, 銜接方法, 位移方法等。本文以該儲罐出口管道為例。
2.1 介質(zhì)性質(zhì)和操作參數(shù)
表2 介質(zhì)性質(zhì)和操作參數(shù)
2.2 位移方法
高壓軟管首要用來補償儲罐的橫向位移, 而軸向位移則經(jīng)過高壓軟管的裝置長度, 管線體系的合理安置來完成補償。
2.3 高壓軟管長度的斷定
高壓軟管的長度經(jīng)過式 核算
式中L———高壓軟管的長度, mm;
Y———高壓軟管需補償?shù)臋M向位移, mm, 如表3所示;
R實踐———高壓軟管滿意補償時的實踐曲折半徑, mm, 如表4所示;
該儲罐坐落江蘇省南京市, 地震烈度7度區(qū), Y取值為100 mm, R小依據(jù)經(jīng)驗值取20d為4000 mm, 考慮一次性曲折的脈動荷載, R實踐取5200 mm, 代入式 核算得1769, 斷定選用L=1800 mm的高壓軟管。
表3 地震烈度與橫向位移補償量對照表 下載原表
表4 高壓軟管實踐曲折半徑與小曲折半徑之聯(lián)系 下載原表
2.4 儲罐的自振頻率
該儲罐底圈罐壁均勻直徑d1=19.024 m, 液面高度hw=14.3 m, 液面高度1/3處的罐壁厚度t1/3=0.009 m, 將參數(shù)代入式 和式 核算得出該儲罐根本自振頻率為5 Hz, 低于7 Hz, 所以地震時不考慮共振問題。
綜上, 該儲罐出口管道高壓軟管的選型為PN2.0-DN200-WN-304SS, L=1800 mm。
3 高壓軟管的裝置和運用辦理
3.1 裝置型式
高壓軟管正確裝置是確保其功能充分發(fā)揮的重要環(huán)節(jié)。高壓軟管一般裝置在罐進出口管道根部閥之后, 高壓軟管之后也有閥門, 使儲罐與管道直接構(gòu)成軟銜接, 便于高壓軟管的檢修和替換。高壓軟管在天然狀態(tài)下補償軸向位移才干有限, 當裝置長度等于天然長度時, 必定不能接受強壯的軸向拉伸而發(fā)作開裂, 然后導(dǎo)致管路走漏。因而高壓軟管的裝置長度要小于天然長度, 以確保必定的自由度。高壓軟管的裝置示意圖如圖1所示。
圖1中, L為高壓軟管長度, Smin為小裝置位移, Smin取決于高壓軟管的巨細, 結(jié)構(gòu), 管徑, 補償量和長度, 常用式 進行預(yù)算。
圖1 高壓軟管裝置示意圖
式中系數(shù)a經(jīng)過表5選取。
表5 系數(shù)a的選取
由于高壓軟管首要吸收體系發(fā)作的橫向、軸向位移, 除了裝置時確保高壓軟管的自由度, 還能夠經(jīng)過管道的安置來吸收, 常見的配管方法有兩種, L型 和Z型裝置 。L型裝置較常見, 全體布局整齊漂亮, 削減了管道長度, 下降流體阻力, 但管道所發(fā)作的軸向應(yīng)力將效果在高壓軟管和儲罐管嘴上, 這樣縮短了軟管、閥門的運用壽命, 一起也會損壞管嘴, 構(gòu)成油品走漏。Z型裝置雖添加了管道長度和彎頭數(shù)量, 但管系的軸向位移能夠由其本身吸收, 削減對高壓軟管和管嘴的軸向應(yīng)力, 延伸運用壽命, 也有利于管系的安穩(wěn)。
從安全視點和運用壽命視點考慮, Z型裝置優(yōu)于L型, 所以在平面方位答應(yīng)的情況下優(yōu)先挑選Z型裝置。
3.2 裝置注意事項
裝置前有必要對高壓軟管進行檢查, 發(fā)現(xiàn)問題及時消除;
圖2 高壓軟管L型裝置圖3高壓軟管Z型裝置 下載原圖
在吊裝過程中, 要有避免高壓軟管損害的方法;
高壓軟管后應(yīng)加裝短接收, 以補償軟管空檔尺度的誤差;
應(yīng)盡量選用鋼帶網(wǎng)套編制的高壓軟管。由于它的自振頻率高, 一般在20~30 Hz, 遠大于7Hz, 軟管和儲罐發(fā)作共振的可能性A小;
裝置時, 不得強行拉壓改變, 不得砸敲高壓軟管, 不該選用強緊法蘭螺栓的方法來消除裝置誤差;
高壓軟管上不得設(shè)置A托架或支撐;
高壓軟管距地上或渠道的高度應(yīng)大于其橫向位移補償量;
對有保溫保冷要求的管線, 不得影響高壓軟管的正常作業(yè)。
4 定論
本文結(jié)合實例, 對影響高壓軟管選型的各個要素進行剖析, 其間為重要的是高壓軟管長度的斷定, 過長和過短都會構(gòu)成損害。除此之外比較了兩種高壓軟管的裝置方法, 得出Z型優(yōu)于L型裝置的定論。只要合理進行高壓軟管的選型和裝置, 才干使其發(fā)揮應(yīng)有的效果, 然后確保儲罐的安全運轉(zhuǎn)。
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