火電廠汽水管道支吊架典型缺陷介紹及綜合處理——

目錄1支承件種類簡(jiǎn)介3典型案例2管道支吊架異常形式與原因

4管道支吊架外部檢查與維護(hù)調(diào)整

5汽水管道支吊架監(jiān)督管理一、支承件種類

（按主要性能與用途分類）

恒力彈簧支吊架重錘式恒力吊架種類

恒力彈簧支吊架上圖為四連桿彈簧式，即JB/T8130PH型恒力彈簧吊架。下圖為三連桿彈簧式，即ITT.G58型恒力彈簧吊架。種類恒力彈簧支吊架

杠桿重錘式恒吊按照杠桿原理，用平衡重錘與管道載荷相平衡。三連桿、四連桿彈簧式恒吊均按力矩平衡原理，采用合適的連桿機(jī)構(gòu)讓彈簧側(cè)力矩與載荷力矩相等，同時(shí)保證載荷不變或變化很小。三連桿彈簧式恒吊在理論上可以達(dá)到完全恒力，而四連桿彈簧式恒吊在理論上是近似恒力。原理變力彈簧支吊架

彈吊按彈簧的形式可分為圓柱螺旋彈簧式和碟形彈簧式二種。按整定方式可分為整定式和非整定式二種。對(duì)于管道熱變形剛度有嚴(yán)格要求時(shí)，選用的彈吊一般都是整定式圓柱螺旋彈簧彈吊，通常有T/TH型、TD型和SV型。種類

變力彈簧支吊架左圖為JB/T8130可變彈簧支架右圖為T/TH型可變彈簧吊架種類變力彈簧支吊架

原理3、剛性支吊架

剛性支吊架（以下簡(jiǎn)稱剛吊）對(duì)管道垂直方向呈剛性約束，故只能用于管道沒有垂直位移或垂直位移很小且允許約束的地方。剛吊能承受較大的載荷，保持管位置不下沉，增強(qiáng)管道系統(tǒng)的剛性和減少管子的振動(dòng)。作用4、限位裝置

限位裝置用于管道中需要限制某一方向或某些方向上位移的地方，它不承受管道的重量。它的使用可調(diào)整管道的應(yīng)力分布、減小管道對(duì)設(shè)備的推力和簡(jiǎn)化管道支吊架的設(shè)計(jì)。不同結(jié)構(gòu)型式的限位裝置可限制管道某一方向或二個(gè)方向的線位移，也可同時(shí)限制某一、二個(gè)乃至三個(gè)方向的角位移。它的使用可以增加管系的穩(wěn)定性，合理分配管系的位移。作用限位裝置

限位裝置有以下幾種典型的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置有以下幾種典型的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)6、固定支架

固定支架用于管道不允許有任何方向的線性位移和角位移的地方。實(shí)際上它是限位裝置的一個(gè)特例。它可用于承受管件的推力（如波形補(bǔ)償器），讓管系按較好的方式膨脹。作用固定支架

固定支架的一種典型結(jié)構(gòu)如右圖。結(jié)構(gòu)彈簧減振器

彈簧預(yù)壓在減振器殼體內(nèi)，當(dāng)管道無位移時(shí)，該預(yù)壓產(chǎn)生的預(yù)緊力由減振器內(nèi)部承受，不傳遞到管道上。當(dāng)管道振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力小于減振器的預(yù)緊力則減振器呈剛性，如產(chǎn)生的振動(dòng)力大于減振器的預(yù)緊力時(shí)，則管道將發(fā)生位移直至彈簧的反力與振動(dòng)力相等。由此可見，只要減振器的預(yù)緊力大于管道可能產(chǎn)生的振動(dòng)力，就能消除管道的振動(dòng)，反之則可以減少管道的振動(dòng)。原理彈簧減振器

單彈簧減振器的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)8、液壓阻尼器

液壓阻尼器借助特殊設(shè)計(jì)的阻尼閥，對(duì)管道或設(shè)備的位移速度做出靈敏的反應(yīng)，在管道或設(shè)備發(fā)生震（振）動(dòng)時(shí)，在1～33Hz頻率范圍內(nèi)，阻尼器可以將直接作用在管道或設(shè)備上的沖擊力轉(zhuǎn)移到建筑結(jié)構(gòu)上去；在管道或設(shè)備正常工況下，液壓阻尼器允許管道或設(shè)備自由位移，不會(huì)給管道或設(shè)備帶來附加的應(yīng)力。作用9、拉撐桿

拉撐桿通常是各類減振器、阻尼器不可分割的組成部分，同時(shí)它可用于線性限位。作用二、管道支吊架異常形式與原因

影響管道系統(tǒng)應(yīng)力水平的主要因素是管道布置、管道運(yùn)行壓力和溫度、管道支吊架狀態(tài)。由于管道布置在基建移交生產(chǎn)后已經(jīng)定型，同時(shí)電廠嚴(yán)格限制鍋爐超溫、超壓運(yùn)行，所以管道運(yùn)行溫度和壓力超限影響很小。排除以上因素，管道支吊架運(yùn)行狀態(tài)就成為影響管道系統(tǒng)應(yīng)力水平的決定因素。定期對(duì)管道支吊架進(jìn)行檢查、維護(hù)與調(diào)整，可以校驗(yàn)支吊架配置、承載及熱位移的可靠性，消除支吊架存在的缺陷和異常隱患，改善管道的應(yīng)力水平，保證支吊架系統(tǒng)始終處于安全、可靠的運(yùn)行工況，延長(zhǎng)管道的使用壽命。

影響因素

2、管道支吊架異常原因

（1）安裝及檢修原因。安裝位置、初裝載荷、冷緊點(diǎn)位置與冷緊量以及管子、管件、保溫層重量的選擇與設(shè)計(jì)不符。恒力吊架轉(zhuǎn)動(dòng)體位置、直接接觸管道的材料與設(shè)計(jì)不符。利用管道作為檢修起重支吊點(diǎn)，水壓試驗(yàn)時(shí)彈簧吊架未鎖定，運(yùn)行后鎖定未解除。

（2）管道支吊架運(yùn)行異常。管道熱膨脹位移受阻，實(shí)際熱位移、管系推力與設(shè)計(jì)不符；管系振動(dòng)及受到?jīng)_擊載荷作用。彈簧吊架與恒力吊架彈簧卡死、偏斜、脫載，荷重與設(shè)計(jì)不符；滑動(dòng)支座、導(dǎo)向支架、剛性吊架卡死或過載，荷重與設(shè)計(jì)不符。

2、管道支吊架異常原因

（3）錯(cuò)用型號(hào)和材料。實(shí)際選用管道支吊架型號(hào)、連接件材質(zhì)和規(guī)格、保溫材料容重等與設(shè)計(jì)值不符。其結(jié)果將導(dǎo)致支吊架功能失效，影響管系應(yīng)力水平及分布，使管系局部應(yīng)力增大，嚴(yán)重破壞鄰近支吊架的載荷分布。

（4）支吊架間距偏差。管道支吊點(diǎn)實(shí)際安裝位置偏離設(shè)計(jì)值，將引起鄰近支吊架所分配荷重大小發(fā)生變化，從而導(dǎo)致管道自重應(yīng)力改變。同時(shí)管道垂弧變形增大，易于引起管道振動(dòng)加劇。

（5）偏裝作業(yè)偏離設(shè)計(jì)值。管道支吊架偏裝量不足或過大，偏裝方向與設(shè)計(jì)方向相反，都將導(dǎo)致支吊架在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)偏斜量增大,使支吊架在垂直方向上承載不足，而在水平方向產(chǎn)生一個(gè)附加分力，增大對(duì)端點(diǎn)設(shè)備的推力。2、管道支吊架異常原因2、管道支吊架異常原因2、管道支吊架異常原因三、典型案例

（一）某電廠1、2號(hào)鍋爐主蒸汽管道出口第二段垂直管段彈簧吊架管夾均同一位置斷裂，1號(hào)鍋爐主蒸汽管吊架管夾斷裂形貌見下圖。經(jīng)金屬檢驗(yàn)，管夾化學(xué)成份符合標(biāo)準(zhǔn)要求，金相組織正常，斷口具有低周疲勞斷裂特征。依據(jù)規(guī)程設(shè)計(jì)對(duì)證，主蒸汽管道彈簧吊架布設(shè)位置、管部選用均符合標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步測(cè)量和比對(duì)發(fā)現(xiàn)，斷裂管夾選型（D9型）與設(shè)計(jì)管夾型號(hào)（D9A型）不符。三、典型案例

斷裂管夾寬度比設(shè)計(jì)值減少40mm，壁厚比設(shè)計(jì)值減少4mm，最大工作應(yīng)力低于設(shè)計(jì)最大結(jié)構(gòu)載荷29.2%。由于實(shí)際選用管夾配置低，斷裂管夾最大工作應(yīng)力明顯低于計(jì)算最大工作應(yīng)力，在鍋爐啟停過程中較大應(yīng)力的作用下導(dǎo)致疲勞損傷積累而最終發(fā)生斷裂。據(jù)此判定1、2號(hào)鍋爐主蒸汽管道管夾斷裂原因?yàn)檫x型錯(cuò)誤。進(jìn)一步檢查并核對(duì)圖紙，發(fā)現(xiàn)2臺(tái)鍋爐主蒸汽管道共8組支吊架管夾存在同類選型錯(cuò)誤。由于及時(shí)更換了這些不合格管夾，從而避免了主蒸汽管道可能發(fā)生塌落的惡性事故。三、典型案例

（二）某電廠3號(hào)鍋爐主蒸汽管道支吊架在進(jìn)行全面檢查過程中發(fā)現(xiàn)，8號(hào)恒力吊架吊桿夾斷裂脫載。3號(hào)爐主蒸汽管道8號(hào)恒力吊架吊桿夾斷裂宏觀形貌見下圖。3號(hào)鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量1025t/h，已累計(jì)運(yùn)行4萬多小時(shí)。主蒸汽管道支吊架外觀檢查結(jié)果設(shè)計(jì)對(duì)證發(fā)現(xiàn)，10號(hào)恒力吊架實(shí)際安裝位置與設(shè)計(jì)安裝位置不符。受其影響，鄰近7、8、9、10號(hào)吊架荷載發(fā)生了不同程度變化，由于9號(hào)吊架彈簧失效并振動(dòng)，造成相鄰兩個(gè)吊架嚴(yán)重超載。其中8號(hào)吊架荷載由85.445kN變?yōu)?37.423kN；10號(hào)吊架荷載由135.265kN變?yōu)?87.715kN，最終導(dǎo)致超載最嚴(yán)重的8號(hào)吊架先斷裂。

四、管道支吊架外部檢查與維護(hù)調(diào)整

1、管道支吊架外部檢查火電機(jī)組汽水管道經(jīng)過一定時(shí)間運(yùn)行后，管道位移和載荷會(huì)發(fā)生不同程度的變化。通過定期外觀檢查可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)支吊架存在的缺陷和異常狀況。依據(jù)規(guī)程要求，每年應(yīng)至少全面檢查一次四大汽水管道支吊架并記錄存檔。發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)調(diào)整處理，重大缺陷應(yīng)委托專業(yè)機(jī)構(gòu)分析原因并消缺處理。四、管道支吊架外部檢查與維護(hù)調(diào)整

2、管道支吊架調(diào)整重點(diǎn)支吊架調(diào)整應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程要求逐項(xiàng)完成。首先應(yīng)詳細(xì)檢查并記錄管系所有支吊架的冷、熱態(tài)狀況，對(duì)重大缺陷應(yīng)保留影像記錄。支吊架調(diào)整應(yīng)逐一消除支吊架卡澀、載荷偏離設(shè)計(jì)值、脫載等承載異常，更換并修復(fù)管夾斷裂及連接件脫落等。在調(diào)整某一支吊架時(shí)，應(yīng)同時(shí)兼顧?quán)徑У跫艿臋z查并調(diào)整，防止鄰近支吊架受其影響而出現(xiàn)新的異常。通過反復(fù)校核調(diào)整管道各吊點(diǎn)的熱位移、載荷和最大應(yīng)力值等，直至整個(gè)管系應(yīng)力平衡合理，支吊架承載及熱位移處于正常工作狀態(tài)。管道支吊架調(diào)整結(jié)束重新運(yùn)行期間，應(yīng)對(duì)支吊架再次進(jìn)行全面的熱態(tài)檢驗(yàn)及微調(diào)，直至全部符合技術(shù)要求。調(diào)整工作結(jié)束后，應(yīng)記錄管道支吊架調(diào)整前后的冷、熱狀態(tài)參數(shù)，管道應(yīng)力水平等數(shù)據(jù)并存檔備案。五、汽水管道支吊架監(jiān)督管理

目前湖南省火電廠汽水管道支吊架監(jiān)督管理存在的共性問題表現(xiàn)為規(guī)程執(zhí)行不嚴(yán)格，三級(jí)監(jiān)督體系不健全，管道支吊架檢查作業(yè)指導(dǎo)書、定期檢查制度、設(shè)備臺(tái)帳和檢查記錄沒有建立，管道支吊架檢查、維護(hù)調(diào)整工作不到位。為規(guī)范管道支吊架技術(shù)監(jiān)督管理工作，建議做好以下方面的工作。1、嚴(yán)格執(zhí)行電力行業(yè)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)

目前各電廠在開展管道支吊架監(jiān)督管理工作中尚處于形式化階段，主要表現(xiàn)為缺失規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，支吊架技術(shù)檔案、臺(tái)帳不健全；沒有支吊架檢查作業(yè)指導(dǎo)書，班組檢查人員不知道檢查項(xiàng)目、異常特征和判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，檢查數(shù)據(jù)不與設(shè)計(jì)值對(duì)證，異常數(shù)據(jù)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，管道與支吊架工作狀況不能有效實(shí)施監(jiān)控。健全完善管道支吊架日常巡檢和定期檢查制度，依據(jù)規(guī)程制定具有可操作性的檢查作業(yè)指導(dǎo)書，可以保證管道支吊架技術(shù)監(jiān)督工作規(guī)范有效。五、汽水管道支吊架監(jiān)督管理

2、建立完善管道支吊架技術(shù)監(jiān)督檔案在役機(jī)組金屬監(jiān)督專工全過程介入到機(jī)組管道支吊架監(jiān)督管理工作十分必要。通過協(xié)調(diào)相關(guān)部門和基建專責(zé)，階段性收集基建移交的管道及支吊架設(shè)計(jì)參數(shù)、安裝圖紙、管線設(shè)