孔繁锦

摘要： 根据某电厂安装现场的反馈，高压导汽管在安装时，管道与接口存在差异。由于差异较大，如果不进行计算分析直接焊接可能会导致管道或设备损坏。用CAESARⅡ计算分析如果按目前状况焊接管道是否可以继续使用。计算结果显示在高度方向有差异的管道可以继续使用，而在水平方向有差异的管道还需要根据计算结果做进一步的分析。

关键词： 管道安装;冷紧;CAESAR

前言

某电厂安装高压排汽管道的过程中发现管道一侧中心口位置与设备接口位置存在差异，且差异较大超出了允许误差范围，需要通过计算分析管道是否可以直接焊接并继续使用。

数据测量

根据现场的测量数据和安装数据，获得的信息如下：

对称布置的两个管道的汽缸端和阀门端的高差与设计值不符，最大偏差为32mm，偏差方向为汽缸端接触，阀门端间隙为32mm;

其中一个管道的左右方向（横向）存在错位，错位数值为10mm，错位方向为轴向收口;

无上述管道的详细测量尺寸;

阀门与汽缸中心距离=2889mm，安装状态为管道冷紧前尺寸。

数据分析

计算模型的建立

为了建立准确的计算模型，进行如下处理，将计算模型分为4种：

模型1：管组尺寸为设计值（没有准确的测量数据，假设管组尺寸为设计值），无冷紧要求;

模型2：管组尺寸为设计值，无冷紧要求，模型竖直方向管道长度截断36mm;

模型3：管组尺寸为设计值，横向设计冷紧值为6mm;

模型4：管组尺寸为设计值，但管组存在收口现象，收口尺寸为10mm。因此，此状态的计算模型横向冷紧16mm状态（10+6=16）。

为方便表述，分别将管道的几种处理状态用简图表示，如图。

其中，AB1C1表示管道不采用冷緊状态;AB2C2表示管道采用6mm冷紧的状态;AB3C3表示管道采用16mm冷紧的状态。

不考虑冷紧状态的管道应力计算

由于没有详细的管道测量数据，只能根据管道设计值和高差值32mm进行管道建模，即假设管道在竖直方向短了36mm（由于现场测量数据不全，且测量情况无法估计，假定测量误差为10%，32×110%=36mm）。

不考虑冷紧时，AB1C1管道模型1受力计算结果

一次应力最大值为35.4MPa，许用应力为119.245MPa。

二次应力最大值为41.8386MPa，许用应力为285.4752MPa。

计算结果分析

计算后发现，管道竖直方向截短36mm后不会对管道应力和端口受力有太大的影响，此时管道应力是合格的。

冷紧后的计算结果对比后发现，当冷紧值达到16mm时，冷紧值已经超过了管道自身热胀量。管道对汽缸和阀门的推力巨大，对汽缸和阀门的稳定性产生影响，建议对汽缸和阀门进行稳定性分析。

冷紧16mm后，管道的冷态和热态推力巨大，可能会对管口造成损伤，建议对汽缸和阀门管口进行局部应力分析。