CAESARⅡ分析管道安裝存在的問題

孔繁錦

摘要： 根據某電廠安裝現場的反饋，高壓導汽管在安裝時，管道與接口存在差異。由于差異較大，如果不進行計算分析直接焊接可能會導致管道或設備損壞。用CAESARⅡ計算分析如果按目前狀況焊接管道是否可以繼續使用。計算結果顯示在高度方向有差異的管道可以繼續使用，而在水平方向有差異的管道還需要根據計算結果做進一步的分析。

關鍵詞： 管道安裝;冷緊;CAESAR

前言

某電廠安裝高壓排汽管道的過程中發現管道一側中心口位置與設備接口位置存在差異，且差異較大超出了允許誤差范圍，需要通過計算分析管道是否可以直接焊接并繼續使用。

數據測量

根據現場的測量數據和安裝數據，獲得的信息如下：

對稱布置的兩個管道的汽缸端和閥門端的高差與設計值不符，最大偏差為32mm，偏差方向為汽缸端接觸，閥門端間隙為32mm;

其中一個管道的左右方向（橫向）存在錯位，錯位數值為10mm，錯位方向為軸向收口;

無上述管道的詳細測量尺寸;

閥門與汽缸中心距離=2889mm，安裝狀態為管道冷緊前尺寸。

數據分析

計算模型的建立

為了建立準確的計算模型，進行如下處理，將計算模型分為4種：

模型1：管組尺寸為設計值（沒有準確的測量數據，假設管組尺寸為設計值），無冷緊要求;

模型2：管組尺寸為設計值，無冷緊要求，模型豎直方向管道長度截斷36mm;

模型3：管組尺寸為設計值，橫向設計冷緊值為6mm;

模型4：管組尺寸為設計值，但管組存在收口現象，收口尺寸為10mm。因此，此狀態的計算模型橫向冷緊16mm狀態（10+6=16）。

為方便表述，分別將管道的幾種處理狀態用簡圖表示，如圖。

其中，AB1C1表示管道不采用冷緊狀態;AB2C2表示管道采用6mm冷緊的狀態;AB3C3表示管道采用16mm冷緊的狀態。

不考慮冷緊狀態的管道應力計算

由于沒有詳細的管道測量數據，只能根據管道設計值和高差值32mm進行管道建模，即假設管道在豎直方向短了36mm（由于現場測量數據不全，且測量情況無法估計，假定測量誤差為10%，32×110%=36mm）。

不考慮冷緊時，AB1C1管道模型1受力計算結果

一次應力最大值為35.4MPa，許用應力為119.245MPa。

二次應力最大值為41.8386MPa，許用應力為285.4752MPa。

計算結果分析

計算后發現，管道豎直方向截短36mm后不會對管道應力和端口受力有太大的影響，此時管道應力是合格的。

冷緊后的計算結果對比后發現，當冷緊值達到16mm時，冷緊值已經超過了管道自身熱脹量。管道對汽缸和閥門的推力巨大，對汽缸和閥門的穩定性產生影響，建議對汽缸和閥門進行穩定性分析。

冷緊16mm后，管道的冷態和熱態推力巨大，可能會對管口造成損傷，建議對汽缸和閥門管口進行局部應力分析。