曲光磊

特变电工沈阳变压器集团有限公司 辽宁 沈阳110144

一、问题描述

某电抗器项目,油箱采用高强度的钢板焊接而成,油箱导油管路采用优质无缝钢管制作,其中主导气管采用89×4冷拔无缝钢管20,支路导气管采用21×3冷拔无缝钢管20制作,导气管分布图如下:

图1 导气管布局图

导气管力学性能如下表所示:电抗器运行3个月后电抗器主导气管到升高座之间的支路导气管法兰加强铁边缘出现开裂渗油现象,三天后另外一台相同位置同样出现开裂渗油现象,见图2,针对此事宜对电抗器的此支路联管进行了更换,更换的导气管材质为34×4冷拔无缝钢管20。更换后经过一个月后再次渗漏,漏点如下图所示。

表1 导气管材料力学性能

图2 现场联管漏点

二、事故原因分析

针对此事宜进行了认真的分析,运用有限元分析软件ANSYS对电抗器进行模态及振动分析:经分析原结构导气管应力分布云图如图3所示,最大应力为177.37 MPa,从表1看出最大应力满足材料许用屈服点245 Mpa,应力较大位置位于导气管与法兰焊接处,与实际漏点位置吻合,结合实际情况分析,计算应力虽满足材料屈服点,但由于导气管为金属焊接件,与升高座法兰安装还存在一定的装配应力,在较大的应力下导气管最终随本体长时间振动疲劳而产生开裂渗漏现象。

三、项目实施的成果及效果验证

经过上述分析,为彻底解决该联管应力过大而造成渗漏的问题,给出如下解决方案:

1.将该导气管间增加过渡不锈钢金属软连接,消除装配应力,从而释放导气管中存在的应力,见图4;

图3 导气管应力分布云图

2.为防止不锈钢金属软连接末端出现低头从而出现的窝气现象,在不锈钢金属软连接末端增加支撑结构;通过采用如上方法进行改造,经过仿真分析,整个导气管最大应力为22.507 MPa,远远小于许用屈服点245 Mpa,见图5,满足工况运行下的需求。

图5 改造后联管应力分布云图

结束语

通过以上改造保证了现场长时间运行且没有发生漏油事件。通过有限元仿真可以分析出在哪个部位加支撑能够更好的减小振动应力,该事故处理方法可以作为后续电抗器联管漏油的通用的处理方法,提高了现场处理问题的能力。