白 力

(中冶天工集团有限公司, 天津 300308)

0 前言

某选矿工程，为亚洲第一，世界第二大铜金选矿厂，年处理矿石5250万吨。在此工程的调试运行过程中，发生了输送石灰乳的管道部分变形移位和跌落问题，导致整个项目调试终止，造成巨大的经济损失。通过对跌落现场的图片分析和情况了解，排除误操作的原因，经过流体正常与异常流动条件下的流动状态推断，判断出本次事故发生的主要因素。

1 石灰乳管道在有无水锤效应时的受力分析

1.1 水锤效应

水锤，又称水击，是压力管道中局部区域由于流体速度突然变化而产生的压力波沿管系的迅速传播、交替升降的现象[1]。水锤效应多发生在阀门突然开启或关闭、水泵突然停车或突然开启，导致管路中的流速突然变化，水流冲击管道，产生严重水击。水锤会对管道产生严重的影响，甚至可以破坏整个管路系统[2-4]。

1.2 石灰乳管道不受水锤效应时的受力分析

当石灰乳管道正常运行时，不受水锤效应的影响，此时对石灰乳管道的强度校核时不考虑水锤效应的冲击。

输送石灰乳的管道采用刚性卡箍连接，管道材料为美标A53-B、对应于国标20号钢材，材料属性为密度7850 kg/m3，弹性模量为2.06×105MPa，泊松比为0.3，屈服极限为260 MPa，强度极限为400 MPa。管道端面几何尺寸为外径168.3 mm，内径146.36 mm，管壁厚10.97 mm，总管长440 m。管道中的液体为石灰乳，密度为1120 kg/m3。管道的正常工作工况为：内压734 KPa，温度70～90°C，管道内流速2.68 m/s。

受力分析过程分为前处理、计算求解、后处理三个部分。在对管道横截面进行强度校核的基础上，再对管线整体进行受力分析及强度校核。……