压力管道振动分析

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1、压力管道振动分析摘要：本文通过对压力管道系统振动产生原因的具体分析，振动测量方法的简介绍，提出了相应的减小、消除振动的措施。Abstract：Throughanalysisofthecausesofpressurepipelinesystemvibrationandintroductionofthevibrationmeasurementmethod,measurestoreduceandeliminatevibrationareputforwardinthisarticle.关键词：压力管道；振动分析、测量；减振措施Keywords:press

2、urepipeline；vibrationanalysisandmeasurement；vibrationreducingmeasure中图分类号:TV732.4文献标识码:A文章编号:1006-4311(2013)30-0056-020引言在工业生产中，使用的压力管道受自身和外部环境等影响，会使管线引起振动，管线如果长期受到振动的影响在应力集中的部位，就会产生疲劳感，从而使管线发牛断裂，就会引起较为严重的安全事故，从而引起介质外泄，所以在生产中要尽量减少管道振动，以免造成不必要的安全事故发生。1压力管道振源分析压力管道的管道、支架和相连设备构成

3、了一个结构系统，在有激振力的情况下，这个系统就会产生振动。压力管道的振源大致分为两大类：來自系统自身和系统外部。①来自系统自身的主要有与管道相连接的机器的振动和管内流体不稳定流动引起的振动；②来自系统外的冇地震及风等。振动对压力管道是一种交变动载荷，其危害程度取决丁激振力的人小和管道自身的抗振性能。主要影响因素如下：①气柱固有频率。管道内充满的流体是一个具有弹性的气柱，每当压缩机或者泵的汽缸从管道吸气或排气时，管内气柱便受到干扰而呈现振动。②机械固有频率。管系是连续弹性体，存在结构固有频率，如果机器激振频率与管系结构固冇频率相等时，也会共振使管系

4、的振动加剧。③管流脉动引起的振动。管道流体在压缩机或泵的作用下处于脉动状态，当流经弯管头、异径管、三通、阀门等管道元件时，对管道的作用力也不断变化，产生一定的随时间而变化的激振力,产生振动。④两相流引起的振动。管道系中多以气态和液体的两相流为主,应为气体的可压缩性比液体大，当在管道屮两相流形成冇较大气泡的流型时，在不同的区域气泡受压缩不同，从而使管道发生振动。⑤液击振动。管道中阀门突然关闭或打开，流体速度突然改变，对管系产生很大的冲击力，产生振动。液击是管道系统中很重要一种振动源，有时会造成管道内压力的变化很大，严重时可使管子爆裂。⑥管道内流体流

5、速过快，因流体边界层分离而形成湍流引起管道振动。⑦来白系统外部的地震和风对管道产生威胁，一旦发生强烈地震对埋地管道就会有破环的危险，架空管线虽然不直接受地震影响，但管道支承点大都基于地面，发生地震时支承架损坏，管道亦随之崩塌，进而造成破环。风的影响是不定时的只要管道固定牢固，虽然会因为干扰使管道振动，但影响不是很大。2管道振动的测量対于一个存在振动的管系，要减轻或消除振动，就必须全面掌握各有关参数，采取适当的消振措施。①管道结构振动测量：振动测量就是测量振动的位移，测量装置由传感器、放大器和记录仪三部分组成。传感器为速度传感器，所输出的电压与被测

6、的振动速度成正比，所得信号要经过一次一次积分变为位移讯号，经放大器放大后到记录仪。（如图1所示）②管道压力脉动测量：管道内气流压力脉动测量装置最基本的部分是传感器、放大器和记录仪。传感器的作用是把压力变化的讯号转变为电量变化的讯号，放人器则准确地线性放大由传感器得到的电讯号，并推动记录仪记录压力脉动曲线。（如图2所示）③管道系统固有频率测量：一般采用敲击法对管系激振，对管道的一点或几点进行敲击记录衰减振动信号，对信号进行快速分析得出各阶固有频率，此方法丁分简洁常用。3压力管道振动减小、消除的措施3.1改变管道的固有频率根据振动理论：一个机械系统的

7、多自由度振动方程可用矩阵微分方程式表示：M•X+C•X+K•X=F式中：M为质量矩阵，X为节点位移矢量，C为阻尼矩阵，K刚度矩阵,F为I：扰力及激振力矢量。由上式可知，要改变管线系统的振动特性，可从以下几点考虑：①在管道系统上加装平衡块,改变质量矩阵，以改变系统固有频率避免管道共振发生。②改变管道系统的阻尼矩阵，在管道的固定支撑的部位放置金属弹簧、软木等柔性隔离物体，以达到隔振消振的冃的。③通过增加管道系统的刚度矩阵，通过增设支承、调整支承位置或改变支承性质，使管道固有频率提高，变弹性支承为刚性支承管，均会使固有频率加大，以达到消振的目的。3.2

8、消减气流脉冲振动①为了调整气柱固有频率，避免与激振频率重合产生振动，就要避开气振共振频率这就取决于配管方式的长度、管径述冇容积大小和配置