分析管道震动与裂缝的原因及其消除措施

分析管道震动与裂缝的原因及其消除措施

摘要：管道振动与裂缝的存在严重干扰正常生产，造成安全隐患，积极解决这类问题对实现安全生产有重要意义。本文介绍了管道振动与裂缝产生的原因，并结合原因分析探讨了如何实现减震消震的举措，希望能够改善管道振动与裂缝现象，促使压缩机安全运行。

关键词：管道振动减震消震管架

石油化工领域往复式压缩机应用较为普遍，这类机械常见问题为管道振动与裂缝，尤其是压缩器工作时，缓冲罐等容器刚性连接的地方经常出血裂纹，不仅影响正常生产应用，还存在较大的安全隐患，所以积极分析压缩及管道振动和裂缝出现原因，并积极探讨消除措施，是实现安全生产的重要举措。

一、管道振动与裂缝产生原因

管道振动与裂缝的产生主要以气流脉动、共振和内部机械原因为主。往复式压缩机工作时需要通过活塞在气缸内的往复运动实现气体的吸入、压缩和排出，这种周期性运动决定了管道进出口内流体呈现脉动状态，一旦气流遭遇管件产生激振力，即可产生管道振动现象。管道内容纳的气体可称为气柱，压缩机工作时促使气柱不断压缩、膨胀，以激发频率工作，管道内部管件与支架组成弹性系统以固有频率运作，当激发频率与固有频率接近或相等时导致压力脉动异常从而产生管道内的机械共振现象[1]。内部机械原因主要为管道设计不合理、内部机械动平衡性能差、基础与支撑不当等，导致压缩机工作时出现管道振动现象甚至造成裂缝。

二、管道振动与裂缝消除举措分析

1.管道减震

目前，管道减震措施主要以三种为主，分别是通过控制气流脉动、合理设计管道来减少谐振发生，通过调整激发频率和固有频率避免其相近或固定，通过合理设计管道装配结构、调整牢固压缩机组实现减震目的。往复式压缩机内决定压力脉动和振动发生的二因素主要包括压缩机参数、系统噢诶之与压缩介质的物理参数，三种因素在振动的发生中有着重要影响[2]。

减震举措中，减少气流脉动是常见方法，可通过设置缓冲器实现减震目的，缓冲器内部的芯子元件可有效减弱压力脉动，效果理想。设置缓冲器是常用的时段，缓冲器的村子啊可有效调整气流脉动幅值，改变气柱固有频率，不过在缓冲器体积选择和位置安放上要注意选择气流脉动发源处以达到最佳减震效果。固有频率的调整是消除压力脉动、避免共振的有效方式，调整目的的实现可通过改变管路尺寸、走向和位置等举措达到目的，或者也可从用缓冲罐等设备实现目的。压缩机运转时通过调整主机平衡度可改变固有频率，在振动情况较为严重的管路

上增加重量可改善这种现象。压缩机内部管路弯头数量的减少、空间转弯频率的降低都可以实现减震目的。在设计管道结构式通过优化尺寸、应用补强措施可减震，比如在容易发生振动的地方加装支撑件或者避免将排凝、仪表等阀门安装在主管附近。

2.管道消振措施

压缩机在工作中管道振动和气流脉动是常态，无法根治的情况下只能够尽量采取消震、减震措施来达到保护目的，通过将振动控制在一定范围内减少损伤和潜在风险，从而保障其更好的应用。消震相比减震难度要更大一些，可通过多种联合举措以达到目的。

增设管架是目前针对往复式压缩机进行消震的重要举措，对于机械共振或激振力过大引起的振动、造成的裂缝有积极效果。在增设管架过程中有几个需要注意的地方，一是管架位置安置要尽量选择振动源点或者振幅最大的地方，二是管架设置时不要只固定在某一点，而是应该选择靠近弯头两端或者管路交叉处尽可能的降低管道自身应力实现多点分散固定，三是在管道中金属聚集区域，在增设管架时为表面摩擦产生噪音或造成摩擦裂纹损坏管道，可使用一些减震消音手段，比如使用石棉或橡胶板等振动摩擦带来的损伤，四是管道固定的位置可保持自由状态以免增强附加应力到不到消震效果[3]。缓冲罐消震是最简单有效的一种手段，它与气缸相连利用气缸罐体来缓冲气流，从而减震消震。改变固有频率也可达到消震效果，只要激发频率和固有频率不吻合、不接近即可，可在支撑架和管子之间加防震垫实现消震，或者使用消震孔板。消震孔板有减少振幅避免管道内形成驻波的作用，通过将其与大容器一起安装可使管道尾端达不到反射条件，从而将管内驻波变为行波，促使压力脉动分布均匀，达到减震和消震的目的。需要注意的是，孔板和容器一起安装使用，脉冲较大的为入口管，孔板安装入口处，反之则安装在出口处[4]。改造管路系统是难度较大的一种手段，适用于管道较为复杂的系统，针对由膨胀室和多孔管等组成的消震系统，在压缩机管道发生气柱共振、机械共振、固有频率和激发频率共振等情况时可有效利用管道布置优化达到消减振动的目的，使宽频带内压力平稳。此外，在压缩机装配和基础设计中严格审核，定期检查，细心维护，做好潜在隐患排除工作，也有助于减震消震。虽然压缩机管道振动和裂缝现象难以避免，但是可通过应用多种局限实现预防、控制，将危害限制到最小，确保其安全运行。

综上所述，往复式压缩机管道振动与裂缝问题的消除涉及多个专业问题，只有深入分析造成振动与裂缝的原因，综合各方力量积极寻求解决举措，才能够在保障复式压缩机积极工作的基础上达到减震消震的目的，从而更好的为石油化工等领域提供服务支持。

参考文献：

[1]陈汉玉.往复式压缩机管道振动原因及减振措施[J].黑龙江科技信息，2011（7）.

[2]丘亮新.大型压缩机管道振动分析和减振技术对策[J].福建工程学院学报，2005，3（4）. [3]曾明星，潘树林，陈刚.大型活塞式压缩机管道振动原因分析与减振技艺[J].化工设备与管道，2004，41（5）.

[4]张银伟.往复式压缩机管道振动原因分析及对策[J].压缩机技术，2008（6）.