馮秀朝

（河北滄州大化聚海分公司，河北 滄州061000）

1 管道振動(dòng)的危害

在化工生產(chǎn)中，有物料流動(dòng)的管道都存在振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)是不可避免的，如果振動(dòng)的振幅超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)范圍，將會(huì)造成很多方面的危害。主要有造成管道上的閥門(mén)、管件的松動(dòng)損壞，甚至引發(fā)連接的設(shè)備振動(dòng)和損壞、管道的開(kāi)裂等危害，造成有毒有害物料的泄漏，直接影響管道的安全運(yùn)行和操作人員的人身安全。

2 管道振動(dòng)的原因分析

2.1 施工安裝

管道和動(dòng)設(shè)備連接，動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)造成管道的振動(dòng)。如泵及泵的出口管線的振動(dòng)。在安裝施工過(guò)程中，如果泵的出入口管線和泵的出入口法蘭不對(duì)中或?qū)χ胁缓?，就有可能造成管線在外力作用及其他因素的影響下，使管線產(chǎn)生形變，引起振動(dòng)，造成振動(dòng)超標(biāo)。通常來(lái)看，管道銜接的彎頭、閥門(mén)及相關(guān)的異徑管，會(huì)帶來(lái)偏大的振動(dòng)，引起體系以?xún)?nèi)管道的振動(dòng)。體系構(gòu)架下的激蕩力，會(huì)增添原有的壓力脈動(dòng)。伴隨著頻率的遞增，管道振動(dòng)原有的振幅也會(huì)隨之遞增，這樣一來(lái)，就引起了管道振動(dòng)的加劇。

2.2 管道內(nèi)物料流動(dòng)頻次和系統(tǒng)固有頻次相同，造成共振

管道中的物料流動(dòng)帶有預(yù)設(shè)的固有頻率，如果管道內(nèi)的物料被動(dòng)設(shè)備（泵）激發(fā)出來(lái)的頻率等同管道的固有頻次，就會(huì)發(fā)生共振，會(huì)造成管道本身帶有劇烈震蕩的總傾向。因此，在管道設(shè)計(jì)時(shí)，要讓管道原初的頻率與機(jī)械原初的振動(dòng)頻率保持特有的差距。動(dòng)設(shè)備設(shè)定好的振動(dòng)頻率是不能改變的，因此，通常通過(guò)更替管道固有的布設(shè)狀態(tài)，或調(diào)整管道的支架或吊架，來(lái)調(diào)和設(shè)定好的頻率，以達(dá)到期待的減振效果。

2.3 汽蝕造成的管道振動(dòng)

當(dāng)物料流經(jīng)閥門(mén)、異徑管、限流孔板等節(jié)流裝置時(shí)，由于流速會(huì)因流通面積的減小，物料在節(jié)流裝置處流速會(huì)增大，造成部分靜壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)壓力，從而在節(jié)流裝置兩側(cè)產(chǎn)生很大的壓力降。由于節(jié)流裝置后流束的緊縮，斷面流體高速流動(dòng)可引起局部壓力低于物料對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的飽和壓力，尤其對(duì)于一些易揮發(fā)的物料，這種現(xiàn)象更加明顯。此時(shí)物料中的易揮發(fā)物質(zhì)將會(huì)汽化產(chǎn)生氣泡，這些氣泡在節(jié)流裝置的下游會(huì)因?yàn)閴毫Φ幕謴?fù)造成破裂，形成高速微小的液體射流，局部形成高于周?chē)鷫毫?shù)千倍的沖擊。由于氣泡中的物質(zhì)不能在瞬間溶解到流體物料中或瞬間凝結(jié)，在沖擊作用下又形成小氣泡，并再次被高壓流體壓縮、凝結(jié)，如此反復(fù)，這種現(xiàn)象就是汽蝕。在節(jié)流裝置后的管道上，汽蝕現(xiàn)象會(huì)使物料在微小的面積上形成很高的沖擊壓力，造成管道沖刷的嚴(yán)重?fù)p壞，嚴(yán)重時(shí)可能造成管道的振動(dòng)，甚至造成管道的損壞[1]。

3 光氣化泵出口管線的減振措施實(shí)施

3.1 檢查施工安裝問(wèn)題

對(duì)于光氣化泵出口管線的振動(dòng)問(wèn)題，復(fù)查了管線和光氣化循環(huán)泵的安裝設(shè)備臺(tái)賬，經(jīng)確認(rèn)安裝無(wú)問(wèn)題。

3.2 懷疑是共振問(wèn)題造成管道振動(dòng)

光氣化循環(huán)泵出口管線7.5m 平面西側(cè)豎管處，出現(xiàn)豎直方向晃動(dòng)情況，如下圖所示（幅度最大為4mm，頻率約為1 秒鐘1～2 次）。

由于現(xiàn)在TDI 裝置為連續(xù)生產(chǎn)的裝置，根據(jù)共振原因的分析，從經(jīng)濟(jì)和成本的角度考慮，不可能改變現(xiàn)有管道的布設(shè)狀態(tài)，重新設(shè)置管道。同樣也不可能通過(guò)減少管線彎頭的數(shù)目或減小管道的長(zhǎng)度到達(dá)減振的目的?；蛘吒淖?cè)械脑O(shè)計(jì)去改變管道的材質(zhì)來(lái)改變管道的剛度達(dá)到消除振動(dòng)的要求。綜上所述，只有通過(guò)在振動(dòng)較明顯的區(qū)段，添加合規(guī)的支撐或吊架，從而增強(qiáng)原有管道的穩(wěn)定性。因此我們進(jìn)行了如下改造：

第一，在泵出口管線振動(dòng)較明顯的管道處增加S5052 彈簧支架，先將S5052 彈簧支架向下方向力限制：將“1”鋼管焊接在彈簧支架基座上，彈簧伸長(zhǎng)時(shí)支架基座與壓板下方高度尺寸減1.5mm 為鋼管長(zhǎng)度(如圖2所示)。

第二，將S5052 彈簧支架水平方向力限制：用長(zhǎng)400mm,寬240mm,厚5mm 鋼板壓制出與支架托板圓盤(pán)弧度相同的護(hù)板焊接在支架基座底部，焊接后使護(hù)板與支架托板的間隙為1.5mm(如圖2所示)。在管道兩側(cè)支架外側(cè)同時(shí)進(jìn)行焊接。

經(jīng)過(guò)上述改造，管道的振動(dòng)有所減小，但振動(dòng)仍比較明顯，因此，可以推測(cè)共振可能只是管道振動(dòng)的一個(gè)原因，但并不是根本原因，還未解決管道振動(dòng)的根本問(wèn)題。

3.3 懷疑汽蝕造成的管道振動(dòng)

觀察此管線的物料流經(jīng)閥門(mén)、異徑管、限流孔板等節(jié)流裝置，從簡(jiǎn)單易行的角度考慮，改變泵出口的異徑管不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)檫@會(huì)將光氣化循環(huán)泵的出口直徑改變，涉及設(shè)備的設(shè)計(jì)問(wèn)題。為了消除節(jié)流裝置對(duì)管道振動(dòng)的影響，將光氣化循環(huán)泵出口的蝶閥由原來(lái)的26%開(kāi)度逐漸開(kāi)大至60%，發(fā)現(xiàn)管道的振動(dòng)幅度明顯減小，且電流在泵的額定電流范圍內(nèi)（同樣測(cè)量光氣化循環(huán)泵出口管線7.5m 平面西側(cè)豎管處，豎直方向晃動(dòng)情況，幅度最大為1.5mm，頻率約為2 秒鐘1 次，和未進(jìn)行調(diào)整前振動(dòng)幅度和頻率相比明顯減?。?。因此，推測(cè)節(jié)流裝置的汽蝕是造成光氣化循環(huán)泵出口管線振動(dòng)的主要原因。

4 結(jié)語(yǔ)

要消除管道的振動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)針對(duì)引起管道的振動(dòng)原因進(jìn)行具體分析，并根據(jù)原因制定簡(jiǎn)單易行的治理措施。當(dāng)然，改變管道的走向、縮減管道彎頭的數(shù)量，減少管道的長(zhǎng)度，改變管道的材質(zhì)、安設(shè)規(guī)模偏大的支持或吊架、增加帶有限流特性的孔板、消除汽蝕等都是消除管道振動(dòng)的方法。但在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)角度考慮，怎樣簡(jiǎn)單易行，易于維修，針對(duì)管道振動(dòng)的原因進(jìn)行有針對(duì)性的實(shí)施治理。光氣化循環(huán)泵出口管線振動(dòng)的消除，為類(lèi)似管道振動(dòng)的故障分析治理提供了參考。