曲光磊

特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司 遼寧 沈陽110144

一、問題描述

某電抗器項(xiàng)目,油箱采用高強(qiáng)度的鋼板焊接而成,油箱導(dǎo)油管路采用優(yōu)質(zhì)無縫鋼管制作,其中主導(dǎo)氣管采用89×4冷拔無縫鋼管20,支路導(dǎo)氣管采用21×3冷拔無縫鋼管20制作,導(dǎo)氣管分布圖如下:

圖1 導(dǎo)氣管布局圖

導(dǎo)氣管力學(xué)性能如下表所示:電抗器運(yùn)行3個(gè)月后電抗器主導(dǎo)氣管到升高座之間的支路導(dǎo)氣管法蘭加強(qiáng)鐵邊緣出現(xiàn)開裂滲油現(xiàn)象,三天后另外一臺(tái)相同位置同樣出現(xiàn)開裂滲油現(xiàn)象,見圖2,針對(duì)此事宜對(duì)電抗器的此支路聯(lián)管進(jìn)行了更換,更換的導(dǎo)氣管材質(zhì)為34×4冷拔無縫鋼管20。更換后經(jīng)過一個(gè)月后再次滲漏,漏點(diǎn)如下圖所示。

表1 導(dǎo)氣管材料力學(xué)性能

圖2 現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)管漏點(diǎn)

二、事故原因分析

針對(duì)此事宜進(jìn)行了認(rèn)真的分析,運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)電抗器進(jìn)行模態(tài)及振動(dòng)分析:經(jīng)分析原結(jié)構(gòu)導(dǎo)氣管應(yīng)力分布云圖如圖3所示,最大應(yīng)力為177.37 MPa,從表1看出最大應(yīng)力滿足材料許用屈服點(diǎn)245 Mpa,應(yīng)力較大位置位于導(dǎo)氣管與法蘭焊接處,與實(shí)際漏點(diǎn)位置吻合,結(jié)合實(shí)際情況分析,計(jì)算應(yīng)力雖滿足材料屈服點(diǎn),但由于導(dǎo)氣管為金屬焊接件,與升高座法蘭安裝還存在一定的裝配應(yīng)力,在較大的應(yīng)力下導(dǎo)氣管最終隨本體長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)疲勞而產(chǎn)生開裂滲漏現(xiàn)象。

三、項(xiàng)目實(shí)施的成果及效果驗(yàn)證

經(jīng)過上述分析,為徹底解決該聯(lián)管應(yīng)力過大而造成滲漏的問題,給出如下解決方案:

1.將該導(dǎo)氣管間增加過渡不銹鋼金屬軟連接,消除裝配應(yīng)力,從而釋放導(dǎo)氣管中存在的應(yīng)力,見圖4;

圖3 導(dǎo)氣管應(yīng)力分布云圖

2.為防止不銹鋼金屬軟連接末端出現(xiàn)低頭從而出現(xiàn)的窩氣現(xiàn)象,在不銹鋼金屬軟連接末端增加支撐結(jié)構(gòu);通過采用如上方法進(jìn)行改造,經(jīng)過仿真分析,整個(gè)導(dǎo)氣管最大應(yīng)力為22.507 MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用屈服點(diǎn)245 Mpa,見圖5,滿足工況運(yùn)行下的需求。

圖5 改造后聯(lián)管應(yīng)力分布云圖

結(jié)束語

通過以上改造保證了現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行且沒有發(fā)生漏油事件。通過有限元仿真可以分析出在哪個(gè)部位加支撐能夠更好的減小振動(dòng)應(yīng)力,該事故處理方法可以作為后續(xù)電抗器聯(lián)管漏油的通用的處理方法,提高了現(xiàn)場(chǎng)處理問題的能力。