Таблица Б.1 - Давление пуска в зависимости от рабочего давления
|
Р2, МПа |
Менее 0,1 |
От 0,1 до 0,3 |
Более 0,3 |
|
Ръ МПа |
Р2 |
0,1 |
0,35Р2 |
|
Примечание - При нию Р2. |
температуре t2< давление пуска Р1 принимается равным рабочему давле- |
||
Достижение давлений Р, и Р2 следует осуществлять постепенно, по 0,25Pi или 0,25Р2 в течение часа с 15-минутными выдержками давлений на ступенях 0,25Р1 (0,25Р2); 0,5Р- (0,5Р2); 0,75Pi (0,75Р2), если нет других указаний в проектной документации.
Б.З Величины температур и t2 принимают по таблице Б.2 в зависимости от марки сталей.
Таблица Б.2 - Определение температур и t2 в зависимости от марки стали
|
Марка стали типа |
Минимальная температура воздуха А|,°С |
Минимальная температура стенки трубопровода t2, °С |
Допускаемая средняя температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 в районе расположения трубопровода |
|
СтЗсп4, СтЗпс4, СтЗГпс4, СтЗспб |
минус 40 |
минус 20 |
не ниже минус 40°С |
|
10, 20 |
минус 30 |
||
|
10Г2, 15ГС |
минус 60 |
минус 40 |
не регламентируется |
|
09Г2С |
минус 60 |
||
|
15ХМ, 12X1 МФ, 15Х1М1Ф и все Сг-Мо стали |
минус 40 |
0 |
не ниже минус 40°С |
|
20ЮЧ |
минус 40 |
не регламентируется |
|
|
08Х22Н6Т, 08X21Н6М2Т |
минус 60 |
||
|
Все аустенитные стали |
не регламентируется |
не регламентируется |
Скорость подъема (снижения) температуры должна быть не более 30 °С в 1 ч, если нет других указаний в технической документации.Приложение В
(рекомендуемое)
Расчетно-экспериментальные методы и средства защиты трубопровода от
вибрации
Технические решения по снижению пульсации потока, вибрации трубопровода и виброзащите окружающих объектов
Вибрацию снижают уменьшением или снятием возмущающих воздействий. При этом необходимо в первую очередь устранить резонансные колебания пульсирующего потока и отстроить от возможного совпадения резонансы потока и механической системы.
Применяют следующие способы отстройки системы от резонансных колебаний газа:
изменение длин и диаметров участков трубопроводной системы, если это допускается компоновкой системы;
установка диафрагм, которые рассеивают энергию колебаний газа и изменяют амплитудночастотный спектр газа в трубопроводной системе. Ориентировочно диаметр расточки диафрагм составляет 050. Оптимальный диаметр расточки диафрагмы d, обеспечивающий эффективное гашение пульсации, для однофазных потоков может быть определен по формуле
d = D(Vap/Cf2i’ (В.1)
где Кер - средняя скорость газа в трубопроводе, м/с;
С - скорость звука в газе, м/с.
Для двухфазных потоков этот диаметр
г/ = П(1.5^)°’251 (В.2)
где - коэффициент гидравлического сопротивления диафрагмы;
установка буферных емкостей с целью уменьшения амплитуды пульсации давления за счет рассеивания энергии, затрачиваемой на возбуждение массы газа в объеме буферной емкости, и изменения спектра собственных частот колебаний. Для наиболее эффективного гашения колебаний буферную емкость устанавливают непосредственно у источника возбуждения колебаний (цилиндр компрессора). На несколько цилиндров одной ступени целесообразно устанавливать общую емкость;
установка акустических фильтров в тех случаях, когда возникает необходимость в значительном снижении колебаний, а требующиеся для этого габаритные размеры буферной емкости превышают допустимые по условиям компоновки. Акустический фильтр характеризуется четким дискретным спектром полос пропускания и гашения частот колебаний газа;
изменение температуры и давления нагнетания компрессора, если это возможно по технологии работы. От этих параметров зависят величины плотности продукта и скорости звука, влияющие на частотный спектр системы;
интерференционный способ гашения пульсаций, который эффективен в очень узкой полосе частот колебаний. Этот способ предусматривает применение специальных ответвлений или петель, длину которых подбирают равной нечетному числу полуволн;
сочетание в одной трубопроводной системе различных способов гашения пульсаций. Так, возможна установка диафрагм на входе в емкость или на выходе из емкости. При этом размеры емкости могут быть уменьшены примерно на 30 % по сравнению с емкостью без диафрагмы. Дополнительные потери давления при установке диафрагмы меньше, чем дополнительные потери при резонансных колебаниях.
Последовательность проведения отстройки от резонансных колебаний, а также снижения колебаний давления газа представляет собой итерационный процесс внесения изменений в конструкцию трубопроводной системы с последующей проверкой эффективности изменений расчетом по специальным программам.
Снижение вибрации и виброзащита окружающих объектов
В трубопроводных обвязках поршневых машин максимальная энергия приходится на низшие гармоники. Расчеты допустимо проводить по нескольким первым (до 3-5) собственным частотам каждого пролета и осуществлять отстройку по этим значениям.
Для устранения механических резонансов проводят корректировку трубопроводной системы.
Спектр собственных частот любой механической системы зависит от ее объемно-конструктивных решений, условий закрепления и инерционно-жесткостных параметров. Для трубопроводных систем такими параметрами являются:
число участков, расположенных между опорами, их конфигурация;
наличие сосредоточенных масс и их величина;
условия опирания;
упругие опоры и их характеристики жесткости;
инерционно-жесткостные параметры участков.
Сосредоточенные массы увеличивают инерционные характеристики и снижают значения собственных частот. Практически понижение значения собственной частоты способом включения дополнительной массы может быть эффективным при величине массы, соизмеримой с массой участка.
В реальных системах сосредоточенные массы конечных размеров увеличивают жесткость системы. В большинстве случаев в реальных трубопроводных системах сосредоточенные массы имеют самостоятельные опоры и могут рассматриваться как разделители системы на независимые, с жесткими заделками в точках присоединения масс.
Ужесточение системы включением дополнительной массы - фактор конструктивного увеличения собственной частоты. Влияние масс в каждом конкретном случае может быть получено только расчетом всей системы в целом.
Собственные частоты трубопровода зависят от условий закрепления его концевых и промежуточных участков. При применении скользящих односторонних опор необходимо предварительно провести расчет на статическую прочность и убедиться в том, что соответствующие односторонние связи замкнутые. При отключении односторонней опоры (в случае разомкнутой связи) в исходных данных для расчета собственных частот принимают суммарную длину пролета между двумя соседними опорами, что может существенно снизить значение собственной (парциальной) частоты участка.
Целесообразность применения упругих опор определяют по результатам расчета. Упругие опоры, уменьшая эквивалентную жесткость всей системы, снижают нижнюю границу частотного диапазона участка и системы. Применение их эффективно при отстройке от резонанса в сторону уменьшения значений собственных частот.
Необходимость отстройки трубопроводной системы от резонансов определяют по каждому из потенциально возможных механизмов возбуждения вибрации согласно 9.4.
Для вывода системы за пределы резонанса достаточно изменить длину участка на 15-20 %. Следует вначале проводить корректировку в сторону увеличения , т.е. сокращения длины пролета. При каждом вновь принятом значении длины пролета проверяют условия согласно 9.4 по всем возмущающим частотам. В случае вывода системы из зоны одного и входа в зону другого резонанса систему корректируют по новому резонансному режиму. При невозможности корректировки в сторону увеличения fj корректировку проводят уменьшением fj, т.е. удлинением участка, определяющего /•.
При ограничении возможностей варьирования длиной пролета отстройку системы от резонанса проводят выбором типа опор и подбором их жесткости. Изменение расположения сосредоточенных масс задается расчетчиком только при наличии в системе сосредоточенных масс. При их отсутствии специально вводить сосредоточенные дополнительные массы для изменения спектра частот следует только при невозможности применения других способов отстройки от резонанса.
При неэффективности способов, изложенных в В.2.1 - В.2.4, необходимо изменить геометрию системы, обеспечив свободу вариации , максимально спрямив трассу, по возможности избегая лишних поворотов. При этом способе необходимо проведение поверочных расчетов трубопровода на прочность и жесткость.
При неэффективности способов, изложенных в В.2.1.1 - В.2.1.5 , изменение инерционно- жесткостных параметров трубопровода обеспечивают варьированием диаметра трубопровода.
При наличии специальных инерционно-жесткостных гасителей, антивибраторов, исходя из экономической и технической целесообразности их применения, просчитывают варианты частотных спектров системы с гасителями, и по формам колебаний дают оценку их эффективности.
Корректировку трубопроводной системы для устранения механического резонанса проводят для каждого механизма возбуждения колебаний не менее чем по пяти гармоникам и по числу собственных частот колебаний системы или по удвоенному значению числа участков системы.
Инструментальное обследование и мониторинг трубопроводных систем и нагнетательных машин при пуске и эксплуатации
Инструментальные обследования вибрации.
Целями обследования являются:
измерение уровней вибрации трубопроводов, сравнение их с допускаемыми (см. В.4.2);
определение степени опасности вибрации;
анализ спектров вибрации, диагностика частотных спектров вибровозмущений и их интенсивности;
оценка уровней вибрации элементов нагнетательных машин (таблицы В.З - В.9) как источников вибрации;
измерение уровней пульсации давления, сравнение их с допускаемыми, определение необходимости их снижения;
определение необходимости виброзащиты окружающих объектов;
составление заключения о необходимости периодического или постоянного мониторинга вибрации трубопроводов и нагнетательных машин.
Измерения вибрации выполняют в следующем порядке:
Измерение в каждом намеченном сечении проводят по трем осям. Принимают следующие направления осей:
У- по оси вала машины;
Х-в горизонтальной плоскости;
Z - нормально к плоскости ХУ.
Направление У выдерживают по всей трассе для каждого участка.
Точки измерения:
нагнетательная машина - торцы цилиндров, нагнетательные патрубки, фундаментные болты;
опоры трубопровода;
середина каждого пролета между опорами, при наличии в пролете между опорами отводов - на концах отвода.
Определяют частотный спектр вибрации. Измеряют размахи виброперемещений:
общий (суммарный) уровень;
для каждой частотной составляющей спектра.
Во время измерений фиксируют режим нагружения трубопровода:
состав перекачиваемой среды;
температура на каждом участке;
давление;
производительность;
время и дата проведения измерений.
При меняющихся режимах эксплуатации требуются измерения на 3-4 режимах производительности. Результаты измерений протоколируются с указанием исполнителей.
Мониторинг системы.
Вид мониторинга (периодический или постоянный) вибрации трубопроводных систем определяется проектной документацией или назначается по результатам инструментальных обследований.
При периодическом мониторинге выполняются все требования В.3.1. Периодичность измерений вибрации при опорных уровнях не выше 2 (согласно В.4.2 ) назначают не реже одного раза в месяц; при значениях вибрации, приближающихся к 3-му уровню - не реже 1 раза в неделю. При стабилизации вибрации около 3-го уровня в течение 4 измерений (1 месяц) допустимо увеличить периодичность до одного месяца.
При возрастании уровня с 3 до 4-го необходим ежедневный мониторинг, а при достижении средних значений размаха вибрации в полосе 3-4-го уровней требуется срочная остановка и реконструкция системы.
