金屬軟管應用在油罐方面的選型和安裝
金屬軟管在油品儲罐管道方面應用越發(fā)廣泛。
鋼制儲罐施工完畢后, 要進行基礎(chǔ)沉降觀測,待沉降穩(wěn)定后,再進行管道安裝。 盡管如此, 儲罐在投用后,基礎(chǔ)仍有可能繼續(xù)下沉,且還會 因為溫度變化及地震因素等發(fā)生變形,使儲罐和其相連管線產(chǎn)生相對位移, 使儲罐與連接的管道, 乃至管道支架等處承受過大的力和力矩,嚴重時,可損壞罐體,發(fā)生油品泄漏事故。 為減小應力,避免上述情形的產(chǎn)生,須使管道系統(tǒng)具有足夠柔性。 金屬軟管具有良好的柔性、抗疲勞性、耐高壓性、耐高低溫性等,可降低管道中的應力,減少管道對儲罐、支架的推力,從而保護儲罐。
金屬軟管的特性
1 金屬軟管充加內(nèi)壓后的軸向位移
軸向位移是指軟管長度方向上的位移。 當金屬軟管內(nèi)充滿液體進行加壓時,會產(chǎn)生軸向推力,隨著壓力的增加,軸向推力增大,由此引起軟管軸向伸長, 當軟管網(wǎng)套咬合到一定程度時,軸向伸長停止。
2 金屬軟管能補償管道的橫向位移
橫向位移是指垂直于軟管方向上的位移。 當管道產(chǎn)生橫向位移時, 金屬軟管由于結(jié)構(gòu)特點, 可以因橫向力的作用產(chǎn)生橫向位移,其位移力遠小于普通鋼管的彈性力。
3 金屬軟管和儲罐的共振
儲罐與主要進出口管道的剛度比和質(zhì)量比相差較大, 如果兩者的基本自振頻率相同或相近,在地震作用下將會發(fā)生共振,從而加重儲罐的破壞,所以金屬軟管的基本自振頻率應高于儲罐基本自振頻率的50%。一般嚴格按照生產(chǎn)標準規(guī)范制造的金屬軟管,其基本自振頻率均高于 10 Hz。 當儲罐的基本自振頻率低于或等于 7 Hz 時,可不考慮儲罐和金屬軟管的共振影響。
金屬軟管的選型
金屬軟管在石化行業(yè)得到廣泛應用,但在應用中也存在一些問題,主要是由于軟管長度的選擇和安裝不當造成的。 軟管長度過長,會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定,增加流體阻力、增加機械損傷及振動等問題;軟管長度過短,就達不到補償、減振、 消噪的目的。 所以,確定金屬軟管長度是首要工作。 此外,還應綜合考慮以下因素:介質(zhì)的性質(zhì), 操作溫度,操作壓力,連接管道的公稱直徑,場地類別,連接方式,位移方式等。
金屬軟管的安裝和使用管理
金屬軟管正確安裝是確保其性能充分發(fā)揮的重要環(huán)節(jié)。 金屬軟管通常安裝在罐進出口管道根部閥之后,金屬軟管之后也有閥門,使儲罐與管道直接形成軟連接,便于金屬軟管的檢修和更換。 金屬軟管在自然狀態(tài)下補償軸向位移能力有限,當安裝長度等于自然長度時,必然不能承受強大的軸向拉伸而產(chǎn)生斷裂, 從而導致管路泄漏。 因此金屬軟管的安裝長度要小于自然長度, 以保證一定的自由度。
由于金屬軟管主要吸收系統(tǒng)產(chǎn)生的橫向、軸向位移, 除了安裝時保證金屬軟管的自由度,還可以通過管道的布置來吸收,常見的配管方式有兩種,L 型(見圖 2)和 Z 型安裝(見圖 3)。 L 型安裝較常見,整體布局整潔美觀,減少了管道長度, 降低流體阻力,但管道所產(chǎn)生的軸向應力將作用 在金屬軟管和儲罐管嘴上, 這樣縮短了軟管、閥門的使用壽命,同時也會損壞管嘴,造成油品泄漏。 Z 型安裝雖增加了管道長度和彎頭數(shù)量,但管系的軸向位移可以由其自身吸收,減少對金屬軟管和管嘴的軸向應力,延長使用壽命,也有利于 管系的穩(wěn)定。 從安全角度和使用壽命角度考慮,Z 型安裝 優(yōu)于L 型,所以在平面位置允許的情況下優(yōu)先選擇 Z 型安裝。
安裝注意:
(1)安裝前必須對金屬軟管進行檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時消除;
(2)在吊裝過程中,要有防止金屬軟管損傷的措施;
(3)金屬軟管后應加裝短接管,以補償軟管空檔尺寸的偏差;
(4)應盡量選用鋼帶網(wǎng)套編制的金屬軟管。 因為它的自振頻率高,一般在 20~30 Hz,遠大于 7 Hz,軟管和儲罐產(chǎn)生共振的可能性極小;
(5)安裝時,不得強行拉壓扭轉(zhuǎn),不得砸敲金屬軟管,不應采用強緊法蘭螺栓的辦法來消除安裝偏差;
(6)金屬軟管上不得設(shè)置任何托架或支撐;
(7)金屬軟管距地面或平臺的高度應大于其橫向位移補償量;
(8)對有保溫保冷要求的管線,不得影響金屬軟管的正常工作。
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